本申請是優(yōu)先權日為2011年6月28日、國際申請日為2012年6月27日、國際申請?zhí)枮閜ct/jp2012/004162、中國專利申請?zhí)枮?01280025650.0、發(fā)明名稱為“對視頻量化參數(shù)編碼的方法和對視頻量化參數(shù)解碼的方法”的專利申請的分案申請。

本發(fā)明涉及一種用于對用于使用基于上下文的自適應二進制算術編碼的視頻編碼的視頻量化參數(shù)進行編碼的技術，并且例如涉及一種適用于視頻編碼設備、視頻解碼設備等的視頻量化參數(shù)編碼方法、視頻量化參數(shù)解碼方法、視頻量化參數(shù)編碼器和視頻量化參數(shù)解碼器。

背景技術：

非專利文獻(npl)1和2各自公開一種使用基于上下文的自適應二進制算術編碼(cabac)的視頻編碼技術。

圖15是示出在使用cabac的視頻編碼技術中的視頻量化參數(shù)編碼設備的結構的框圖。圖15中所示的視頻量化參數(shù)編碼器(下文稱為典型視頻量化參數(shù)編碼器)包括預測器101、緩沖器102、二進制化器1030、自適應二進制算術編碼器104和開關(sw)111。

從輸入到典型視頻量化參數(shù)編碼器的量化參數(shù)(qp)減去從預測器101供應的預測量化參數(shù)(預測qp：pqp)。已經(jīng)被減去pqp的qp稱為差數(shù)(delta)量化參數(shù)(差數(shù)qp：dqp)。

在npl1中，pqp是上一個重建圖像塊的重建的量化參數(shù)(上一個重建qp：lastrqp)。在npl2中，pqp是左相鄰圖像塊的重建的量化參數(shù)(左重建qp：leftrqp)或者上一個重建圖像塊的重建的量化參數(shù)(lastrqp)。

將pqp與dqp相加，并且在緩沖器102中存儲求和作為重建的量化參數(shù)(重建qp：rqp)用于后續(xù)量化參數(shù)編碼。

二進制化器1030對dqp二進制化以獲得二進制比特(bin)串。二進制比特串的一個比特稱為二進制比特。在二進制比特串中，第一個二進制算術編碼的二進制比特稱為第一個二進制比特(第1個二進制比特)，第二個二進制算術編碼的二進制比特稱為第二個二進制比特(第2個二進制比特)，并且第n個二進制算術編碼的二進制比特稱為第n個二進制比特(第n個二進制比特)。二進制比特和二進制比特串在npl1中的3.9和3.12中被定義。

圖16是示出npl1和2中的在dqp(最右列)與二進制比特串(中心列)之間的對應表的說明圖。

在圖16中的最左列中的二進制比特串索引指示與dqp值對應的二進制比特串的索引。二進制比特串索引在dqp是0的情況下是1，在dqp大于0的情況下是2*dqp-1，并且在dqp小于0的情況下是-2*dqp+1(其中“*”表示相乘)。

在圖16中的最下行中的上下文索引指示用于對應列中的二進制比特的二進制算術編碼的上下文的索引。例如與dqp＝-1對應的二進制比特串是110，其中第一個二進制比特的值是1，第二個二進制比特的值是1，并且第三個二進制比特的值是0。用于第一個二進制比特的二進制算術編碼的上下文索引是0，用于第二個二進制比特的二進制算術編碼的上下文索引是2，并且用于第三個二進制比特的二進制算術編碼的上下文索引是3。這里提到的上下文是二進制比特的最可能符號(ps)及其概率的組合。

自適應二進制算術編碼器104使用與對應上下文索引關聯(lián)的上下文從第一個二進制比特開始對經(jīng)由開關111供應的二進制比特串的每個二進制比特進行二進制算術編碼。自適應二進制算術編碼器104也根據(jù)二進制算術編碼二進制比特的值更新與上下文索引關聯(lián)的上下文用于后續(xù)二進制算術編碼。在npl1中的9.3.4中描述自適應二進制算術編碼的具體操作。

典型量化參數(shù)編碼器基于以上提到的操作對輸入視頻量化參數(shù)進行編碼。

引用列表

非專利文獻

npl1:iso/iec14496-10advancedvideocoding

npl2:“wd3:workingdraft3ofhigh-efficiencyvideocoding”,document:jctvc-e603,jointcollaborativeteamonvideocoding(jct-vc)ofitu-tsg16wp3andiso/iecjtc1/sc29/wg115thmeeting:geneva,ch,16-23march,2011

技術實現(xiàn)要素：

技術問題

如從圖16可見，典型量化參數(shù)編碼器執(zhí)行二進制化，而不在關于有意義的dqp為正還是為負的信息與關于有意義的dqp的絕對值的信息之間進行區(qū)分。典型量化參數(shù)編碼器因此具有由于以下三個因素而不能對有意義的dqp進行適當編碼的問題。

第一因素是由于第二個二進制比特(在“第2”列中的二進制比特)和后續(xù)二進制比特(在“第3”以后的列中的二進制比特)包括一個二進制比特不能表達的關于三個或者更多狀態(tài)的信息，所以不可能使用適當上下文對二進制比特進行二進制算術編碼。一個二進制比特可以表達的信息是兩個狀態(tài)中的哪個狀態(tài)有效的信息。然而第二個二進制比特和后續(xù)二進制比特包括一個二進制比特不能表達的關于三個或者更多狀態(tài)的信息。具體而言，在圖16中，第二個二進制比特包括dqp為正還是為負的信息和指示有意義的dqp的絕對值是否大于或者等于1的信息。從第三個二進制比特起的后續(xù)二進制比特(在從“第3”以后的列中)包括dqp為正還是為負的信息和指示有意義的dqp的絕對值的量值的信息。因此，不可能利用適當?shù)纳舷挛膩韺Φ诙€二進制比特和后續(xù)二進制比特進行二進制算術編碼，這些二進制比特包括關于由一個二進制比特不能表達的三個狀態(tài)或者更多狀態(tài)的信息。

