上下文自適應(yīng)二進(jìn)制算法編碼的簡化的范圍和上下文更新的制作方法
【專利說明】上下文自適應(yīng)二進(jìn)制算法編碼的簡化的范圍和上下文更新
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2014年8月5日提交的題為“Simplified range and contextupdate for multimedia context-adaptive binary arithmetic coding design 多媒體上下文自適應(yīng)二進(jìn)制算法編碼簡化的范圍和上下文更新”的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.62/033, 484的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，通過引用將其全部內(nèi)容結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開通常涉及多媒體壓縮的系統(tǒng)和方法。具體地，本公開涉及用于高效視頻編碼的改善的上下文自適應(yīng)二進(jìn)制算法編碼的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0004]上下文自適應(yīng)二進(jìn)制算法編碼(CABAC)是各種視頻標(biāo)準(zhǔn)中利用的無損熵編碼方法，以上標(biāo)準(zhǔn)包括由運(yùn)動(dòng)圖像專家組(MPEG)和國際電信聯(lián)盟(ITU)的頒布的高效視頻編碼(HEVC)標(biāo)準(zhǔn)；H.264或高級(jí)視頻編碼(AVC)標(biāo)準(zhǔn)；VP9標(biāo)準(zhǔn)；音頻視頻標(biāo)準(zhǔn)(AVS)標(biāo)準(zhǔn)；或者其他視頻壓縮和編碼/解碼方法。CABAC基于本地上下文，諸如相同的或相鄰的視頻幀以內(nèi)的區(qū)域，使用概率模式以得到超出非上下文自適應(yīng)算法的那些的壓縮比。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于上下文自適應(yīng)二進(jìn)制算法編碼的簡化范圍和上下文更新的方法，包括:通過裝置的參數(shù)更新器從所述裝置的上下文自適應(yīng)二進(jìn)制算法編碼CABAC編碼器或解碼器接收包括第一最小可能符號(hào)的概率的編碼或解碼上下文；通過所述參數(shù)更新器在預(yù)定范圍以內(nèi)縮放所述第一最小可能符號(hào)的所述概率；通過所述參數(shù)更新器使用所述第一最小可能符號(hào)的縮放后的概率乘以具有所述預(yù)定范圍以內(nèi)的值的概率適配因子來確定后續(xù)第二最小可能符號(hào)的概率；以及通過所述參數(shù)更新器向給所述CABAC編碼器或解碼器提供所確定的所述后續(xù)第二最小可能符號(hào)的概率。
[0006]優(yōu)選地，其中，所述預(yù)定范圍包括η位范圍，其中η大于1。
[0007]優(yōu)選地，其中，確定所述后續(xù)第二最小可能符號(hào)的所述概率進(jìn)一步使用所述第一最小可能符號(hào)的所述縮放后的概率乘以所述概率適配因子，加上2η \除以2η。
[0008]優(yōu)選地，其中，確定所述后續(xù)第二最小可能符號(hào)的所述概率進(jìn)一步使用所述第一最小可能符號(hào)的所述縮放后的概率乘以所述概率適配因子，加上2η乘以2η與概率適配因子的差值，加上2η-1，除以2η。
[0009]優(yōu)選地，其中，所述編碼或解碼范圍參數(shù)進(jìn)一步包括第一范圍；并且進(jìn)一步包括使用所述第一范圍乘以所述第一最小可能符號(hào)的所述縮放后的概率，加上2η-1，除以2η來確定第二范圍。
[0010]優(yōu)選地，進(jìn)一步包括:將所述第二范圍提供至所述CABAC編碼器或解碼器。
[0011]優(yōu)選地，進(jìn)一步包括:通過所述參數(shù)更新器接收最大可能符號(hào)的標(biāo)識(shí)；通過所述參數(shù)更新器確定所述第一最小可能符號(hào)的所述概率等于所述預(yù)定范圍的至少一半；以及將所述最大可能符號(hào)的所述標(biāo)識(shí)反轉(zhuǎn)。
[0012]優(yōu)選地，進(jìn)一步包括:接收最大概率的符號(hào)的標(biāo)識(shí)和當(dāng)前符號(hào)值；確定所述最大可能符號(hào)是否等于所述當(dāng)前符號(hào)值；以及響應(yīng)于所述確定，使用所述第一最小可能符號(hào)的所述縮放后的概率調(diào)整后續(xù)編碼或解碼范圍參數(shù)的所述預(yù)定范圍。
