在視頻編碼中依據(jù)量化矩陣處理變換區(qū)塊的方法與系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種視頻編碼系統(tǒng)中依據(jù)量化矩陣處理區(qū)塊變換的方法及其系統(tǒng)。本發(fā)明的實施方式從一個或多個初始量化矩陣或者一個先前的導(dǎo)出量化矩陣獲得一個或多個導(dǎo)出量化矩陣。本發(fā)明的一個實施方式中，初始量化矩陣包含4x4以及8x8量化矩陣，可以是預(yù)設(shè)或者用戶定義的。所有大于8x8的量化矩陣從4x4以及8x8初始量化矩陣獲得。非方形量化矩陣可從至少一個初始方形量化矩陣或者至少一個導(dǎo)出的方形量化矩陣獲得。各個初始量化矩陣可用來獲得各自對應(yīng)的較大的量化矩陣。更進一步，各個初始量化矩陣可從設(shè)計為相應(yīng)變換尺寸的較大量化矩陣獲得。同時描述了使能上述量化矩陣的語法設(shè)計。
【專利說明】在視頻編碼中依據(jù)量化矩陣處理變換區(qū)塊的方法與系統(tǒng)
[0001]交叉引用
[0002]依據(jù)2011年8月23日提出的申請?zhí)枮?1/526,453，標(biāo)題為“Quantizationmatrix representation for video coding in HEVC”的美國專利臨時申請以及依據(jù) 2012年 2 月 8 日提出的申請?zhí)枮?61/596，350,標(biāo)題為 “Quantization matrix representationfor video coding in HEVC”的美國專利臨時申請,本申請享有優(yōu)先權(quán)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明與視頻編碼有關(guān)。具體來說，本發(fā)明與視頻編碼中依據(jù)量化矩陣處理變換區(qū)塊有關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0004]量化矩陣已在多種視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)中采用，例如MEPG2、H.264/AVC中，來提高目標(biāo)視頻質(zhì)量。每一變換系數(shù)依據(jù)其各自的量化步長(quantization step)來量化,該量化步長由量化矩陣(或縮放矩陣(scaling matrix)來詳細說明。由于其有效性,量化矩陣已在高效能視頻編碼(High Efficiency Video Coding,以下簡稱為HEVC)系統(tǒng)中使用。量化矩陣通常與系統(tǒng)所使用的變換具有相同的維度。舉例來說，在MEPG2與H.264/AVC中，變換尺寸包含8x8與4x4。因此，量化矩陣的尺寸也支持4x4與8x8。預(yù)設(shè)量化矩陣以及用戶定義量化矩陣在H.264/AVC中被使用。更進一步，H.264/AVC中針對幀內(nèi)模式(intra mode)以及中貞間模式(inter mode)分別選擇量化矩陣。針對巾貞內(nèi)4x4區(qū)塊、巾貞間4x4區(qū)塊、巾貞內(nèi)8x8區(qū)塊以及幀間8x8區(qū)塊的量化矩陣分別在圖1A-1D中顯示。編碼器能夠決定當(dāng)前圖像使用平坦量化矩陣(flat quantization matrices),預(yù)設(shè)量化矩陣或者用戶定義量化矩陣。如果選擇一個用戶定義量化矩陣，與量化矩陣有關(guān)的信息需合并至比特流，以使得解碼器能夠修復(fù)相關(guān)的量化矩陣。
[0005]在MEPG2與H.264/AVC中，量化矩陣的最大尺寸是8x8。用來存儲預(yù)設(shè)量化矩陣的存儲器相對較小，并且對于編碼系統(tǒng)來說并非是一個重要的問題。當(dāng)使用一個用戶定義量化矩陣時，與用戶定義量化矩陣相關(guān)的數(shù)據(jù)大小也并非是一個難題。然而，在HEVC中，使用的變換尺寸增加至32x32。舉例來說，為了存儲兩個(幀內(nèi)以及幀間)4x4預(yù)設(shè)量化矩陣以及兩個8x8預(yù)設(shè)量化矩陣僅僅需要160字節(jié)。使用相同的方法來僅僅存儲兩個32x32預(yù)設(shè)量化矩陣將需要2048字節(jié)。對于MPEG2/H264/AVC以及HEVC的量化矩陣的總體存儲需求分別在表I與表2描述。如表I與表2所示，在HEVC中的量化矩陣所需的數(shù)據(jù)大小顯著增加(增加至18倍之多)。對于高速硬件實現(xiàn)，量化矩陣可以是硬件實現(xiàn)的，并且與量化矩陣有關(guān)的數(shù)據(jù)大小將顯著影響系統(tǒng)的性能。因此，需要開發(fā)一種新的量化矩陣表達方案，使存儲量化矩陣所需的存儲空間減少。當(dāng)使用用戶定義量化矩陣時，大的量化矩陣可能消耗更多的珍貴的比特率。因此，對于用戶定義量化矩陣的變換來說，也需要開發(fā)一種新的量化矩陣表達方案。
