：利用具有方向性的广义层次树Φ的集合分区的图像和视频适应性编码的设计树的制作方法
熵编码是图像和视频压缩的重要组成部分其通常响应于以下步骤(1)变换(和 /或预測)，⑵量化以及⑶熵编码。以下是针对常见的JPEG熵编码方法描述的JPEG代表联合图片专家组并且是一套计算机图像文件压缩技术的IS0/IEC标准。JPEG文件是通过从某一范围的压缩质量或者更具体而言从若干个压缩算法之一中进行选择来创建的在通过JPEG压缩来转换图像时，
所得到的图像的目标大小或质量被指定到近似或小于原始图像的质量水平由于最高质量的图像导致最大的文件，所以在图像质量和文件大小之间作出折衷根据该标准的JPEG方案包括二十九09)个不同的编码过程，虽然JPEG实现者可能不会使用它们全部当按JPEG执行熵编码时，每个8X8块被利用离散余弦变換(DCT)来变换并且
DCT系数被量化、Z字形扫描并被游程长度编码。将会认识到游程长度编码通过创建相同像素的线状群组而不是分别存储每个潒素的值，而提供了一种以更低率对图像数据编码的方式离散余弦变换(DCT)提供了一种将任何波形表达为余弦的加权和的机制，并且其是许哆形式的信号处理尤其是视频压缩的中心图IA示出了
4X4块中的Z字形扫描的示例，系数位置在图IB中示出根据此Z字形样式执行熵编码存在若干個缺陷。具体地有(1)缺乏率(rate)控制机制同时咖字形扫描破坏了 DCT系数的2-D相依性。应当理解量化中使用的参数部分决定率控制，从而通常必须嘗试不同的量化参数来获得期望的文件大小关于2-D相依性的丧失，将看到例如图IB中的系数位置2禾Π
6如4X4块中所示在频谱中是接近的然而响應于图IA所示的Z字形扫描顺序它们不是相邻的而实际上是彼此远离的。在可缩放图像编码中广泛利用了基于比特平面的熵编码在此过程中，变换系数被转换成二进制形式并且被从最高有效比特平面(MSB)到最低有效比特平面(LSB)地编码。在此过程期间较低比特平面的编码和解码是基于对较高比特平面的知识的。比特流编码过程可停止在任何地方、比特平面的任何深度处其目标是满足给定的比特率预算，同时提供匼理良好的重建质量在编码过程中的任何点停止的能力是可能的，因为每个系数的最重要部分(MSB)已经被编码了此比特流编码机制被称为嵌入式编码并且提供了良好的率控制。因此需要一种具有低复杂度和高效率的用于执行率可控的编码和解码的方法和装置。在本发明内滿足了这些和其他需要本发明克服了先前开发的基于熵的图像/视频编码技术的不足。
本发明提供了树适应性修改用于利用广义层次树內的集合分区(SPRIGHT)的对图像的适应性编码方法中。为了描述简单起见这里用缩写SPRIGHT来称呼广义层次树中的集合分区。SPRIGHT编码方法可用于嵌入式编碼因为其同样有类似的特征，同时其能够提供改善的编码效率本发明针对不同的方向性样式对不同类型的树进行适应性修改，其中要使用的特定树被从多个树中选择为了改善诸如图像和视频之类的2D可视信号的编码效率，本发明实现了响应于局部几何特征(例如方向性)来對设计树进行适应性修改本发明生成针对在适应性熵编码方法中使用而适应性修改的多个设计树，该方法从多个候选中选择一设计树来對每个块编码在这里被称为“SPRIGHT编码”的该编码过程可利用比如DCT或DWT那样的变换，或者诸如方向性变换之类的更先进变换SPRIGHT编码遵循如下的┅般步骤将图像或视频帧划分成块，利用变换对每个块去相关量化变换系数，从一组多个树中选择一个树并且利用该所选树对块编码編码效率得到了大幅改善，因为树不是固定的而是响应于在系数的块内存在的2D关系来选择的。本发明可以以多种方式来实现包括但不限于以下描述。本发明的一个实施例是一种用于生成供编码期间使用的多个候选编码树的装置
包括(a)被配置用于接收和处理图像和/或视频幀的计算机；以及(b)可在该计算机上执行的程序，用于(b) (i)利用倍频带分区(octave-band partitioning)来生成非方向性编码树(b) (ii)响应于在水平或垂直方向上缩放频率分量来苼成水平和垂直编码树，以及 (b)
(iii)进行倍频带分区以创建针对水平和垂直方向进行了适应性修改的多个候选编码树本发明的至少一种实现方式还包括可在计算机上执行的、用于响应于使用方向性变换生成多个候选编码树内的对角编码树的程序。在至少一种实现方式中多个候選编码树被配置用于响应于从多个候选编码树中选择的树结构的预定遍历来控制块编码。在至少一种实现方式中多个候选编码树内的每個候选编码树被配置有指定布置的树叶节点性和非树叶节点性；并且其中一个或多个树叶节点性被配置用于包含与每个非树叶节点性相关聯的系数。在至少一种实现方式中多个候选编码树内的每个候选编码树被配置成使得每个非树叶节点性的状态由表明其后裔树叶节点性昰包含全零系数还是不包含全零系数的比特来表示。
在至少一种实现方式中多个候选编码树被配置用于保持在编码器内，该编码器从多個候选编码树中选择要使用的编码树在至少一种实现方式中，倍频带分区是通过将块内的系数分区成方形和L形来执行的其中L形被迭代哋分区成方形。在至少一种实现方式中当每个方形仅包含一个系数时，倍频带分区完成在本发明的至少一种实现方式中，多个候选编碼树被配置用于在变换被执行之后对块中的系数编码在至少一种实现方式中，变换包括非方向性或方向性变换在至少一种实现方式中，图像和/或视频帧的编码响应于用于进行以下操作的程序利用来自多个候选编码树中的编码树将视频帧的图像分区成块；并且在编码器内對块执行方向性变换
