[发明专利]视频图像帧的二进制语法元素的生成方法和系统

说明书

本发明涉及一种视频图像帧的二进制语法元素的生成方法和系统，获取视频图像帧的待编码的语法元素，对其进行分组，采用并行的方式对各组语法元素组进行二值化处理，得到多个语法元素二值化比特流，经过缓存调度后生成符合二进制算术编码顺序的视频图像帧的二进制语法元素。在本发明中，充分利用了不同类型语法元素之间的独立性，对各语法元素进行分组，实现并行处理，克服了传统串行方式处理的效率低下问题；通过缓存可以克服语法元素二值化所产生不固定长比特的问题，实现稳定的多比特二进制语法元素的输出，提升了语法元素二值化的处理速度，为后续高效二进制算术编码提供了稳定高效的输入，从而提高CABAC整体的编码效率。

技术领域

本发明涉及视频编码技术领域，特别是涉及一种视频图像帧的二进制语法元素的生成方法和系统。

背景技术

由于视频中的原始图像数据量较大，如果直接对其进行传输，不仅需要较大的存储空间，而且对网络传输带宽的要求较高。因此，为了降低视频数据传输带宽，提高传输数据的码率，对视频图像进行压缩编码具有了很重要的意义。

目前，针对不同的应用场合、不同的码率要求，很多视频图像专家组进行长期的研究并确立了一些相关标准，其中包括JPEG、JPEG2000、MPEG1、MPEG2、MPEG4、H.261、H.263等等。AVC(Advanced Video Coding，高级视频编码)——也被称为ITU-T H.264建议和MPEG-4的第10部分的标准，简称为H.264。H.264比传统的MPEG-4第2部分的编码效率平均高出50％，同时，它比MPEG-4更容易推广。此外，H.264集中了以往标准的优点，并吸收了以往标准制定中积累的经验。

在H.264/AVC中，采用了两种熵编码方法——CAVLC(Context AdaptiveVariableLength Coding，基于上下文的可变长编码)和CABAC(ContextAdaptive BinaryArithmatic Coding，基于上下文的自适应二进制算术编码)。其中，CABAC采用高效的算术编码思想，同时充分考虑视频流相关统计特性，对不同的视频流能够自适应地调整，大大提高了编码效率；与CAVLC相比，采用CABAC编码可使平均比特率下降9％～14％，而且在低码率情况下其编码效率优势更为明显。然而，CABAC要用到大量的码表、上下文模型及中间变量等，比使用CAVLC要多大约10％的运算量，且需要更大的存储空间，这就增加了实现的复杂度，也因此成为H.264/AVC关键技术瓶颈之一。

总体而言，CABAC编码实现包含了两个组成部分——语法元素二值化与二进制算术编码。目前，关于CABAC二进制算术编码技术可支持每个周期处理3个bin的语法元素，间接地增强了H.264/AVC实时运算能力。

另一方面，作为编码器输出数据的基本单元，语法元素都是由若干比特组成，它表示某个特定的物理意义。因此，要使用二进制算术编码输出比特码流，就必须先把这些语法元素转换为二进制的一个个比特，这一过程就是语法元素二值化。然而，完成这一过程需要涉及一系列状态切换的调度以及变长二进制串的处理，目前关于这一部分技术大体有两种：其一是按串行方式顺序生成所有语法元素并转化成二进制串；其二是合并特定语法元素。上述的这两种技术各自都存在一些问题，前者的串行处理方式最多只支持每个周期生成1个bin的语法元素，后者的合并特定语法元素存在一定的局限性，很难保证生成稳定的多bin语法元素。与二进制算术编码稳定的多bin处理能力相比，传统的语法元素二值化生成技术很容易造成处理速度不匹配，导致CABAC整体的编码效率较低。

发明内容

基于此，有必要针对传统的语法元素二值化生成方式使CABAC整体的编码效率较低的问题，提供一种视频图像帧的二进制语法元素的生成方法和系统。

一种视频图像帧的二进制语法元素的生成方法，包括以下步骤：

获取视频图像帧的待编码的语法元素，按照语法元素类别对待编码的语法元素进行分组，获得各组语法元素组；