第二因素是當dqp范圍在正與負之間不對稱的情況下不能高效減少冗余二進制比特。當dqp范圍在正與負之間不對稱時，由于存在未發(fā)送的dqp的二進制比特串，所以需要對特定dqp進行編碼而不減少冗余二進制比特。例如在npl1和2中定義的dqp范圍是從-26到25，這在正與負之間不對稱。在圖16中，由于存在未發(fā)送的二進制比特串dqp＝26，所以需要對dqp＝-26進行編碼而不減少冗余的第52個和第53個二進制比特。

第三因素是在由典型的量化參數(shù)編碼器處置的二進制比特串中包括的二進制比特的數(shù)目是在對有意義的dqp為正還是為負的信息和有意義的dqp的絕對值分別二進制化的情況下的二進制比特的數(shù)目的近似兩倍。大量二進制比特造成編碼數(shù)據(jù)量增加并且dqp編碼過程和解碼過程的速度降低。

本發(fā)明具有如下目的：是通過解決以上提到的因素中的每個因素來使得能夠?qū)τ糜谑褂没谏舷挛牡淖赃m應二進制算術編碼的視頻編碼的視頻量化參數(shù)進行適當編碼。

對問題的解決方案

根據(jù)本發(fā)明的一種視頻量化參數(shù)編碼方法是一種用于編碼量化參數(shù)以用于以基于上下文的自適應二進制算術編碼為基礎的視頻編碼過程的視頻量化參數(shù)編碼方法，該視頻量化參數(shù)編碼方法包括：從以往重建的量化參數(shù)生成預測量化參數(shù)；對指示差數(shù)量化參數(shù)是否有意義的第一個二進制比特、指示差數(shù)量化參數(shù)為正還是為負的符號二進制比特以及指示差數(shù)量化參數(shù)的絕對值的其它二進制比特進行二進制算術編碼，其中不使用用于符號二進制比特的上下文、使用用于第一個二進制比特的第一上下文、并使用用于其他二進制比特的與第一上下文不同的上下文，來執(zhí)行二進制算術編碼，并且其中差數(shù)量化參數(shù)范圍是基于最小qp(量化參數(shù))和最大qp的組合以及pqp(預測量化參數(shù))而生成的。

根據(jù)本發(fā)明的一種視頻量化參數(shù)解碼方法是一種用于解碼量化參數(shù)對用于以基于上下文的自適應二進制算術編碼為基礎的視頻解碼過程的視頻量化參數(shù)解碼方法，該視頻量化參數(shù)解碼方法包括：從以往重建的量化參數(shù)生成預測量化參數(shù)；以及對指示差數(shù)量化參數(shù)是否有意義的第一個二進制比特、指示差數(shù)量化參數(shù)為正還是為負的符號二進制比特以及指示差數(shù)量化參數(shù)的絕對值的其它二進制比特進行二進制算術解碼，其中不使用用于符號二進制比特的上下文、使用用于第一個二進制比特的第一上下文、并使用用于其他二進制比特的與第一上下文不同的上下文，來執(zhí)行二進制算術解碼，并且其中差數(shù)量化參數(shù)范圍是基于最小qp(量化參數(shù))和最大qp的組合以及pqp(預測量化參數(shù))而生成的。

根據(jù)本發(fā)明的一種視頻量化參數(shù)編碼器是一種用于編碼量化參數(shù)以用于以基于上下文的自適應二進制算術編碼為基礎的視頻編碼過程的視頻量化參數(shù)編碼器，該視頻量化參數(shù)編碼器包括：預測單元，該預測單元從以往重建的量化參數(shù)生成預測量化參數(shù)；以及量化參數(shù)編碼單元，該量化參數(shù)編碼單元對指示差數(shù)量化參數(shù)是否有意義的第一個二進制比特、指示差數(shù)量化參數(shù)為正還是為負的符號二進制比特以及指示差數(shù)量化參數(shù)的絕對值的其它二進制比特進行二進制算術編碼，其中量化參數(shù)編碼單元不使用用于符號二進制比特的上下文、使用用于第一個二進制比特的第一上下文、并使用用于其他二進制比特的與第一上下文不同的上下文，來執(zhí)行二進制算術編碼，并且其中差數(shù)量化參數(shù)范圍是基于最小qp(量化參數(shù))和最大qp的組合以及pqp(預測量化參數(shù))而生成的。

根據(jù)本發(fā)明的一種視頻量化參數(shù)解碼器是一種用于解碼量化參數(shù)以用于以基于上下文的自適應二進制算術編碼為基礎的視頻解碼過程的視頻量化參數(shù)解碼器，該視頻量化參數(shù)解碼器包括：預測單元，該預測單元從以往重建的量化參數(shù)生成預測量化參數(shù)；以及量化參數(shù)解碼單元，該量化參數(shù)解碼單元對指示差數(shù)量化參數(shù)是否有意義的第一個二進制比特、指示差數(shù)量化參數(shù)為正還是為負的符號二進制比特以及指示差數(shù)量化參數(shù)的絕對值的其它二進制比特進行二進制算術解碼，其中量化參數(shù)解碼單元不使用用于符號二進制比特的上下文、使用用于第一個二進制比特的第一上下文、并使用用于其他二進制比特的與第一上下文不同的上下文，來執(zhí)行二進制算術解碼，并且其中差數(shù)量化參數(shù)范圍是基于最小qp(量化參數(shù))和最大qp的組合以及pqp(預測量化參數(shù))而生成的。