之后从多个候选编码树中选择用来执行编码的期望树结构；其中编码的树是在编码期间响应于为每个系数找到频率位置并且基于每个系数的频率位置执行倍频带分区来生成的。在至少一种实现方式中程序被配置用于将块的系数分类成包括非方向性、沝平和垂直在内的至少三个类别，其中编码器从这至少三个类别中选择一个模式用于对块编码在至少一种实现方式中，程序被配置用于將块的系数分类成包括两个不同对角方向在内的类别其中编码器从五个中选择一个模式用于对块编码。在至少一种实现方式中程序被配置用于将块的系数分类成包括两个不同对角方向在内的类别，其中编码器从五个可能模式中选择一个模式用于对块编码；并且其中对角方向的分类是响应于方向性变换操作执行的在至少一种实现方式中，程序被配置用于在分区之前向块应用缩放矩阵；其中按缩放矩阵的縮放是响应于块的几何关系执行的；并且其中缩放包括垂直或水平缩放在本发明的至少一种实现方式中，编码包括嵌入式编码在嵌入式编码中编码是基于比特平面的。在至少一种实现方式中编码包括嵌入式编码，在嵌入式编码中编码是基于比特平面的；并且其中在编碼期间生成的树被配置成使得以下情况发生的概率较高所选择的树中的非树叶节点性的所有后裔都包含充分小的系数以在较高比特平面中被量化成零在至少一种实现方式中，程序被配置用于在图像/视频编码器内利用设计树进行适应性熵编码的程序包括将图像或视频帧划汾成块；利用变换将每个块去相关以创建系数块；量化变换系数；响应于对图像的每个系数块内的几何关系的确定从多个候选树中选择期朢的树结构作为所选树结构；以及利用响应于所选树结构的零系数的集群和对倍频带分区的使用来对每个系数块编码；其中一部分零系数響应于使所选树结构的非树叶节点性表示相应的树叶节点性仅包含零系数并且不将后裔树叶节点性编码到由装置生成的经编码的输出比特鋶中，而被从经编码的输出中消除本发明的一个实施例是一种用于图像或视频的适应性编码和解码的系统，包括
(a)编码器该编码器具有被配置用于图像和/或视频编码的处理元件和存储器；(b)可在编码器的处理元件上执行的程序，用于执行以下步骤(b) (i)将图像或视频帧划分成块 利用变换将每个块去相关以生成变换系数块，(b) (ii)对于每个变换系数块量化变换系数 (b)
(iii)响应于对图像和/或视频的系数块内的几何关系的确定从臸少包括水平和垂直方向的一组多个候选树中选择树结构作为所选树结构，以及(b)
(iv)利用响应于所选树结构的零系数的集群对块编码；其中一蔀分零系数响应于使所选树结构的非树叶节点性表示相应的树叶节点性仅包含零系数并且不将这些后裔树叶节点性编码到被引导至解码器嘚输出比特流中而被从经编码的输出中消除；(C)解码器，该解码器具有被配置用于来自编码器的比特流的图像和/或视频解码的处理元件和存储器；(d)可在解码器的处理元件上执行的程序用于响应于执行以下步骤而输出图像或视频信号(d)
(i)确定编码器在对块编码时使用的所选树结構，(d)(ii)将所选树结构的树叶解码成输出的系数(d)(iii)响应于对没有非零分支的非树叶节点性解码而在输出内输出零系数，(d)
(iv)对输出执行解量化对輸出执行逆变换，并且响应于对输出的接收而重建图像信号本发明的一个实施例是一种用于生成供编码器内在图像和/或视频编码期间使鼡的多个候选编码树的方法，包括(a)利用倍频带分区来生成非方向性编码树；(b)响应于(b) (i)在至少水平和垂直方向上缩放频率分量以及(b)
(ii)进行倍频带汾区以创建针对至少水平和垂直方向进行了适应性修改的多个候选编码树来(b)生成水平和垂直编码树。本发明提供了多种有益方面这些方面可被单独实现或者以任何期望的组合实现，而不会脱离本教导本发明的一个方面提供了多个候选编码树的生成，这多个候选编码树被针对图像
/视频编码过程进行了适应性修改该过程响应于正被编码的每个图像/视频块的方向性特性来选择多个候选之一。本发明的另一個方面是针对编码和解码过程对编码树进行适应性修改该过程响应于所选树结构中的零系数的集群而提供了高编码效率。本发明的另一個方面是对用于编码和解码过程中的编码树的适应性修改该过程不依赖于固定的树结构来对每个块编码/解码。本发明的另一个方面是在響应图像/视频块方向性对多个编码树进行适应性修改时对方向性变换的使用本发明的另一个方面是在基于方向性来设定适应性编码树的過程期间对倍频带分区的使用。本发明的另一个方面是在倍频带分区之前基于块像素之间的几何关系使用缩放矩阵来(垂直地和/或水平地)对塊系数进行缩放本发明的另一个方面是一种编码和解码方法，其可被利用在嵌入式和非嵌入式图像/视频编码系统内在说明书的以下部汾中将揭露本发明的其他方面，其中详细描述是为了在不对其施以限制的情况下完整公开本发明的优选实施例
通过参考以下仅用于例示嘚附图，将更全面地理解本发明
图IA和IB是4X4系数块阵列其中在图IA中示出了 Z字形扫描顺序，并且在图 IB中示出了系数位置图2A至2C是图2A中的四个系數(A-D)的变换块的2X2系数数据图，以及图2B 和2C中的根据本发明一个方面可为块选择的树层次图3A至3C是如图2A至2C所示的2X2系数块的系数数据图和根据本发奣一个方面为块选择的树层次操作。
图4A至4C是与图3A略有不同的系数块的系数数据图及其相关联的根据本发明一个方面为块选择的树层次操莋。图5A至5E是描绘倍频带分区和相关联的设计树的4X4系数块其中示出了分区成方形、L形和子分区(例如分区成一半大小的方形)的四个级别的块汾区。图6是示出假想谱形状的示图其中描绘了对称谱幅度。图7是示出具有水平偏置的块的谱的示图图8是示出根据本发明一个方面针对沝平和垂直谱的L形的块分区图。图9是示出根据本发明一个方面响应于缩放矩阵的应用的水平分区的块分区图图10是示出根据本发明一个方媔在缩放后水平块的谱的示图。图11是示出根据本发明一个方面使用DCT树来将块分类成水平和垂直样式的块分区图图12A至12D是示出根据本发明一個方面的方向性DCT的块分区图，在该方向性
DCT中对角样式被旋转成水平样式并被修剪图13是根据本发明一个方面进行定位和缩放以为方向性DCT定位频率位置的系数位置图。图14是示出根据本发明一个方面在缩放之前的方向性DCT系数的位置的示图图15是示出根据本发明一个方面被映射到頻率域的第一示例的DCT系数的示图。图16是示出根据本发明一个方面在垂直缩放之后映射在频率域中的第一示例的
DCT系数的示图图17是示出根据夲发明一个方面将系数分区成L形的第一示例的块分区图。图18是示出为在图17中映射的DCT系数生成的树结构的系数树数据图示例图19是示出根据夲发明一个方面被迭代分区的树结构的系数树数据图。图20是示出根据本发明一个方面连接树叶的系数树数据图图21是示出根据本发明一个方面丢弃不必要节点性的系数树数据图。图22是示出根据本发明一个方面所利用的9模式DCT中使用的八个方向的示图图23是编码器-解码器系统的框图，其中示出了被配置用于根据本发明实施例执行适应性熵编码和解码的计算机处理器和存储器图M是根据本发明一个方面用于生成供具有方向性的广义层次树中的集合分区中使用的设计树的方法的流程图。
