[发明专利]编码和解码图像的方法、编码和解码设备

说明书

公开了编码和解码图像的方法、编码和解码设备。本发明涉及一种对至少一个图像进行编码的方法，包括：将图像划分为多个块；将块分组为预定数量的块的子集；对块的子集中的每个并行编码，所考虑子集中的块是根据遍历的预定顺序来编码的。编码步骤包括针对所考虑子集中的当前块，关于至少一个之前编码和解码的块对当前块进行预测编码的子步骤，以及基于至少一个符号出现概率对当前块进行熵编码的子步骤。在当前块是所考虑子集中被编码的第一块的情形下，符号出现概率是针对至少一个其他子集中的预定编码和解码的块来计算的。在当前块是所考虑子集中除第一块以外的块的情形下，符号出现概率是针对属于相同子集的至少一个编码和解码的块来计算的。

本申请是申请号为201280021355.8，申请日为2012年2月23日，题为“编码和解码图像的方法、编码和解码设备、计算机程序”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明一般属于图像处理的领域，更准确地属于数字图像以及数字图像序列的编码和解码。

本发明由此尤其可被用于在目前的视频编码器(MPEG、H.264等)或未来的视频编码器(ITU-T/VCEG(H.265)或ISO/MPEG(HVC))中实现的视频编码。

背景技术

目前的视频编码器(MPEG、H264等)使用视频序列的按块(block-wise)表示。图像被切分为宏块，每个宏块自身被切分为块，并且每个块或宏块通过图像内或图像间预测来编码。于是，特定的图像通过空间预测(帧内预测)来编码，而其他图像在本领域技术人员已知的运动补偿的辅助下关于一个或多个编码-解码参考图像通过时间预测(帧间预测)来编码。此外，对于每个块，可以对残留块进行编码，该残留块与原始块减去预测相对应。在可选的变换之后，该块的系数可被量化，然后被熵编码器编码。

帧内预测和帧间预测需要之前已编码和解码的特定块可用，从而在解码器或编码器中被用于预测当前块。图1A表示这样的预测编码的示意性示例，其中，图像I_N被分为块，该图像的当前块MB_i经受与例如由阴影箭头表示的之前编码和解码的预定数量的三个块MBr₁、MBr₂、MBr₃相关的预测编码。上述三个块特别包括紧邻地位于当前块MB_i的左边的块MBr₁、以及分别紧邻地位于当前块MB_i的上方和右上方的两个块MBr₂和MBr₃。

这里更为特别关心的是熵编码器。熵编码器按照到达的顺序来对信息编码。典型地实现“光栅扫描”类型的块的逐行遍历，如图1A由参考(标号)PRS所示，从图像的左上角的块开始。对于每个块，表示该块所需的各个信息项(块类型、预测模式、残留系数等)被顺序分发给熵编码器。

已知一种足够复杂的有效算术编码器，被称为“CABAC”(“上下文适应二进制算术编码器”)，其被引入到AVC压缩标准(也被称为ISO-MPEG4第10部分和ITU-T H.264)。

熵编码器实现各种构思：

-算术编码：例如最初在文档J.Rissanen and G.G.Langdon Jr,“Universalmodeling and coding,”IEEE Trans.Inform.Theory,vol.IT-27,pp.12–23,Jan.1981中描述的编码器使用该符号的出现概率来对符号进行编码；

-上下文适应：这包括适应要编码的符号的出现概率。一方面，实现快速获悉。另一方面，根据之前编码的信息的状态，特定的上下文被用于编码。每个上下文存在相对应的固有的符号出现概率。例如，上下文根据给定的配置对应于编码符号的类型(残留的系数、编码模式的信令等的表示)，或者对应于邻居的状态(例如从邻居选择的“帧内”模式的数量等)；

-二进制化：要编码的符号被转换为比特串的形式。随后，该各个比特被相继分发给二进制熵编码器。