變換系數熵編碼

題目中變換系數熵編碼指的是對量化後的變換系數進行熵編碼，這部分操作位於視頻編碼系統中量化模塊後，熵編碼模塊之前。這裏的變換系數是量化後的變換系數，爲了敘述方便本文後面仍稱其爲變換系數。

量化後的變換系數進行熵編碼包括兩部分：一是對量化後變換系數掃描；而是對非零的變換系數位置和值進行熵編碼。

變換系數掃描

變換系數掃描就是將二維變換系數變成一維變換系數。掃描時儘量使幅值相近的數排列在一起。

H.265/HEVC對變換系數的掃描是基於4x4塊的，所以對於大於4x4的TB要先將其分爲若干個4x4的子塊，子塊內部和子塊間按同樣方式進行掃描。

H.265/HEVC使用反向掃描方式，掃描順序總是從右下角開始到左上角的DC係數。這一順序和H.264/AVC掃描順序正好相反。並且H.265/HEVC通過了三種掃描方式：對角掃描、水平掃描和垂直掃描。

以8x8TB的掃描爲例，首先將其劃分爲4個4x4的子塊，然後進行掃描。下面分別是8x8TB按對角、水平和垂直方式掃描的示意圖。

每個4x4子塊掃描後得到的16個連續的係數稱爲係數組(Coefficient Group,CG)。

採用不同預測模式的TB其係數分佈往往具有一定規律，如水平預測塊變換後能量往往集中在前幾列，使用垂直掃描方式效率更高。H.265/HEVC採用模式依賴的係數掃描方式(Mode-Dependent Cofficient Scan,MDCS)，規定了預測模式和掃描方式的對應關係因此掃描方式不需要語法元素顯示錶示。

幀內4x4或8x8亮度TB：如果模式號爲6~14採用垂直掃描方式；如果模式號爲22~30採用水平掃描方式；其他方向都採用對角掃描方式。

其他TB：如果是幀內亮度16x16或32x32TB，或是幀間亮度TB，無論什麼尺寸，是否爲對稱劃分，一律使用對角掃描方式。

對於色度TB其掃描方式和對應的亮度TB一致。

HM中相關定義如下：

//掃描類型定義
/// coefficient scanning type used in ACS
enum COEFF_SCAN_TYPE
{
  SCAN_DIAG = 0,        ///< up-right diagonal scan
  SCAN_HOR  = 1,        ///< horizontal first scan
  SCAN_VER  = 2,        ///< vertical first scan
  SCAN_NUMBER_OF_TYPES = 3
};


掃描模式選擇如下：

UInt TComDataCU::getCoefScanIdx(const UInt uiAbsPartIdx, const UInt uiWidth, const UInt uiHeight, const ComponentID compID) const
{
  //------------------------------------------------

  //this mechanism is available for intra only
  //<!幀間預測塊都採用對角掃描
  if (!isIntra(uiAbsPartIdx))
  {
    return SCAN_DIAG;
  }

  //------------------------------------------------

  //check that MDCS can be used for this TU

  const ChromaFormat format = getPic()->getChromaFormat();

  const UInt maximumWidth  = MDCS_MAXIMUM_WIDTH  >> getComponentScaleX(compID, format);
  const UInt maximumHeight = MDCS_MAXIMUM_HEIGHT >> getComponentScaleY(compID, format);
  //<!大於8x8的亮度塊或大於4x4的色度塊採用對角掃描
  if ((uiWidth > maximumWidth) || (uiHeight > maximumHeight))
  {
    return SCAN_DIAG;
  }

  //------------------------------------------------

  //otherwise, select the appropriate mode

  UInt uiDirMode  = getIntraDir(toChannelType(compID), uiAbsPartIdx);

  if (uiDirMode==DM_CHROMA_IDX)
  {
    const TComSPS *sps=getSlice()->getSPS();
    const UInt partsPerMinCU = 1<<(2*(sps->getMaxTotalCUDepth() - sps->getLog2DiffMaxMinCodingBlockSize()));
    uiDirMode = getIntraDir(CHANNEL_TYPE_LUMA, getChromasCorrespondingPULumaIdx(uiAbsPartIdx, getPic()->getChromaFormat(), partsPerMinCU));
  }

  if (isChroma(compID) && (format == CHROMA_422))
  {
    uiDirMode = g_chroma422IntraAngleMappingTable[uiDirMode];
  }

  //------------------
  //<!模式號爲22~30採用水平掃描方式
  if      (abs((Int)uiDirMode - VER_IDX) <= MDCS_ANGLE_LIMIT)
  {
    return SCAN_HOR;
  }//<!模式號爲6~14採用垂直掃描方式
  else if (abs((Int)uiDirMode - HOR_IDX) <= MDCS_ANGLE_LIMIT)
  {
    return SCAN_VER;
  }
  else
  {
    return SCAN_DIAG;
  }
}