本發(fā)明的有益效果

根據(jù)本發(fā)明，使得對用于使用基于上下文的自適應二進制算術編碼的視頻編碼的視頻量化參數(shù)進行適當編碼成為可能。

附圖說明

[圖1]圖1是示出示例實施例1中的視頻量化參數(shù)編碼器的結構的框圖。

[圖2]圖2是示出示例實施例1中的視頻量化參數(shù)編碼器的操作的流程圖。

[圖3]圖3是示出在dqp與二進制比特串之間的對應表的示例的說明圖。

[圖4]圖4是示出示例實施例2中的視頻量化參數(shù)解碼器的結構的框圖。

[圖5]圖5是示出示例實施例2中的視頻量化參數(shù)解碼器的操作的流程圖。

[圖6]圖6是示出實施例3中的視頻量化參數(shù)編碼器的結構的框圖。

[圖7]圖7是示出示例實施例3中的視頻量化參數(shù)解碼器的結構的框圖。

[圖8]圖8示出示例實施例3中的視頻量化參數(shù)解碼器的操作的流程圖。

[圖9]圖9示出示例實施例4中的視頻量化參數(shù)編碼器的結構的框圖。

[圖10]圖10示出示例實施例4中的視頻量化參數(shù)解碼器的結構的框圖。

[圖11]圖11是示出在dqp與二進制比特串之間的對應表的另一示例的說明圖。

[圖12]圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的信息處理系統(tǒng)的結構的示例的框圖，該信息處理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)視頻量化參數(shù)編碼器和視頻量化參數(shù)解碼器的功能。

[圖13]圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的視頻量化參數(shù)編碼器中的特征部件的框圖。

[圖14]圖14是示出根據(jù)本發(fā)明的視頻量化參數(shù)解碼器中的特征部件的框圖。

[圖15]圖15是示出典型視頻量化參數(shù)編碼器的結構的框圖。

[圖16]圖16是示出在dqp與二進制比特串之間的對應表的典型示例的說明圖。

具體實施方式

以下參照附圖描述本發(fā)明的示例實施例。

示例實施例1

圖1是示出本發(fā)明的示例實施例1中的視頻量化參數(shù)編碼器的結構的框圖。圖1中所示視頻量化參數(shù)編碼器包括預測器101、緩沖器102、二進制化器1031、自適應二進制算術編碼器104、二進制算術編碼器105、開關(sw)111和開關(sw)112。

從被輸入到視頻量化參數(shù)編碼器的量化參數(shù)qp減去從預測器101供應的預測量化參數(shù)pqp。

將pqp與差數(shù)量化參數(shù)dqp(dqp＝qp-pqp)相加，并且在緩沖器102中存儲其求和作為重建的量化參數(shù)rqp(rqp＝dqp+pqp)用于后續(xù)量化參數(shù)編碼。

作為本發(fā)明的特征的二進制化器1031以如下方式二進制化輸入dqp，該方式即，指示dqp是否有意義的信息與第一個二進制比特(bin(1))相關聯(lián)、指示有意義dqp為正或者負的信息與第二個二進制比特(bin(2))相關聯(lián)并且指示dqp的絕對值的信息與第三個二進制比特以及后續(xù)二進制比特(bin(n)：n＝3，4，…)相關聯(lián)。用公式表示這一點如下。

bin(1)＝func1(dqp)···(1)

bin(2)＝func2(dqp)···(2)

bin(n)＝func3(n–2,|dqp|)···(3)。

這里func1(a)是如下函數(shù)：如果a是0則返回0并且如果a不是0則返回1，func2(a)是如下函數(shù)：如果a為正則返回0并且如果a不為正則返回1，并且func3(a,b)是如下函數(shù)：如果a小于b則返回1、否則返回0。注意，僅在dqp具有有意義的值的情況下(即在func1(dqp)是1的情況下)，bin(n)(n＝2，3，…)才被編碼。

自適應二進制算術編碼器104使用與經(jīng)由開關111供應的二進制比特串的、除第二個二進制比特之外的每個二進制比特(bin(n)：n＝1，3，4，…)對應的上下文索引相關聯(lián)的上下文，來對該二進制比特進行二進制算術編碼并且經(jīng)由開關112輸出經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)。自適應二進制算術編碼器104根據(jù)二進制算術編碼二進制比特的值來更新與上下文索引關聯(lián)的上下文，用于后續(xù)二進制算術編碼。

二進制算術編碼器105利用相等的概率對經(jīng)由開關111供應的二進制比特串的第二個二進制比特進行二進制算術編碼并且經(jīng)由開關112輸出經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)。

這完成對這一示例實施例中的視頻量化參數(shù)編碼器的結構的描述。

以下使用圖2中的流程圖來描述二進制化器1031、自適應二進制算術編碼器104和二進制算術編碼器105的操作，其是這一示例實施例中的視頻量化參數(shù)編碼器的特征。

自適應二進制算術編碼器104將初始值參數(shù)n設置成2而開始該過程。

在步驟s101中，二進制化器1031以如下方式二進制化dqp，該方式即，指示dqp是否有意義的信息與第一個二進制比特相關聯(lián)、指示有意義的dqp是否為正的信息與第二個二進制比特相關聯(lián)，并且指示dqp的絕對值的信息與第三個二進制比特和后續(xù)二進制比特相關聯(lián)。

在步驟s102中，自適應二進制算術編碼器104對bin(1)進行自適應二進制算術編碼。

在步驟s103中，二進制算術編碼器105確定dqp是否有意義。在dqp有意義的情況下，二進制算術編碼器105繼續(xù)進行步驟s104。否則，二進制算術編碼器105結束該過程。在步驟s104中，二進制算術編碼器105對bin(2)進行二進制算術編碼。在步驟s105中，自適應二進制算術編碼器104對bin(n)進行自適應二進制算術編碼。

在步驟s106中，自適應二進制算術編碼器104確定二進制比特串的所有二進制比特是否都已經(jīng)被編碼。在所有二進制比特已經(jīng)被編碼的情況下，自適應二進制算術編碼器104結束該過程。否則，自適應二進制算術編碼器104遞增n并且繼續(xù)進行步驟s105，以對后續(xù)bin(n)進行自適應二進制算術編碼。