[0013]優(yōu)選地，進(jìn)一步包括:響應(yīng)于所述當(dāng)前符號(hào)值等于識(shí)別的最大可能符號(hào)的確定，通過將所述范圍調(diào)整為與所述第一最小可能符號(hào)的所述概率成反比的值來調(diào)整所述后續(xù)編碼或解碼范圍參數(shù)的所述預(yù)定范圍。
[0014]優(yōu)選地，進(jìn)一步包括:響應(yīng)于所述當(dāng)前符號(hào)值不等于識(shí)別的最大可能符號(hào)的確定，通過將所述范圍減少為與所述第一最小可能符號(hào)的所述概率成正比的值來調(diào)整所述后續(xù)編碼或解碼范圍參數(shù)的所述預(yù)定范圍。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于更新算術(shù)編碼參數(shù)的裝置，包括:上下文自適應(yīng)二進(jìn)制算法編碼CABAC上下文接收器，與CABAC編碼器或解碼器通信，并且被配置為接收包括第一最小可能符號(hào)的概率的編碼或解碼上下文；CABAC范圍更新器，被配置為在預(yù)定范圍內(nèi)縮放所述第一最小可能符號(hào)的所述概率；CABAC上下文更新器，被配置為使用所述第一最小可能符號(hào)的縮放后的概率乘以具有所述預(yù)定范圍以內(nèi)的值的概率適配因子來確定后續(xù)第二最小可能符號(hào)的概率，并且將所確定的所述后續(xù)第二最小可能符號(hào)的概率提供至所述CABAC編碼器或解碼器的CABAC上下文選擇器。
[0016]優(yōu)選地，其中，所述預(yù)定范圍包括η位范圍，其中η大于1。
[0017]優(yōu)選地，其中，所述CABAC上下文更新器進(jìn)一步被配置為使用所述第一最小可能符號(hào)的所述縮放后的概率乘以所述概率適配因子，加上2η-1，除以2η來確定所述后續(xù)第二最小可能符號(hào)的所述概率。
[0018]優(yōu)選地，其中，所述CABAC上下文更新器進(jìn)一步被配置為使用所述第一最小可能符號(hào)的所述縮放后的概率乘以所述概率適配因子，加上2η乘以2η與所述概率適配因子的差值，加上2η-1，除以2η來確定所述后續(xù)第二最小可能符號(hào)的所述概率。
[0019]優(yōu)選地，其中，所述編碼或解碼范圍參數(shù)進(jìn)一步包括第一范圍；并且其中所述CABAC范圍更新器進(jìn)一步被配置為使用所述第一范圍乘以所述第一最小可能符號(hào)的所述縮放后的概率，加上2η-1，除以2η來確定第二范圍，并且將所述第二范圍提供至所述CABAC編碼器或解碼器。
[0020]優(yōu)選地，其中，所述CABAC上下文接收器進(jìn)一步被配置為接收最大可能符號(hào)的標(biāo)識(shí)；并且其中所述CABAC上下文更新器進(jìn)一步被配置為確定所述第一最小可能符號(hào)的所述概率等于所述預(yù)定范圍的至少一半，并且將所述最大可能符號(hào)的所述標(biāo)識(shí)反轉(zhuǎn)。
[0021]優(yōu)選地，其中，所述CABAC上下文接收器進(jìn)一步被配置為接收最大可能符號(hào)的標(biāo)識(shí)和當(dāng)前符號(hào)值；并且其中所述CABAC上下文更新器進(jìn)一步被配置為確定所述最大可能符號(hào)是否等于所述當(dāng)前符號(hào)值，并且響應(yīng)于所述確定，使用所述第一最小可能符號(hào)的所述縮放后的概率調(diào)整后續(xù)編碼或解碼范圍參數(shù)的所述預(yù)定范圍。
[0022]優(yōu)選地，其中，所述CABAC上下文更新器進(jìn)一步被配置為響應(yīng)于所述當(dāng)前符號(hào)值等于所識(shí)別的最大可能符號(hào)的確定，通過將所述范圍調(diào)整為與所述第一最小可能符號(hào)的所述概率成反比的值來調(diào)整所述后續(xù)編碼或解碼范圍參數(shù)的所述預(yù)定范圍。
[0023]優(yōu)選地，其中，所述CABAC上下文更新器進(jìn)一步被配置為響應(yīng)于所述當(dāng)前符號(hào)值不等于所識(shí)別的最大可能符號(hào)的確定，通過將所述范圍減少為與所述第一最小可能符號(hào)的所述概率成正比的值來調(diào)整所述后續(xù)編碼或解碼范圍參數(shù)的所述預(yù)定范圍。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于更新算術(shù)編碼參數(shù)的裝置，包括:上下文自適應(yīng)二進(jìn)制算法編碼CABAC范圍更新器，被配置為接收第一最小可能符號(hào)的概率并且在預(yù)定范圍以內(nèi)縮放所述第一最小可能符號(hào)的所述概率；以及CABAC上下文更新器，被配置為使用所述第一最小可能符號(hào)的縮放后的概率乘以具有所述預(yù)定范圍以內(nèi)的值的概率適配因子來確定后續(xù)第二最小可能符號(hào)的概率，并且將所確定的所述后續(xù)第二最小可能符號(hào)的概率提供至所述CABAC編碼器或解碼器的CABAC上下文選擇器。