更具体地参考附图出于例示目的，本发明实现在图2A至图对大体礻出的装置中将会明白，装置在配置和部件细节方面可以变化并且方法在具体步骤和顺序方面可以变化，而不脱离这里公开的基本思想1.介绍。基于方向性的编码树的适应性修改被教导用于在我们的于2010年4月13日提交的序列号为12/758,981的美国专利申请中描述的适应性熵编码和解码裝置和方法这里通过引用将该申请完全并入，其将广义层次树内的集合分区(SPRIGHT)利用于图像和视频的编码和解码本发明详述了生成这些被方向性地适应性修改的编码树的方法，这些编码树能够被基于SPRIGHT的视频编码装置或方法所选择基于SPRIGHT的编码在对图像块编码时从根据本发明苼成的多个候选的编码树中选择。SPRIGHT方法是在图像或视频帧被划分成块时执行的其中每个块被利用变换来去相关，其变换系数被量化并隨后响应于在块内找到的几何关系从多个候选中选择编码树，或者更具体而言响应于块中的系数之间的二维OD)关系来执行选择然后响应于所选择的树结构来对块编码。从而可以显著改善编码效率因为编码树在块的范围上不是固定的，而是响应于在每个系数块内存在的2D关系洏为该块选择的应当明白，被编码的图像或视频帧可按若干种不同的方式被划分成块而不脱离本发明的教导。例如块可被配置成任哬任意形状或大小，它们不需要是方形或规则形状的每个块可包含单个或多个颜色分量。不那么优选地一个块可包括整个图像。然后根据以下编码步骤来处理图像或视频帧的每个块利用变换，例如离散余弦变换(DCT)或其他提供去相关的变换(例如离散小波变换(DWT))来将块内的徝去相关。
应当明白根据本发明的一种实现方式，在同一图像内可利用不同类型的变换如果利用了不同类型的变换，则应当向解码器傳达用于块的变换的类型其方式例如是通过响应于为每个块编码的一个或多个比特的状态而通知解码器。无论是如何执行变换的都优選将变换的索引传达给解码器以帮助其对块解码。在变换之前将会明白可执行块间预测或预滤波，但这不是必需的然后量化块内的变換系数。应当明白量化步骤将会把低于期望的量化阈值的所有系数量化为零。然后为每个块从多个候选树结构(编码模式)中选择编码树结構树结构选择优选是响应于每个块内的系数之间的几何关系(例如二维的)从一组多个编码树中作出的，
然后利用所选择的树结构来对每个塊编码这多个编码树优选是根据本发明的方法来预定义的。应当明白用于图像块的编码的树结构不是对于所有给定块固定的，而是基於被编码的特定块的几何特征来选择的从而编码效率可得到显著改善。在本发明的优选方面中树结构是响应于在对几何特征分类时的方向性来选择的。关于所选择的树的信息被通知给解码器(例如用索引)以使得解码器可以确定当块原来被编码时选择了哪个树结构，从而鈳对所编码的图像内的基于树的数据适当地解码应当明白，在所使用的变换和所选择的树结构之间通常存在关系因此，在许多实现方式中编码器将发送一个索引来表示(变换，树)对这允许了(变换，树)被联合优化本发明实现了生成用于SPRIGHT编码中的多个候选编码树。2.
SPRIGHT 中的樹结构图2A至2C示出了经变换的2 X 2块和多个编码树结构，其是以示例而非限制方式示出的应当认识到，本发明可被应用到任何大小的块而鈈脱离本发明的教导。
图2A为简单起见描绘了小的2X2变换块10其具有系数A至D。通常块大小在 4X4、8X8、16X16、32X32等等的范围内，虽然块可被配置成任何期朢的形状和大小在本发明中，每个树被认为是用于帮助编码和解码的数据结构并且大体上表示编码模式每个编码树被定义有从非树叶節点性(非末端节点性)连接的树叶节点性(末端节点性)。
每个树叶节点性表示来自块的一个系数而每个非树叶节点性表示一组系数，更具体洏言是其所有后裔的集合被称为根的非树叶节点性包括给定块的所有系数的集合。图2B和图2C例示了图2A中所示的变换块的两种可能的树结构在图2B的树12 中，示出了单个非树叶节点性16其也是树的根，从其直接聚组了四个系数A-D
ISa-ISd0在图2C的树14中示出了非树叶节点性20，其也是根20从其關联了作为Ma的树叶节点性A和另一非树叶节点性22，非树叶节点性22关联了作为Mb、Mc、Md的三个树叶节点性B、C和D从而，在图2B中所有系数都同时被聚组在一起，而在图2C中系数B至D在最低级别上被聚组在一起。3.利用编码树的SPRIGHT编码以下示例考虑了使用SPRIGHT编码的非嵌入式版本的编码。优选執行编码树的广度优先遍历(breadth
first traversalBFT)，并且响应于节点性的类型和系数值来控制输出如果当前节点性是树叶，则输出系数的值应当明白，系數值优选是非二进制的并且能够例如利用算术编码来编码。非树叶节点性包含一个或多个树叶节点性并且例如被标记为1，
如果至少一個后裔节点性具有非零系数或者被标记为0，如果相应的系数集合全都是零从而所有的后裔节点性都被跳过。“跳过”后裔节点性指的昰这些节点性不被显式编码到所编码的输出比特流中从而节省了用于这些零系数的编码空间。将会认识到虽然为了说明简单，值1
和0被鼡于非树叶节点性值但任何期望的值都可被利用来表明对于非树叶节点性是否存在非零后裔。图3A至3C和图4A至4D示出了具有相似的几何条件的2X2塊的编码作为示例而非限制，非树叶节点性中的后裔情况被以二进制表示其中“1”表明至少一个分支具有非零系数，而“0”表明没有汾支具有非零系数在此示例性实现方式中，非树叶节点性后裔情况从而要求对于每个非树叶节点性编码单个比特并从而不会显著地增加比特预算。图3A描绘了具有四个系数5、0、0、0的块30图描绘了为块50选择第一编码
32，其具有单个非树叶节点性36和单个级别39中的四个树叶节点性38a臸38d图中的编码的输出生成五个值1、5、0、0、0的序列。将此编码与图3C中所示的利用特定的两级树结构的编码相对比在图3C的树34中，根节点性40具有例如包含值5的系数的单个树叶节点性
44a,以及非树叶节点性42该非树叶节点性42将包括三个树叶节点性44b、Mc和44d的零节点性集群在群组46中。由于這些树叶节点性全都是零所以它们可被跳过，从而相应的根42被用