這完成對作為這一示例實施例中的視頻量化參數(shù)編碼器的特征的二進制化器1031、自適應二進制算術編碼器104和二進制算術編碼器105的操作的描述。

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的在dqp(最右列)與二進制比特串(中心列)之間的對應表的示例的說明圖。

在圖3中，在二進制比特串的第二列中的x代表指示dqp是否為正(即dqp為正還是為負)的1位信息。假設x＝0表示正并且x＝1表示負。例如，dqp＝1的二進制比特串是100，并且dqp＝-1的二進制比特串是110。同時，在上下文索引行中的na表示沒有上下文被使用(即，最可能的符號及其概率是固定的)。

根據(jù)本發(fā)明的二進制化過程如下解決引起上述問題的三個因素。

通過使用適當?shù)纳舷挛膶Φ诙€二進制比特和后續(xù)二進制比特進行二進制算術編碼，來解決第一因素。在圖3中，第二個二進制比特僅指示dqp為正還是為負的信息，也即，兩個狀態(tài)中的哪個狀態(tài)有效(holdtrue)的信息。類似地，第三個二進制比特僅指示dqp的絕對值是否大于1的信息，也即，兩個狀態(tài)中的哪個狀態(tài)有效的信息。因此，使用適當?shù)纳舷挛膶Φ诙€二進制比特和第三個二進制比特進行二進制算術編碼。可以通過根據(jù)列來添加上下文索引而等同地設計第四個二進制比特和后續(xù)二進制比特，以僅指示dqp的絕對值是否大于給定的值的信息，也即兩個狀態(tài)中的哪個狀態(tài)有效的信息。

第二因素被解決，因為假如解碼器能夠從第二個二進制比特的值識別出dqp是否為正還是為負，則編碼器即使在dqp范圍在正與負之間不對稱時仍然可以高效地減少冗余二進制比特。具體而言，在圖3中，在對dqp＝-26進行編碼的情況下，冗余的第28個二進制比特無需被編碼，因為解碼器能夠當?shù)?7個二進制比特是1時根據(jù)dqp的最小值是-26來標識dqp＝-26。另外，在對dqp＝25進行編碼的情況下，冗余的第27個二進制比特無需被編碼，因為解碼器能夠當?shù)?6個二進制比特是1時根據(jù)dqp的最大值是25來標識dqp＝25。

第三因素被解決，因為如從在圖16中所示對應表與圖3中所示對應表之間的比較中清楚的那樣，在這一示例實施例中的二進制比特串中所包括的二進制比特的數(shù)目與在對有意義的dqp是否為正還是為負的信息和有意義的dqp的絕對值進行分別二進制化的情況下的二進制比特的數(shù)目相同。

示例實施例2

圖4是示出與示例實施例1中的視頻量化參數(shù)編碼器對應的視頻量化參數(shù)解碼器的結構的框圖。圖4中所示視頻量化參數(shù)解碼器包括預測器201、緩沖器202、解二進制化器2031、自適應二進制算術解碼器204、二進制算術解碼器205、開關(sw)211和開關(sw)212。

自適應二進制算術解碼器204對來自經(jīng)由開關212供應的編碼數(shù)據(jù)的bin(1)進行二進制算術解碼，并且經(jīng)由開關211向解二進制化器2031供應解碼數(shù)據(jù)。自適應二進制算術解碼器204也根據(jù)二進制算術解碼二進制比特的值來更新與第一個二進制比特對應的上下文索引的上下文，用于后續(xù)二進制算術解碼。

在bin(1)是1的情況下，二進制算術解碼器205對來自經(jīng)由開關212供應的編碼數(shù)據(jù)的bin(2)進行二進制算術解碼，并且經(jīng)由開關211向解二進制化器2031供應解碼數(shù)據(jù)。

在bin(1)是1的情況下，自適應二進制算術解碼器204還對來自經(jīng)由開關212供應的編碼數(shù)據(jù)的bin(n)(n＝3，4，…)進行二進制算術解碼直至值為0的二進制比特被解碼，并且經(jīng)由開關sw211向解二進制化器2031供應經(jīng)解碼的數(shù)據(jù)。自適應二進制算術解碼器204根據(jù)二進制算術解碼二進制比特的值更新與第n個二進制比特對應的上下文索引相關聯(lián)的上下文，用于后續(xù)二進制算術解碼。

解二進制化器2031在二進制比特串是0(n＝1)的情況下輸出如下dqp，該dqp的值為0。否則(n≥3)，解二進制化器2031輸出如下dqp，該dqp的值按照下式獲得。

dqp＝(1–2*bin(2))*(n–2)···(4)。

這里，等式(4)中的“*”表示相乘。

將從預測器201供應的pqp與從解二進制化器2031供應的dqp相加以獲得rqp。

在緩沖器202中也存儲rqp用于后續(xù)量化參數(shù)解碼。

這完成對這一示例實施例中的視頻量化參數(shù)解碼器的結構的描述。

以下使用圖5中的流程圖來描述作為這一示例實施例中的視頻量化參數(shù)解碼器的特征的解二進制化器2031、自適應二進制算術解碼器204和二進制算術解碼器205的操作。

自適應二進制算術解碼器204將初始值參數(shù)n設置成2開始該過程。

在步驟s201中，自適應二進制算術解碼器204對bin(1)進行自適應二進制算術解碼。

在步驟s202中，二進制算術解碼器205確定bin(1)的值是否為1。在這一示例中，“1”指示dqp有意義。在bin(1)的值是1的情況下，二進制算術解碼器205繼續(xù)進行步驟s203。否則，二進制算術解碼器205繼續(xù)進行步驟s206。