[0006]表I
【權(quán)利要求】
1.一種視頻編碼系統(tǒng)中依據(jù)量化矩陣處理變換區(qū)塊的方法，該方法包含: 接收一個或多個初始量化矩陣，該一個或多個初始量化矩陣具有多個第一尺寸； 從該一個或多個初始量化矩陣，獲得一個或多個導(dǎo)出量化矩陣，該一個或多個導(dǎo)出量化矩陣具有多個第二尺寸； 接收具有一個區(qū)塊尺寸的一個變換區(qū)塊，其中該變換區(qū)塊與圖像相關(guān)，并且其中該區(qū)塊尺寸等于多個第一尺寸之一或者多個第二尺寸之一； 如果該區(qū)塊尺寸等于該多個第一尺寸之一，依據(jù)該一個或者多個初始量化矩陣中獨自對應(yīng)的一個處理該變換區(qū)塊；并且 如果該區(qū)塊尺寸等于該多個第二尺寸之一，依據(jù)該一個或者多個導(dǎo)出量化矩陣中獨自對應(yīng)的一個處理該變換區(qū)塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻編碼系統(tǒng)中依據(jù)量化矩陣處理變換區(qū)塊的方法，其特征在于，該一個或多個初始量化矩陣包含4x4量化矩陣以及8x8量化矩陣，其中該4x4量化矩陣以及該8x8量化矩陣是預(yù)設(shè)量化矩陣，并且其中該一個或多個導(dǎo)出量化矩陣對應(yīng)至所有區(qū)塊尺寸大于8x8的方形變換區(qū)塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻編碼系統(tǒng)中依據(jù)量化矩陣處理變換區(qū)塊的方法，其特征在于，該一個或多個初始量化矩陣包含一個或多個方形初始量化矩陣，其中該一個或多個方形初始量化矩陣是預(yù)設(shè)量化矩陣，并且其中該一個或多個導(dǎo)出量化矩陣對應(yīng)至所有矩形尺寸的變換區(qū)塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻編碼系統(tǒng)中依據(jù)量化矩陣處理變換區(qū)塊的方法，其特征在于，該一個或多個初始量化矩陣包含4x4量化矩陣以及8x8量化矩陣，其中該4x4量化矩陣以及8x8量化矩陣是用戶定義量化矩陣，并且其中該一個或多個導(dǎo)出量化矩陣對應(yīng)至所有區(qū)塊尺寸大于8x8的方形變 換區(qū)塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻編碼系統(tǒng)中依據(jù)量化矩陣處理變換區(qū)塊的方法，其特征在于，該一個或多個初始量化矩陣包含一個或多個方形初始量化矩陣，其中該一個或多個方形初始量化矩陣是用戶定義量化矩陣，并且其中該一個或多個導(dǎo)出量化矩陣對應(yīng)至所有矩形尺寸的變換區(qū)塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻編碼系統(tǒng)中依據(jù)量化矩陣處理變換區(qū)塊的方法，其特征在于，在序列層合并一個標(biāo)志來指示對于單獨的一個序列是否使用預(yù)設(shè)量化矩陣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻編碼系統(tǒng)中依據(jù)量化矩陣處理變換區(qū)塊的方法，其特征在于，在圖像層合并一個標(biāo)志來指示對于當(dāng)前圖像是否使用序列層量化矩陣。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻編碼系統(tǒng)中依據(jù)量化矩陣處理變換區(qū)塊的方法，其特征在于，在適應(yīng)層合并一個標(biāo)志來指示對于當(dāng)前圖像是否使用序列層量化矩陣。