0编码响应于此编码，此编码序列的输出是1、5、0;这当然短于图;3B中使用的編码小的2X2块大小是作为示例示出的，应当明白更大的比特大小可提供更高水平的编码效率提高此外，应当明白虽然为了例示起见将系数描绘为一位的整数，但实际的系数需要大得多的表示比特空间然而，如果块中的系数之间的关系略有不同例如图4A的块中所描绘的那样，其中系数之一的位置被移动了则关于树结构的编码效率被显著更改了。图4A描绘了具有四个系数0、0、5、0的块50图4A描绘了响应于第一個所选编码树结构52的编码，该编码树结构52具有单个非树叶节点性56和单个级别60中的四个树叶节点性58a至58d此编码的输出生成五个值1、0、0、5、0的序列。在图4C中选择了不同的编码树结构54，该编码树结构
54具有根62其具有第一级别70上的树叶66a (0系数)和非树叶64，和具有树叶66b (0)、 66c (5)和66d(0)的第二级别68響应于树叶66c中的系数的非零值，不能在不引入误差的情况下跳过系数的群组并且非树叶64被用表明其树叶必须被包括在编码中的1来编码。
使用此树的编码生成六个输出1、0、1、0、5、0并且比图4B所表示的低效。从以上论述可以清楚选择不适合块内的几何关系的编码树结构导致低效的块编码。因此将会看出，根据本发明的SPRIGHT编码致力于提供以确保任何给定块的高效编码为目标为该块从多个候选编码树中适当选择編码树结构以及创建其各种树。本发明实现了树的适应性修改以提供多个候选编码树，其中在SPRIGHT编码期间响应于被编码的块的特性从这哆个候选编码树中选择编码树4.利用树的SPRIGHT解码。在根据SPRIGHT对图像块解码时解码器必须例如响应于接收到关于哪个树结构被用于对每个块编碼的信息来从多个候选树结构中选择适当的树结构。在SPRIGHT解码的一个方面中解码器接收在编码期间使用的树结构的索引。一旦从多个候选編码树中选择了适当的树在解码中就使用与编码过程相容的技术，例如利用树的广度优先遍历(BFT)
来遍历该树。如果当前节点性是树的树葉则从比特流中解码出符号，并且将所解码的符号的值赋予相应的系数相反，如果当前节点性不是树叶则从比特流中读取一个比特並根据其进行操作；如果该比特是1，则处理继续但如果是0，则当前节点性的所有后裔节点性的值被设定成是0并且它们被从树中丢弃5.零集群。从以上论述中可以看出SPRIGHT编码方法的编码增益主要是响应于零集群得到的，其中从变换编码产生的零被集群到由相应的非树叶节点性中的单个零表示的群组中相反，如果零只能与非零分区则不会获得比特节省。已充分认识到变换编码通常产生大量的零，并且这些零可能是彼此的邻居这些系数可能以若干种不同的方式成为邻居，包括关于(1)空间位置从而它们可以是同一
DffT子带中的相邻系数；或者(2)譜位置，从而它们可以是相邻的DCT系数SPRIGHT编码通过基于每个块内的系数的几何关系为该块选择特定的树结构来利用此特点。以下章节例示了編码谱系数位置的示例例如利用倍频带分区来基于方向性对编码树进行适应性修改以用于SPRIGHT，以及类似的编码方法这些方法为每个被编碼的块从多个候选编码树中进行选择。6.多个树类型内的基于倍频带分区的树响应于在SPRIGHT内选择最适合于特定几何样式的树，大大改善了那些特定块的编码效率本发明对编码树进行适应性修改以提供多个编码树，从这多个编码树中可响应于正被编码的图像块的方向性特性按照SPRIGHT来选择树作为示例，响应于块几何条件
非方向性编码树被适应性修改来用于方向性图像块，包括水平、垂直和其他样式例如对角樣式。对于每个块样式利用不同的编码树倍频带分区的各方面被描述并被适应性修改以便构造一组多个树以用于不同的方向性样式，当根据SPRIGHT执行图像编码时可选择这多个树图5A至5E示出了对基于倍频带分区的树进行适应性修改以便生成多个编码树的示例性实施例，从这多个編码树中可响应于正被编码的比特的几何条件在SPRIGHT下选择编码树在倍频带分区中，根(即整个块)被分区成一个小的方形和一个大的L形区域茬现有的实现方式中，小方形的大小是2X2而本发明的本实施例中利用的优选大小是1X1
方形(只有DC)。本发明对倍频带分区进行适应性修改以用于苼成多个编码树来用在具有方向性分量的图像块的SPRIGHT编码中图5A描绘了被分区成小的方形和大的L形的DCT后的根(整个块)。图5B示出了
L形被迭代地分區成三个方形和另一较小的L形图5C示出了每次L被分区时，其后代方形的大小加倍如图中所示。图5D示出了将每个非树叶方形迭代地分区成㈣个一半大小的方形图5E描绘了与图5A-5D中描述的倍频带分区方法相关联的设计树。将注意到非树叶节点性关于其类型被标记为“根”、“L”
(L形)或“S”(方形)。SPRIGHT提供了一种一般的基于树的熵编码方法其被配置来使用任何期望的树结构，并且可从例如根据被适应性修改的倍频带汾区技术生成的多个候选编码树结构中选择树结构如果其适合于正被编码的块的类型的话(例如也就是说如果其对于像DCT这样的特定变换被證明高效的话)。与之不同用于原来的倍频带分区实现方式的编码树结构背离本发明，是固定的并且利用相同的(固定的)编码树结构执行所囿块的熵编码在本发明的这个方面中，倍频带分区技术被广义化以生成在编码期间可响应于系数块的方向性从中选择的多个编码树响應于此广义化，SPRIGHT可在多个预设计的候选之中选择最佳的树以改善编码效率如前所述，SPRIGHT通过系数的“零集群”来节省比特在SPRIGHT方法下希望樹被组织成最大化如下非树叶节点性的数目这种非树叶节点性的所有后裔树叶都包含零系数，
从而不需要被编码如果对于按所选编码树結构编码的给定块不会得到显著的零集群，则 SPRIGHT方法将会不那么高效然而，通过适当地选择适合正被编码的块的几何条件的树
通常会出現很高程度的集群，从而允许SPRIGHT提供提高的编码效率应当明白，当考虑嵌入式SPRIGHT方法时编码是基于比特平面的，从而标准有些不同具体洏言，希望嵌入式SPRIGHT树中的非树叶节点性的所有后裔都只包含小系数将会认识到，这些系数充分地小以至于在较高的比特平面中将被量化荿零使用包括经修改的倍频带分区树在内的倍频带分区树来生成供SPRIGHT编码下使用的多个候选在以下条件下提供了许多益处。倍频带分区很適合于变换系数在远离原点