在步驟s203中，二進制算術解碼器205對bin(2)進行二進制算術解碼。在步驟s204中，自適應二進制算術解碼器204對bin(n)進行自適應二進制算術解碼。

在步驟s205中，自適應二進制算術解碼器204確定所有二進制比特是否已經(jīng)被解碼，即bin(n)的值是否為0。在所有二進制比特已經(jīng)被解碼的情況下，自適應二進制算術解碼器204繼續(xù)進行步驟s206。否則，自適應二進制算術解碼器204遞增n并且繼續(xù)進行步驟s204以對后續(xù)bin(n)進行自適應二進制算術解碼。

在步驟s206中，解二進制化器2031對二進制比特串解二進制化解碼，以確定dqp。

這完成對作為這一示例實施例中的視頻量化參數(shù)解碼器的特征的解二進制化器2031、自適應二進制算術解碼器204和二進制算術解碼器205的操作的描述。

示例實施例3

示例實施例1和2描述對dqp范圍無約束的視頻量化參數(shù)編碼器和視頻量化參數(shù)解碼器。在對dqp范圍有約束的情況下，有可能使用dqp范圍來減少dqp的冗余二進制比特。圖6和圖7是示出作為對示例實施例1和2的改進的視頻量化參數(shù)編碼器和視頻量化參數(shù)解碼器的結構的框圖，該改進用于使用dqp范圍(最小dqp和最大dqp的組合)。

圖6中的二進制化器1032使用最小dqp(mindqp≤0)和最大dqp(maxdqp≥0)的組合。二進制化器1032按照下式計算dqp的第一個二進制比特、第二個二進制比特以及在第三個二進制比特和后續(xù)二進制比特中的最大數(shù)cmax。

bin(1)＝func1(dqp)···(5)

bin(2)＝func2(dqp)···(6)

cmax＝max(0,func4(mindqp,maxdqp,dqp)–1)···(7)。

這里，func4(a,b,c)是如果c為正則返回-a并且如果c為正則返回b的函數(shù)。注意僅在dqp具有有意義的值的情況下(即在func1(dqp)是1的情況下)，bin(n)(n＝2，3，…)才被編碼。

當cmax≥1時，二進制化器1032按照下式計算bin(n)(n＝3，…，2+cmax)。

bin(n)＝func5(n–2,cmax,|dqp|)···(8)。

這里，func5(a,b,c)是如果b和c相等則返回1、如果c小于b并且a也小于c則返回1、否則(如果c小于b并且a和c也相等)返回0的函數(shù)。按照等式(8)獲得的第三個二進制比特和后續(xù)二進制比特(具有語法元素值|dqp|)與二進制比特串的通過在npl1中的9.3.2.2中描述的截斷的一元(tu)二進制化過程獲得的二進制比特相同。

在與圖6中所示視頻量化參數(shù)編碼器對應的圖7中所示視頻量化參數(shù)解碼器中，解二進制化器2032按照下式基于mindqp、maxdqp和二進制算術解碼bin(2)計算cmax。

cmax＝max(0,func6(mindqp,maxdqp,bin(2))–1)···(9)。

這里，func6(a,b,c)是如下函數(shù)：如果c是1(即如果經(jīng)解碼的dqp的值根據(jù)func2(a)的定義為負)則返回-a，并且如果c是0(即如果經(jīng)解碼的dqp的值根據(jù)func2(a)的定義為正)則返回b。

解二進制化器2032進一步確定dqp。具體而言，在cmax≥1并且上一個解碼二進制比特的值是1的情況下，解二進制化器2032使用下式(10)。

dqp＝(1–2*bin(2))*(n–1)

···(10)。

在cmax＝0并且bin(1)＝1的情況下，解二進制化器2032使用下式(11)。

dqp＝(1–2*bin(2))

···(11)。

否則，解二進制化器2032使用等式(4)。

如從等式(10)和(11)清楚的那樣，解二進制化器2032通過由dqp范圍確定的第三個二進制比特和后續(xù)二進制比特的最大數(shù)cmax以及bin(2)(dqp的正或者負號)而估計在視頻編碼過程中減少的任何冗余二進制比特的值，來確定dqp。

以下使用圖8中的流程圖來描述圖7中的視頻量化參數(shù)解碼器中的解二進制化器2032、自適應二進制算術解碼器204和二進制算術解碼器205的操作。

自適應二進制算術解碼器204將初始值參數(shù)n設置成3開始該過程。

在步驟s301中，自適應二進制算術解碼器204對bin(1)進行自適應二進制算術解碼。

在步驟s302中，二進制算術解碼器205確定bin(1)的值是否為1。在bin(1)的值是1的情況下，二進制算術解碼器205繼續(xù)進行步驟s303。否則，二進制算術解碼器205繼續(xù)進行步驟s308。

在步驟s303中，二進制算術解碼器205對bin(2)進行二進制算術解碼。

在步驟s304中，解二進制化器2032計算cmax。在步驟s305中，解二進制化器2032確定cmax是否大于或者等于1。在cmax大于或者等于1的情況下，解二進制化器2032繼續(xù)步驟s306。否則，解二進制化器2032繼續(xù)步驟s308。

在步驟s306中，自適應二進制算術解碼器204對bin(n)進行自適應二進制算術解碼。

在步驟s307中，自適應二進制算術解碼器204確定是否所有二進制比特已經(jīng)被解碼。如果滿足bin(n)的值是0的條件、n-2的值等于cmax或者這兩個條件，則所有二進制比特已經(jīng)被解碼。在|所有二進制比特已經(jīng)被解碼的情況下，自適應二進制算術解碼器204繼續(xù)步驟s308。否則，自適應二進制算術解碼器204遞增n并且繼續(xù)步驟s306，以對后續(xù)bin(n)進行自適應二進制算術解碼。