【附圖說明】
[0025]本公開的各個(gè)目的、方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將通過結(jié)合附圖參考詳細(xì)說明變得更清晰可見的并且變得更好理解，其中類似的參考符號(hào)自始至終確定相應(yīng)的元件。在附圖中，相同的參考標(biāo)號(hào)通常表示相同的、功能相似的和/或結(jié)構(gòu)相似的元件。
[0026]圖1是HEVC編碼器的實(shí)施方式的框圖；
[0027]圖2是CABAC編碼器的實(shí)施方式的框圖；
[0028]圖3是CABAC解碼器的實(shí)施方式的框圖；
[0029]圖4A和圖4B分別是編碼和解碼期間的CABAC 二進(jìn)制分類的實(shí)施方式的流程圖；
[0030]圖5是編碼期間CABAC范圍和上下文更新的第一實(shí)施方式的流程圖；
[0031]圖6是解碼期間CABAC范圍和上下文更新的第一實(shí)施方式的流程圖；
[0032]圖7是編碼期間CABAC范圍和上下文更新的第二實(shí)施方式的流程圖；
[0033]圖8是解碼期間CABAC范圍和上下文更新的第二實(shí)施方式的流程圖；
[0034]圖9是編碼期間CABAC范圍和上下文更新的第三實(shí)施方式的流程圖；
[0035]圖10是解碼期間CABAC范圍和上下文更新的第三實(shí)施方式的流程圖；
[0036]圖11是編碼期間CABAC范圍和上下文更新的第四實(shí)施方式的流程圖；
[0037]圖12是解碼期間CABAC范圍和上下文更新的第四實(shí)施方式的流程圖；
[0038]圖13是編碼期間CABAC范圍和上下文更新的第五實(shí)施方式的流程圖；
[0039]圖14是解碼期間CABAC范圍和上下文更新的第五實(shí)施方式的流程圖；
[0040]圖15A是描述系統(tǒng)環(huán)境的實(shí)施方式的框圖；并且
[0041]圖15B和圖15C是描述與本文中描述的方法和系統(tǒng)結(jié)合使用的裝置的實(shí)施方式的框圖。
[0042]在附圖和下面的描述中闡述方法和系統(tǒng)的各個(gè)實(shí)施方式的細(xì)節(jié)。
【具體實(shí)施方式】
[0043]為了閱讀以下各個(gè)實(shí)施方式的描述，詳細(xì)說明和他們相應(yīng)的內(nèi)容的部分的以下描述會(huì)是有幫助的:
[0044]-A部分描述用于高效視頻編碼的改善的上下文自適應(yīng)二進(jìn)制算法編碼的系統(tǒng)和方法的實(shí)施方式；
[0045]-B部分描述對(duì)實(shí)踐本文中描述的實(shí)施方式有用的系統(tǒng)。_6] A.用于高效視頻編碼的改善的i:下文自適應(yīng)二進(jìn)制算法編碼
[0047]CABAC編碼可用于提供各個(gè)數(shù)據(jù)源的無損熵壓縮，并且經(jīng)常用于包括視頻壓縮和編碼的有損壓縮應(yīng)用。例如，HEVC編碼標(biāo)準(zhǔn)利用有損壓縮提供數(shù)據(jù)流至CABAC編碼器，該數(shù)據(jù)流然后可以進(jìn)一步被壓縮以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳輸，諸如寬帶網(wǎng)絡(luò)、電纜網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)、蜂窩網(wǎng)絡(luò)、或任何其他類型和形式的網(wǎng)絡(luò)。然而，CABAC方法的一些實(shí)施方式利用復(fù)雜的概率范圍和上下文更新系統(tǒng)，致使處理量降低。具體地，本文中論述的系統(tǒng)和方法針對(duì)利用范圍和上下文更新的定點(diǎn)設(shè)計(jì)的CABAC編碼器和解碼器的實(shí)施方式。符號(hào)概率和概率適配因子可以縮放至預(yù)定范圍，諸如8位范圍，從而減少對(duì)復(fù)雜的和操作成本高的查表的需要。
[0048]在一個(gè)方面中，本公開描述用于CABAC編碼的簡化的范圍和上下文更新的方法。方法包括通過裝置的CABAC編碼器或解碼器的裝置的范圍和上下文更新器接收包括第一最小可能符號(hào)的概率的編碼上下文。方法還包括通過范圍和上下文更新器在諸如0至1的預(yù)定范圍或者η位范圍(η大于1)內(nèi)縮放第一最小可能符號(hào)的概率。方法還包括通過范圍和上下文更新器基于乘以具有預(yù)定的η位范圍內(nèi)的值的概率