(DC)时较小的情况因此，如果在某个比特平面L形变成非零(或者其包含至少一个非零系数)，则很有可能该(一个或哆个)非零系数不在更小的L形中如果上述成立，则零仍可用于表示更小L形中的所有0虽然该假定经常成立，但可存在许多例外尤其是关於方向性几何样式，其中本发明还被配置为响应于不同的方向性样式选择不同的树7.基于3模式DCT的设计树。在根据本发明的一个方面使用3模式DCT
(离散余弦变换)时图像块被分类成三个类别非方向性的、水平的和垂直的。应当明白虽然作为示例论述了
DCT变换，但在不脱离本发明的敎导的情况下可利用其他形式的变换和方向性变换对于这些类别中的每一个，设计编码树其中对于非方向性情况使用原始倍频带分区樹，而对于水平和垂直情况设计编码树如稍后章节中所述。在对图像块编码的过程中首先对该块应用2D-DCT。然后确定哪个是用来执行编码嘚最适当树(例如用于最小化编码后大小)然后执行编码，之后生成供解码器使用的信息例如把所编码的比特以及树索弓I通知给解码器。8.原始倍频带分区的低效将会明白，在执行2D-DCT后每个系数对应于一
2D频率，并且其位置可在频率域中被标记图6描绘了对称的幅度谱，其是倍频带分区技术的基本假设图7描绘了水平块的示例谱，其中示出了倍频带分区假设如何对于方向性样式不成立将会注意到，谱在垂直方向上“更白”(即均一的功率谱密度)而系数幅度关于减小得更慢。图8描绘了根据倍频带分区技术的块分区其中可以看出一些大系数(最咗边的带斑点的那个，就在中心下方)可“泄漏”到L形从而要求进一步的分区和效率的损失。应当明白这些分区问题可对任何具有特定幾何倾斜的块发生，包括水平的或垂直的倾斜(对于垂直情况类似地，顶部紧靠中心右侧的实心圆点可为大系数)9.倍频带分区之前的频率縮放。为了克服上述的导致低效编码的块分区问题本发明的实施例执行倍频带分区的变体，其中在应用倍频带分区之前缩放频率令ω
sy)昰缩放矩阵。缩放因子S和Sy被选择为使得在缩放之后更容易利用倍频带分区对谱进行分区。此缩放适应性修改了倍频带分区技术以生成具有很好地适合于SPRIGHT的方向性质的编码树，其中SPRIGHT基于正被编码的图像块的方向性特性从多个编码树中选择一个编码树图9示出了水平方向上嘚缩放的示例性实施例，其中到原点的垂直距离被“压缩”
或“缩放”缩放之前的树在图的左侧示出。缩放矩阵在图的中央示出当应鼡该缩放矩阵时得到图的右侧所示的经缩放的树。在所示出的情况中缩放因子对于3模式DCT被选择为0. 5( S卩，sx = Lsy = 0.
5)在缩放和分区之后，如图的右侧所示带斑点的圆点向上朝着根移动了，于是与实心圆点相比在与根的距离方面处于更高的级别在图中将会看到，在频率缩放之后编碼树构造可以按与倍频带分区算法类似的方式执行。具体地构造开始于小的方形和大的L形，并且L被分区成三个方形和一个更小的L形方形被分区成四个一半大小的方形。将会注意到一些方形可完全没有系数(例如带阴影的方形)，并且可被从树中删除图10描绘了缩放后的块譜，可以看出其具有更顺应倍频带分区的形状10.基于5模式DCT的设计树。在5模式DCT中向3模式DCT树构造添加了两个对角模式。具体地添加了对角
+45°和对角-45°。应当注意，2D-DCT不区分士 45°样式。在DCT域中从士 45°样式产生相似的谱。克服此问题的一种可能是在单个模式中对待这两个样式。然而2D-DCT不是对士45°的图像块去相关的良好选择。本发明通过使用能够处理士45°样式的方向性DCT
和新树来克服此问题。作为示例而非限制以上所論述的样式被如下来处理。在本发明的一个实施例中编码器从五个中选择一个模式，对块编码并且将所编码的比特流和模式索引都通知给解码器。应当明白所编码的比特流是利用SPRIGHT解码来解码的。11. 5 It式DCT中某干水平/垂首树的设i十树与3模式DCT中相同的方案被利用来为水平和垂矗样式生成树。然而在5模式
DCT中，有更多的模式供选择并且被分类成水平或垂直样式的块经历更倾斜的谱响应于此，本发明的至少一个實施例在水平和/或垂直编码样式中将压缩调整到超过1/2例如调整到1/4的缩放因子。图11示出了具有4X4块的水平情况的分区的示例将会明白，在5模式DCT中
图11中被描绘为带斑点的系数比被描绘为实心的系数更高两个级别。12.基于方向件DCT的设计树图12A至图12D示出了利用具有若干级的一种形式的方向性DCT。描绘了旋转其中对角样式图12A被转换成如图1
中所见的水平样式。然后执行修剪得到图12C。然后沿着水平和垂直线执行DCT得到圖12D。应当明白在对方向性DCT系数应用倍频带分区时，必须为每个系数找到频率位置13.方向件DCT系数的定位和缩放。在本发明的一个方面中采取试探方案来定位方向性DCT系数的频率位置。对于水平频率(ωχ)，在旋转和修剪之后对列的总数计数，例如称之为N。然后，对于第η列中的系数(n =
0...，N-l)cox = n*ji/N。对于垂直频率(ω y)在当前列中对系数的总数计数，例如称之为M然后，对于列中的第m个系数(m = 0...，M-l)coy = m*ji/M。类似地对进行缩放来針对倾斜谱进行补偿。根据本发明的优选方面块被旋转成水平样式，使得其是被缩放的ω y当使用5模式DCT时，缩放因子优选被选择为1/4
(与水岼和垂直样式相同)图13描绘了经缩放和旋转的系数样式，其中沿着底部在ωχ= {0、π/4、2π/4和 3^/4}示出了 ωχ的级别，其中coy被示为经缩放后在第一級别(最左侧)为ωγ = {O, π/7···，6π/7}并且在第二级别(左侧起第二个)为 coy= {0，π/5···，4
π/5}图14示出了缩放前的方向性DCT系数的位置。14.构造用于SPRIGHT编码嘚树
在方向性DCT中，系数的位置不再在网格中然而，根据本发明倍频带分区技术被适应性修改来针对适当处理具有任意定位的系数提供更大的一般性。根(整个块)被分区成一个小的方形和一个大的L形部分方形涵盖低通频率带， 例如由以下给出I ωχ| < ji/2k并且 I ω」< ji/2K。其中K被选擇为使得小方形只包含DC
(或DWT的LL子带)而大L形区域包含所有AC系数。在对根进行分区后(K-I)向L形部分应用倍频带分区，以产生三个方形和一个小 L形每个具有大于η/2Κ的带宽的方形被分区成四个更小的方形。应当明白，在使用“分区”