在步驟s308中，解二進制化器2032對二進制比特串解二進制化解碼，以確定dqp。

這完成對圖7中的視頻量化參數(shù)解碼器中的解二進制化器2032、自適應二進制算術解碼器204和二進制算術解碼器205的操作的描述。

圖3也示出減少圖6中所示視頻量化參數(shù)編碼器的dqp的冗余二進制比特的示例，其中mindqp＝-26并且maxdqp＝25。關于dqp＝-26的二進制比特串，清楚的是冗余的第28個二進制比特未被編碼，因為解碼器能夠在第26個二進制比特是1時標識dqp＝-26。也就是說，在上述這一示例實施例中的視頻量化參數(shù)編碼器即使在dqp的絕對值的范圍在正與負之間不同的情況下，仍然可以通過使用dqp范圍和經(jīng)編碼的第二個二進制比特(dqp的正或者負號)，來減少在dqp的在dqp的正或者負號之后被編碼的二進制比特之中的任何冗余二進制比特。類似地，在上述這一示例實施例中的視頻量化參數(shù)解碼器即使在dqp的絕對值的范圍在正與負之間不同的情況下，仍然可以通過使用dqp范圍和dqp的經(jīng)編碼的正或者負號來估計在視頻量化參數(shù)編碼過程中在dqp的正或者負號之后解碼的dqp的二進制比特之中減少的任何冗余二進制比特的值，從而確定dqp。

在以上提到的圖6中所示視頻量化參數(shù)編碼器和圖7中所示視頻量化參數(shù)解碼器中，可以根據(jù)預測量化參數(shù)pqp和量化參數(shù)的范圍(最小qp和最大qp的組合)，來生成mindqp和maxdqp。

示例實施例4

圖9和10是示出作為對基于pqp以及最小qp(minqp)和最大qp(maxqp)的組合生成mindqp和maxdqp的改進的視頻量化參數(shù)編碼器和視頻量化參數(shù)解碼器的結構的框圖。

如從與圖6和7的比較中可見，圖9中所示視頻量化參數(shù)編碼器還包括范圍確定器106，并且圖10中所示視頻量化參數(shù)解碼器還包括范圍確定器206。范圍確定器106和206各自按照下式計算mindqp和maxdqp。

mindqp＝minqp-pqp···(12)

maxdqp＝maxqp-pqp

···(13)。

包括范圍確定器106和206使得的其能夠?qū)⒈痪幋a的qp的值更接近minqp或者maxqp時能夠更有效地減少冗余二進制比特。

在其中mindqp＝-26并且maxdqp＝25的視頻量化參數(shù)編碼器和視頻量化參數(shù)解碼器中，等式(12)和(13)可以替換為下式(12)’和(13)’。

mindqp＝max(-26,minqp-pqp)···(12)’

maxdqp＝min(25,maxqp-pqp)

···(13)’。

以上提到的根據(jù)本發(fā)明的視頻量化參數(shù)編碼器和視頻量化參數(shù)解碼器可以基于圖11中所示對應表而不是使用圖3中所示示例來操作，在該對應表中上下文索引的值對于來自以后的預定列的二進制比特是固定的。

在圖11中所示對應表中，上下文索引的值對于在第四列和后續(xù)列中的二進制比特被固定成3。在圖11中，第一個二進制比特僅指示dqp是否有意義的信息，即，兩個狀態(tài)中的哪個狀態(tài)有效的信息。第二個二進制比特僅指示dqp為正還是為負的信息，即，兩個狀態(tài)中的哪個狀態(tài)有效的信息。第三個二進制比特僅指示dqp的絕對值是否大于1的信息，即，兩個狀態(tài)中的哪個狀態(tài)有效的信息。第四個二進制比特和后續(xù)二進制比特僅指示二進制比特串是否終止的信息，即，兩個狀態(tài)中的哪個狀態(tài)有效的信息。

因此，根據(jù)本發(fā)明的視頻量化參數(shù)編碼器可以對指示dqp是否有意義的第一個二進制比特、指示dqp為正還是為負的第二個二進制比特、指示dqp的絕對值是否大于1的第三個二進制比特和指示二進制比特串是否終止的二進制比特進行二進制算術編碼。

如以上描述的那樣，根據(jù)本發(fā)明，可以通過提供用于以如下方式執(zhí)行二進制化的手段來對用于使用基于上下文的自適應二進制算術編碼的視頻編碼的視頻量化參數(shù)適當進行編碼，該方式為：指示差數(shù)量化參數(shù)是否有意義的信息與第一個二進制比特相關聯(lián)，指示有意義的差數(shù)量化參數(shù)為正還是為負的信息與第二個二進制比特相關聯(lián)，并且指示差數(shù)量化參數(shù)的絕對值的信息與第三個二進制比特和后續(xù)二進制比特相關聯(lián)。

根據(jù)本發(fā)明，以上提到的適當編碼由三個特征實現(xiàn)：向差數(shù)量化參數(shù)的每個二進制比特指派適當上下文；減少差數(shù)量化參數(shù)的冗余二進制比特；以及減少在差數(shù)量化參數(shù)的二進制比特串中包括的二進制比特的數(shù)目。

上述示例實施例中的每個示例實施例可以不僅由硬件而且由計算機程序?qū)崿F(xiàn)。

圖12中所示信息處理系統(tǒng)包括處理器1001、程序存儲器1002、用于存儲視頻數(shù)據(jù)的存儲介質(zhì)1003和用于存儲比特流的存儲介質(zhì)1004。存儲介質(zhì)1003和存儲介質(zhì)1004可以是單獨存儲介質(zhì)或者在相同存儲介質(zhì)中包括的存儲區(qū)域。作為存儲介質(zhì)，諸如硬盤之類的磁存儲介質(zhì)是可用的。

在圖12中所示信息處理系統(tǒng)中，用于實現(xiàn)圖1、4、6、7、9和10中的每幅圖中所示塊(除緩沖器的塊之外)的功能的程序存儲于程序存儲器1002中。處理器1001通過根據(jù)程序存儲器1002中存儲的程序執(zhí)行過程來實現(xiàn)圖1、4、6、7、9和10中的每幅圖中所示視頻量化參數(shù)編碼器或者視頻量化參數(shù)解碼器的功能。

圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的視頻量化參數(shù)編碼器中的特征部件的框圖。如圖13中所示，根據(jù)本發(fā)明的視頻量化參數(shù)編碼器包括：預測單元11，用于根據(jù)以往重建的量化參數(shù)生成預測量化參數(shù)；計算單元12，用于根據(jù)量化參數(shù)和預測量化參數(shù)生成差數(shù)量化參數(shù)；以及量化參數(shù)編碼單元13，用于對指示差數(shù)量化參數(shù)是否有意義的第一個二進制比特、在差數(shù)量化參數(shù)有意義的情況下指示差數(shù)量化參數(shù)為正還是為負的第二個二進制比特和指示差數(shù)量化參數(shù)的絕對值的其它二進制比特進行二進制算術編碼。

圖14是示出根據(jù)本發(fā)明的視頻量化參數(shù)解碼器中的特征部件的框圖。如圖14中所示，根據(jù)本發(fā)明的視頻量化參數(shù)解碼器包括：預測單元21，用于根據(jù)以往重建的量化參數(shù)來生成預測量化參數(shù)；以及量化參數(shù)解碼單元22，用于對指示差數(shù)量化參數(shù)是否有意義的第一個二進制比特、指示差數(shù)量化參數(shù)為正還是為負的第二個二進制比特和指示差數(shù)量化參數(shù)的絕對值的其它二進制比特進行二進制算術解碼。

可以在以下補充附注中部分或者完全描述上述示例實施例，但是本發(fā)明不限于以下結構。

(補充附注1)一種視頻量化參數(shù)編碼方法，包括：從以往重建的量化參數(shù)生成預測量化參數(shù)；從量化參數(shù)和預測量化參數(shù)生成差數(shù)量化參數(shù)；以及在該差數(shù)量化參數(shù)有意義的情況下對指示該差數(shù)量化參數(shù)是否有意義的第一個二進制比特、指示差數(shù)量化參數(shù)為正還是為負的第二個二進制比特和指示該差數(shù)量化參數(shù)的絕對值的其它二進制比特進行二進制算術編碼，其中該視頻量化參數(shù)編碼方法包括步驟：使用該差數(shù)量化參數(shù)的范圍來減少其它二進制比特中的冗余二進制比特。

(補充附注2)根據(jù)補充附注1所述的視頻量化參數(shù)編碼方法，包括步驟：將該范圍設置成在標準等中定義的范圍。

(補充附注3)根據(jù)補充附注2所述的視頻量化參數(shù)編碼方法，包括步驟：從該重建的量化參數(shù)的范圍和該預測量化參數(shù)的值生成該范圍。

(補充附注4)一種視頻量化參數(shù)解碼方法，包括：從以往重建的量化參數(shù)生成預測量化參數(shù)；以及對指示差數(shù)量化參數(shù)是否有意義的第一個二進制比特、指示差數(shù)量化參數(shù)為正還是為負的第二個二進制比特和指示差數(shù)量化參數(shù)的絕對值的其它二進制比特進行二進制算術解碼，其中該視頻量化參數(shù)解碼方法包括步驟：使用該差數(shù)量化參數(shù)的范圍來估計在視頻編碼過程中減少的其它二進制比特中的冗余二進制比特。

(補充附注5)根據(jù)補充附注4所述的視頻量化參數(shù)解碼方法，包括步驟：將該范圍設置成在標準等中定義的范圍。

(補充附注6)根據(jù)補充附注5所述的視頻量化參數(shù)解碼方法，包括步驟：根據(jù)該重建的量化參數(shù)的范圍和該預測量化參數(shù)的值生成范圍。

(補充附注7)一種視頻量化參數(shù)編碼器，包括：預測裝置，用于從以往重建的量化參數(shù)生成預測量化參數(shù)；計算裝置，用于從量化參數(shù)和預測量化參數(shù)生成差數(shù)量化參數(shù)；以及在差數(shù)量化參數(shù)有意義的情況下量化參數(shù)編碼裝置，用于對指示差數(shù)量化參數(shù)是否有意義的第一個二進制比特、指示差數(shù)量化參數(shù)為正還是為負的第二個二進制比特和指示差數(shù)量化參數(shù)的絕對值的其它二進制比特進行二進制算術編碼，其中該視頻量化參數(shù)編碼器包括：減少裝置，用于使用該差數(shù)量化參數(shù)的范圍來減少其它二進制比特中的冗余二進制比特。

(補充附注8)根據(jù)補充附注7所述的視頻量化參數(shù)編碼器，其中該減少裝置將該范圍設置成在標準等中定義的范圍。

(補充附注9)根據(jù)補充附注8所述的視頻量化參數(shù)編碼器，其中該減少裝置根據(jù)該重建的量化參數(shù)的范圍和該預測量化參數(shù)的值生成該范圍。

(補充附注10)一種視頻量化參數(shù)解碼器，包括：預測裝置，用于從以往重建的量化參數(shù)生成預測量化參數(shù)；以及量化參數(shù)解碼裝置，用于對指示差數(shù)量化參數(shù)是否有意義的第一個二進制比特、指示差數(shù)量化參數(shù)為正還是為負的第二個二進制比特和指示差數(shù)量化參數(shù)的絕對值的其它二進制比特進行二進制算術解碼，其中該視頻量化參數(shù)解碼器包括：估計裝置，用于使用該差數(shù)量化參數(shù)的范圍來估計在視頻編碼過程中減少的其它二進制比特中的冗余二進制比特。

(補充附注11)根據(jù)補充附注10所述的視頻量化參數(shù)解碼器，其中該減少裝置將該范圍設置成在標準等中定義的范圍。

(補充附注12)根據(jù)補充附注11所述的視頻量化參數(shù)解碼器，其中該減少裝置根據(jù)該重建的量化參數(shù)的范圍和該預測量化參數(shù)的值生成該范圍。