一词时，也在原始频率带和分区之间强制施加了父-子关系在先前章节中，编码树被描述为具有2ΚΧ2Κ树叶，其中每一个是一小方形并且其也表示包含该频率带中的所有系数的集合。这些系数然后被连接到该集合应当认识到，
一些集合将是空的其中相应的节点性可被删除。如果某一集合只具有一个孩子则其被删除並且该孩子被连接到其父亲。该操作是迭代性的直到每个非树叶节点性具有至少两个孩子节点性为止。图15至图21示出了利用用于对系数编碼的步骤示出的本发明的示例性实施例 在图15中，系数被映射到频率域并且在图16中在频率域中被缩放。倍频带分区在图17
中示出其中根(即整个块)被分区成一个小的方形和一个大的L形区域。编码树在图18 中被构建并且在图19中被迭代性地分区。将会注意到图19中的在上方的“氣泡”内描绘的前两个级别具有最小的大小，其中不需要再分区而被描绘为较低的两个“气泡”的较低级别描绘了应当被迭代地分区到朂小大小的方形。在图20中该设计树还描绘了将树叶
(系数)连接到树的上两层。根据图21不必要的节点性随后被从经分区的块和设计树中丢棄，如具有垂直条纹(条带)的块中所见15.基于9模式DCT的设计树。图22示出了根据本发明使用9模式DCT其提供了一个非方向性模式和八个方向性模式。在9模式DCT下提出了以下组合。非方向性通常的2D-DCT+原始倍频带分区树水平通常的2D-DCT+水平树垂直通常的2D-DCT+垂直树其他方向方向性DCT+新树在SPRIGHT编码期间編码器从根据本发明生成的九个模式中选择一个模式，对块编码并且将所编码的比特流和模式索引两者通知给解码器。方向性DCT系数的分區和编码树构造与在5模式DCT中定义的类似每个系数的频率像3模式DCT或5模式DCT中那样被缩放，而缩放因子在9模式DCT被改变到1/816.模式选择。对于给定嘚块可能有多个提供高效编码的模式。本发明优选地允许了选择当在
SPRIGHT下选择给定块时如何作出判决(1)编码前。此情况中的模式判决是在編码之前作出的例如基于在块中检测到的特征(例如几何方面)。将会明白编码前与编码后相比需要的计算开销小得多，但通常将不会提供那么显著的编码效率增益作为示例而非限制，编码前可基于检测不同方向上的平均梯度(2)编码后。模式判决是作为编码后判决作出的其中编码器利用所有可能的模式对图像块编码。计算重建的块相对于原始块的失真并且挑选给出最小的率-失真成本的模式。编码后确保了以所测试的可能模式中最高效的模式执行编码17.
装置和方法。传统的编码方案对于熵编码使用单个算法从而不基于被编码的块的几哬条件来选择熵编码的形式及其相关联的树结构。将会看到传统的方案通过依赖于固定的熵编码方法、从而利用单个固定树对当前块编碼，来执行编码固定树编码方法不受益于非常具体的编码形式，并且它们将必须被应用到所有块然而，SPRIGHT编码提供了可响应于块的特性來选择的许多熵编码模式本发明提供了一种方法和装置，用于基于块方向性来填充
SPRIGHT的多个编码树候选图23示出了被配置用于从多个编码樹中选择编码树的基于SPRIGHT的编码器136 和用于对树结构解码的解码器142的实施例150。编码器136被示为包括计算机处理器 (CPU)
152和存储器154应当明白，这些处理組件可单独实现或实现为多处理器，和/或结合任何期望水平的加速硬件实现而不脱离本发明的教导。可在处理器152上执行的程序执行图潒源158的编码156执行预测160，变换162量化164，树选择166以及编码168
以输出经编码的图像数据(或信号)170。树选择更具体而言是响应于块中的系数之间的②维几何关系执行的之后块被利用所选择的树来编码。对所选择的树结构的利用可提供相对于如下实现方式大幅提高的编码效率在这种實现方式中树结构是在用于执行编码的编码技术内固有(固定)的。解码器142被示为类似地用处理器元件172和存储器174实现并且其也可包括任何期望的处理组件和与数字加速硬件的组合，而不脱离本发明的教导响应于程序的执行，解码过程176被执行其中信号170被接收并被解码块178解碼，解码块178在解码之前作出树结构选择180解码块178的输出随后被逆变换182并且根据块184图像被重建以产生最终的经解码的图像输出186。在编码期间嘚树选择和解码期间使用的树选择之间示出了树选择链接188以表示如下实施例其中关于所选择的树结构的信息被传达给解码器142，以确保其鉯数据被编码的方式对数据解码通常，关于所选择的树结构的信息将被结合到正被发送到解码器的经编码的信号流的预定比特中还应當明白，对给定块的树结构的传达可以作为比特从编码器传达到解码器或者可替换地，来自编码器的数据可以按把树选择告知给解码器嘚方式来组织或者解码器可以以其他方式确定用于解码的与编码相容的树结构。在所描述的示例性实施例中解码器始终知道用于对给萣块编码的树结构。例如
树结构或者被预嵌入到解码器的可执行文件中，或者在会话开始时由编码器告知当解码时，解码器首先区分當前节点性是否是树叶然后在其不是树叶时从比特流中读取比特，或者对于树叶则从流中读取符号符号可包括一个或多个比特，这取決于其是如何被编码的例如利用exp-Golomb码。图M示出了用于生成供具有方向性的广义层次树中的集合分区中使用的设计树的方法的实施例在190利鼡倍频带分区来生成非方向性编码树。响应于在执行倍频带分区之前的方向性缩放在192生成水平编码树，并且在194生成垂直编码树可选地，响应于在倍频带分区之前执行的旋转和缩放在196还生成用于额外方向的编码树。因此将会明白，本发明涵盖了用于构造供SPRIGHT编码中使用嘚树的各种技术
这些方案将图像块分类成不同的方向性样式，利用通常的2D变换或方向性变换来将块去相关，并且相应地构建树树是基于倍频带分区算法的，倍频带分区算法在本方法中已响应于方向性被广义化示出了为不同方向中的每一个找到所得到的(方向性)变换系數的位置(2D频率)的方式。在许多情况下变换系数的频率在编码之前被缩放以塑造谱的形状以便提供更高效的编码。缩放因子优选由方向总數决定本发明还广义化了倍频带分区算法以应对具有任意的频率定位的变换系数。所提出的算法的优点在于其可更好地捕捉谱的特性並且所得到的树能够利用SPRIGHT更高效地集群零。从以上论述将会明白本发明可用各种方式来实现，包括以下的1.
一种用于生成供编码期间使用嘚多个候选编码树的装置包括被配置用于接收和处理图像和/或视频帧的计算机；以及可在所述计算机上执行的程序，用于利用倍频带分區来生成非方向性编码树；响应于在水平或垂直方向上缩放频率分量以及进行倍频带分区以创建针对水平和垂直方向进行了适应性修改的哆个候选编码树来生成水平和垂直编码树。2.实施例1的装置还包括可在所述计算机上执行的、用于响应于使用方向性变换生成所述多个候选编码树内的对角编码树的程序。3.实施例1的装置其中所述多个候选编码树被配置用于响应于从所述多个候选编码树中选择的树结构的預定遍历来控制块编码。4.实施例1的装置其中所述多个候选编码树内的每个候选编码树被配置有指定布置的树叶节点性和非树叶节点性；並且其中一个或多个树叶节点性被配置用于包含与每个非树叶节点性相关联的系数。5.实施例1的装置其中所述多个候选编码树内的每个候選编码树被配置成使得每个非树叶节点性的状态由表明其后裔树叶节点性是包含全零系数还是不包含全零系数的比特来表示。6.实施例1的装置其中所述多个候选编码树被配置用于保持在编码器内，该编码器从所述多个候选编码树中选择要使用的编码树7.实施例1的装置，其中所述倍频带分区是通过将所述块内的系数分区成方形和
L形来执行的其中所述L形被迭代地分区成方形。8.实施例1的装置其中当每个方形仅包含一个系数时，所述倍频带分区完成9.实施例1的装置，其中所述多个候选编码树被配置用于在变换被执行之后对块中的系数编码10.实施唎9的装置，其中所述变换包括非方向性或方向性变换11.实施例1的装置，还包括被配置用于响应于用于进行以下操作的程序利用来自所述多個候选编码树中的编码树对图像和/或视频帧编码的程序将视频帧的图像分区成块；并且在编码器内对块执行方向性变换之后从所述多个候选编码树中选择用来执行编码的期望树结构；其中编码的树是在编码期间响应于为每个系数找到频率位置并且基于每个系数的频率位置執行倍频带分区来生成的。12.实施例11的装置还包括被配置用于将块的系数分类成包括非方向性、水平和垂直在内的至少三个类别的程序，其中编码器从所述至少三个类别中选择一个模式用于对块编码13.实施例11的装置，还包括被配置用于将块的系数分类成包括两个不同对角方姠在内的类别的程序其中编码器从五个中选择一个模式用于对块编码。14.实施例11的装置还包括被配置用于将块的系数分类成包括两个不哃对角方向在内的类别的程序，其中编码器从五个可能模式中选择一个模式用于对块编码；并且其中对角方向的所述分类是响应于方向性變换操作执行的15.实施例11的装置，还包括被配置用于在分区之前向块应用缩放矩阵的程序；
其中按所述缩放矩阵的缩放是响应于块的几何關系执行的；并且其中所述缩放包括垂直或水平缩放16.实施例11的装置，其中所述编码包括嵌入式编码在嵌入式编码中编码是基于比特平媔的。17.实施例1的装置其中所述编码包括嵌入式编码，在嵌入式编码中编码是基于比特平面的；并且其中在编码期间生成的树被配置成使嘚以下情况发生的概率较高所选择的树中的非树叶节点性的所有后裔都包含充分小的系数以在较高比特平面中被量化成零18.实施例1的装置，还包括被配置用于在图像/视频编码器内利用设计树进行适应性熵编码的程序包括将图像或视频帧划分成块；利用变换将每个块去相关鉯创建系数块；量化变换系数；响应于对图像的每个系数块内的几何关系的确定从所述多个候选树中选择期望的树结构作为所选树结构；鉯及利用响应于所选树结构的零系数的集群和对倍频带分区的使用来对每个系数块编码；其中一部分零系数响应于使所述所选树结构的非樹叶节点性表示相应的树叶节点性仅包含零系数并且不将后裔树叶节点性编码到由所述装置生成的经编码的输出比特流中，而被从经编码嘚输出中消除19.
一种用于图像或视频的适应性编码和解码的系统，包括编码器该编码器具有被配置用于图像和/或视频编码的处理元件和存储器；可在所述编码器的处理元件上执行的程序，用于执行以下步骤将图像或视频帧划分成块利用变换将每个块去相关以生成变换系數块，对于每个变换系数块量化变换系数响应于对图像和/或视频的系数块内的几何关系的确定从至少包括水平和垂直方向的一组多个候選树中选择树结构作为所选树结构，以及利用响应于所选树结构的零系数的集群对块编码；其中一部分零系数响应于使所选树结构的非树葉节点性表示相应的树叶节点性仅包含零系数并且不将这些后裔树叶节点性编码到被引导至解码器的输出比特流中而被从经编码的输出Φ消除；解码器，该解码器具有被配置用于来自所述编码器的比特流的图像和/或视频解码的处理元件和存储器；可在所述解码器的处理元件上执行的程序用于响应于执行以下步骤而输出图像或视频信号
确定所述编码器在对块编码时使用的所选树结构，将所选树结构的树叶解码成输出的系数响应于对没有非零分支的非树叶节点性解码而在输出内输出零系数，对输出执行解量化 对输出执行逆变换，并且响應于对输出的接收而重建图像信号20.
一种用于生成供编码器内在图像和/或视频编码期间使用的多个候选编码树的方法，包括利用倍频带分區来生成非方向性编码树；响应于在至少水平和垂直方向上缩放频率分量以及进行倍频带分区以创建针对至少水平和垂直方向进行了适應性修改的多个候选编码树，来生成水平和垂直编码树
虽然以上描述包含许多细节，但这些细节不应当被解释限制本发明的范围而只昰提供了对本发明的一些当前优选的实施例的例示。因此将会明白，本发明的范围完全涵盖对于本领域的技术人员来说显而易见的其他實施例并且本发明的范围因此仅由所附权利要求来限制，在权利要求中以单数形式提及一个要素并不意欲指“一个且仅一个”(除非明确聲明)而是指“一个或多个”。本领域的普通技术人员已知的上述优选实施例的要素的所有结构和功能等同物通过引用被明确结合在此並且意欲被当前的权利要求所涵盖。另外一个设备或方法并不需要解决本发明所要解决的所有问题才能被当前的权利要求所涵盖。另外本公开中的要素、组件或方法步骤不欲被奉献给公众，不论该要素、组件或方法步骤是否在权利要求中有明确记载这里的权利要求要素不应根据35U.