(補充附注13)一種視頻量化參數(shù)編碼方法，包括：從以往重建的量化參數(shù)生成預測量化參數(shù)；從量化參數(shù)和該預測量化參數(shù)生成差數(shù)量化參數(shù)；并且在差數(shù)量化參數(shù)有意義的情況下對指示該差數(shù)量化參數(shù)是否有意義的第一個二進制比特、指示該差數(shù)量化參數(shù)為正還是為負的二進制比特和指示該差數(shù)量化參數(shù)的絕對值的其它二進制比特進行二進制算術編碼，其中該視頻量化參數(shù)編碼方法包括步驟：使用該差數(shù)量化參數(shù)為正還是為負的信息和該差數(shù)量化參數(shù)的范圍來減少其它二進制比特中的冗余二進制比特。

(補充附注14)根據(jù)補充附注13所述的視頻量化參數(shù)編碼方法，包括步驟：將不同上下文用于第一個二進制比特和指示差數(shù)量化參數(shù)為正還是為負的二進制比特來執(zhí)行二進制算術編碼。

(補充附注15)根據(jù)補充附注13所述的視頻量化參數(shù)編碼方法，包括步驟：將該范圍設置成在標準等中定義的范圍。

(補充附注16)一種視頻量化參數(shù)解碼方法，包括：從以往重建的量化參數(shù)生成預測量化參數(shù)；以及對指示差數(shù)量化參數(shù)是否有意義的第一個二進制比特、指示差數(shù)量化參數(shù)為正還是為負的二進制比特和指示差數(shù)量化參數(shù)的絕對值的其它二進制比特進行二進制算術解碼，其中該視頻量化參數(shù)解碼方法包括步驟：使用差數(shù)量化參數(shù)為正還是為負的信息和差數(shù)量化參數(shù)的范圍來估計在視頻編碼過程中減少的其它二進制比特中的冗余二進制比特，該信息是通過對指示該差數(shù)量化參數(shù)為正還是為負的二進制比特進行解碼而獲得的。

(補充附注17)根據(jù)補充附注16所述的視頻量化參數(shù)解碼方法，包括步驟：使用用于第一個二進制比特和指示該差數(shù)量化參數(shù)為正還是為負的二進制比特的不同上下文來執(zhí)行二進制算術解碼。

(補充附注18)根據(jù)補充附注16所述的視頻量化參數(shù)解碼方法，包括步驟：將范圍設置成在標準等中定義的范圍。

(補充附注19)一種視頻量化參數(shù)編碼器，包括：預測裝置，用于從以往重建的量化參數(shù)生成預測量化參數(shù)；計算裝置，用于從量化參數(shù)和預測量化參數(shù)生成差數(shù)量化參數(shù)；以及量化參數(shù)編碼裝置，用于在該差數(shù)量化參數(shù)有意義的情況下對指示該差數(shù)量化參數(shù)是否有意義的第一個二進制比特、指示該差數(shù)量化參數(shù)為正還是為負的二進制比特和指示差數(shù)量化參數(shù)的絕對值的其它二進制比特進行二進制算術編碼，其中該視頻量化參數(shù)編碼器包括：減少裝置，用于使用該差數(shù)量化參數(shù)為正還是為負的信息和該差數(shù)量化參數(shù)的范圍來減少其它二進制比特中的冗余二進制比特。

(補充附注20)根據(jù)補充附注19所述的視頻量化參數(shù)編碼器，其中使用用于第一個二進制比特和指示差數(shù)量化參數(shù)為正還是為負的二進制比特的不同上下文來執(zhí)行二進制算術編碼。

(補充附注21)根據(jù)補充附注19所述的視頻量化參數(shù)編碼器，其中該減少裝置將該范圍設置成在標準等中定義的范圍。

(補充附注22)一種視頻量化參數(shù)解碼器，包括：預測裝置，用于從以往重建的量化參數(shù)生成預測量化參數(shù)；以及量化參數(shù)解碼裝置，用于對指示差數(shù)量化參數(shù)是否有意義的第一個二進制比特、指示差數(shù)量化參數(shù)為正還是為負的二進制比特和指示差數(shù)量化參數(shù)的絕對值的其它二進制比特進行二進制算術解碼，其中該視頻量化參數(shù)解碼器包括：估計裝置，用于使用該差數(shù)量化參數(shù)為正還是為負的信息和該差數(shù)量化參數(shù)的范圍來估計在視頻編碼過程中減少的其它二進制比特中的冗余二進制比特，該信息是通過對指示差數(shù)量化參數(shù)為正還是為負的二進制比特進行解碼而獲得的。

(補充附注23)根據(jù)補充附注22所述的視頻量化參數(shù)解碼器，其中使用用于第一個二進制比特和指示差數(shù)量化參數(shù)為正還是為負的二進制比特的不同上下文來執(zhí)行二進制算術解碼。

(補充附注24)根據(jù)補充附注22所述的視頻量化參數(shù)解碼器，其中該減少裝置將該范圍設置成在標準等中定義的范圍。

盡管已經(jīng)參照以上示例實施例和示例描述本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于以上示例實施例和示例。可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)對本發(fā)明的結構和細節(jié)進行本領域技術人員可理解的各種改變。

本申請基于2011年6月28日提交的第2011-142453號日本專利申請要求優(yōu)先權，該申請的公開內(nèi)容通過完全引用結合于此。

標號列表

11預測單元

12計算單元

13量化參數(shù)編碼單元

21預測單元

22量化參數(shù)解碼單元

101預測器

102緩沖器

1031，1032二進制化器

104自適應二進制算術編碼器

105二進制算術編碼器

106范圍確定器

111開關

112開關

201預測器

202緩沖器

2031，2032解二進制化器

204自適應二進制算術解碼器

205二進制算術解碼器

206范圍確定器

211開關

212開關