S. C. 112第六款的规定来解释，除非该要素是利用短语“用于...的装置”来明确记载的
权利要求 1.一种用于生成供编码期间使用的多个候選编码树的装置，包括被配置用于接收和处理图像和/或视频帧的计算机；以及可在所述计算机上执行的程序用于利用倍频带分区来生成非方向性编码树；响应于下述操作来生成水平和垂直编码树在水平或垂直方向上缩放频率分量，以及进行倍频带分区以创建针对水平和垂矗方向进行了适应性修改的多个候选编码树
2.如权利要求1中所述的装置，还包括可在所述计算机上执行的、用于响应于使用方向性变换生荿所述多个候选编码树内的对角编码树的程序
3.如权利要求1中所述的装置，其中所述多个候选编码树被配置用于响应于从所述多个候选编碼树中选择的树结构的预定遍历来控制块编码
4.如权利要求1中所述的装置其中所述多个候选编码树内的每个候选编码树被配置有指定布置嘚树叶节点性和非树叶节点性；并且其中一个或多个树叶节点性被配置用于包含与每个非树叶节点性相关联的系数。
5.如权利要求1中所述的裝置其中所述多个候选编码树内的每个候选编码树被配置成使得每个非树叶节点性的状态由表明其后裔树叶节点性是包含全零系数还是鈈包含全零系数的比特来表示。
6.如权利要求1中所述的装置其中所述多个候选编码树被配置用于保持在编码器内，该编码器从所述多个候選编码树中选择要使用的编码树
7.如权利要求1中所述的装置，其中所述倍频带分区是通过将所述块内的系数分区成方形和L形来执行的其Φ所述L形被迭代地分区成方形。
8.如权利要求1中所述的装置其中当每个方形仅包含一个系数时，所述倍频带分区完成
9.如权利要求1中所述嘚装置，其中所述多个候选编码树被配置用于在变换被执行之后对块中的系数编码
10.如权利要求9中所述的装置，其中所述变换包括非方向性或方向性变换
11.如权利要求1中所述的装置，还包括被配置用于响应于用于进行以下操作的程序利用来自所述多个候选编码树中的编码树對图像和/或视频帧编码的程序将视频帧的图像分区成块；并且在编码器内对块执行方向性变换之后从所述多个候选编码树中选择用来执荇编码的期望树结构；其中编码的树是在编码期间响应于为每个系数找到频率位置并且基于每个系数的频率位置执行倍频带分区来生成的。
12.如权利要求11中所述的装置还包括被配置用于将块的系数分类成包括非方向性、水平和垂直在内的至少三个类别的程序，其中编码器从所述至少三个类别中选择一个模式用于对块编码
13.如权利要求11中所述的装置，还包括被配置用于将块的系数分类成包括两个不同对角方向茬内的类别的程序其中编码器从五个中选择一个模式用于对块编码。
14.如权利要求11中所述的装置还包括被配置用于进行以下操作的程序將块的系数分类成包括两个不同对角方向在内的类别，其中编码器从五个可能模式中选择一个模式用于对块编码；并且其中对角方向的所述分类是响应于方向性变换操作执行的
15.如权利要求11中所述的装置，还包括被配置用于进行以下操作的程序 在分区之前向块应用缩放矩阵；其中按所述缩放矩阵的缩放是响应于块的几何关系执行的；并且其中所述缩放包括垂直或水平缩放
16.如权利要求11中所述的装置，其中所述编码包括嵌入式编码在嵌入式编码中编码是基于比特平面的。
17.如权利要求1中所述的装置其中所述编码包括嵌入式编码在嵌入式编码Φ编码是基于比特平面的；并且其中在编码期间生成的树被配置成使得以下情况发生的概率较高所选择的树中的非树叶节点性的所有后裔嘟包含充分小的系数以在较高比特平面中被量化成零。
18.如权利要求1中所述的装置还包括被配置用于在图像/视频编码器内利用设计树进行適应性熵编码的程序，包括将图像或视频帧划分成块；利用变换将每个块去相关以创建系数块；量化变换系数；响应于对图像的每个系数塊内的几何关系的确定从所述多个候选树中选择期望的树结构作为所选树结构；以及利用响应于所选树结构的零系数的集群和对倍频带分區的使用来对每个系数块编码；其中一部分零系数响应于使所述所选树结构的非树叶节点性表示相应的树叶节点性仅包含零系数并且不将後裔树叶节点性编码到由所述装置生成的经编码的输出比特流中而被从经编码的输出中消除。
19.一种用于图像或视频的适应性编码和解码嘚系统包括编码器，该编码器具有被配置用于图像和/或视频编码的处理元件和存储器；可在所述编码器的处理元件上执行的程序用于執行以下步骤将图像或视频帧划分成块，利用变换将每个块去相关以生成变换系数块对于每个变换系数块量化变换系数，响应于对图像囷/或视频的系数块内的几何关系的确定从至少包括水平和垂直方向的一组多个候选树中选择树结构作为所选树结构并且利用响应于所选樹结构的零系数的集群对块编码；其中一部分零系数响应于使所选树结构的非树叶节点性表示相应的树叶节点性仅包含零系数并且不将这些后裔树叶节点性编码到被引导至解码器的输出比特流中，而被从经编码的输出中消除；解码器该解码器具有被配置用于来自所述编码器的比特流的图像和/或视频解码的处理元件和存储器；可在所述解码器的处理元件上执行的程序，用于响应于执行以下步骤而输出图像或視频信号确定所述编码器在对块编码时使用的所选树结构
将所选树结构的树叶解码成输出的系数，响应于对没有非零分支的非树叶节点性解码而在输出内输出零系数 对输出执行解量化， 对输出执行逆变换并且响应于对输出的接收而重建图像信号。
20. 一种用于生成供编码器内在图像和/或视频编码期间使用的多个候选编码树的方法包括利用倍频带分区来生成非方向性编码树； 响应于以下操作来生成水平和垂直编码树 在至少水平和垂直方向上缩放频率分量，以及进行倍频带分区以创建针对至少水平和垂直方向进行了适应性修改的多个候选编碼树
利用广义层次树内的集合分区(SPRIGHT)的适应性熵编码和解码以及利用方向性来设计树的方法。在去相关和量化之后基于图像块内的几何關系从多个候选中选择树结构用于对系数编码，以便改善系数的零集群用于SPRIGHT编码的树是响应于找到每个系数的频率位置并且缩放频率位置、然后使用将系数样式分区成方形和L形并且L形被迭代地分区成方形的倍频带分区来创建的。树包括包含与每个非树叶节点性相关联的系數的树叶节点性可以增加零集群的系数的数目，从而减少被编码到经编码的图像输出中的节点性的数目
刘伟, 穆罕默德·格哈拉维-阿尔克汉萨利 申请人:索尼公司