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻編碼系統(tǒng)中依據(jù)量化矩陣處理變換區(qū)塊的方法，其特征在于，在圖像層合并一個標(biāo)志來指示是否從該一個或多個初始量化矩陣獲得序列層量化矩陣，其中該一個或多個初始量化矩陣包含4x4量化矩陣以及8x8量化矩陣。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻編碼系統(tǒng)中依據(jù)量化矩陣處理變換區(qū)塊的方法，其特征在于，在適應(yīng)層合并一個標(biāo)志來指示是否從該一個或多個初始量化矩陣獲得序列層量化矩陣，其中該一個或多個初始量化矩陣包含4x4量化矩陣以及8x8量化矩陣。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻編碼系統(tǒng)中依據(jù)量化矩陣處理變換區(qū)塊的方法，其特征在于，該一個或多個初始量化矩陣包含4x4量化矩陣以及8x8量化矩陣，并且該一個或多個導(dǎo)出量化矩陣包含16x16量化矩陣以及32x32量化矩陣。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的視頻編碼系統(tǒng)中依據(jù)量化矩陣處理變換區(qū)塊的方法，其特征在于，該一個或多個導(dǎo)出量化矩陣進一步包含16x4、4xl6、32x8以及8x32量化矩陣。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻編碼系統(tǒng)中依據(jù)量化矩陣處理變換區(qū)塊的方法，其特征在于，在視頻比特流中，合并語法信息來指示該一個或多個第二尺寸包含與該區(qū)塊尺寸相關(guān)的所有矩形尺寸。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻編碼系統(tǒng)中依據(jù)量化矩陣處理變換區(qū)塊的方法，其特征在于，在視頻比特流中，合并語法信息來指示該一個或多個第二尺寸包含與該區(qū)塊尺寸相關(guān)的所有大于8x8的尺寸。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻編碼系統(tǒng)中依據(jù)量化矩陣處理變換區(qū)塊的方法，其特征在于，該獲得該一個或多個導(dǎo)出量化矩陣的步驟是通過空間頻率上采樣以及線性內(nèi)插/外插、或者空間頻率上采樣以及重復(fù)采樣來轉(zhuǎn)換一個方形初始量化矩陣至一個方形導(dǎo)出量化矩陣，其中該方形初始量化矩陣的尺寸小于該方形導(dǎo)出量化矩陣的尺寸。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的視頻編碼系統(tǒng)中依據(jù)量化矩陣處理變換區(qū)塊的方法，其特征在于，該空間頻率上采樣包含尾部對準(zhǔn)空間頻率上采樣。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻編碼系統(tǒng)中依據(jù)量化矩陣處理變換區(qū)塊的方法，其特征在于，該獲得該一個或多個導(dǎo)出量化矩陣的步驟是通過將一個方形初始量化矩陣的最低空間頻率對應(yīng)的元素與一個方形導(dǎo)出量化矩陣的最低空間頻率對應(yīng)的元素對準(zhǔn)，來將該方形初始量化矩陣映射至該方形導(dǎo)出量化矩陣的低頻部分，該獲得該一個或多個導(dǎo)出量化矩陣的步驟使用數(shù)據(jù)外插產(chǎn)生該方形導(dǎo)出量化矩陣的剩余元素，其中該方形初始量化矩陣的尺寸小于該方形導(dǎo)出量化矩陣的尺寸。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻編`碼系統(tǒng)中依據(jù)量化矩陣處理變換區(qū)塊的方法，其特征在于，該一個或多個導(dǎo)出量化矩陣包含一個或多個導(dǎo)出的矩形量化矩陣，并且該一個或多個導(dǎo)出的矩形量化矩陣是使用空間頻率抽取來從各自對應(yīng)的方形導(dǎo)出量化矩陣獲得。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻編碼系統(tǒng)中依據(jù)量化矩陣處理變換區(qū)塊的方法，其特征在于，該一個或多個初始量化矩陣包含一個或多個方形初始量化矩陣，其中該一個或多個方形初始量化矩陣是從各自對應(yīng)的一個或多個較大方形初始量化矩陣轉(zhuǎn)換而來，其中該一個或多個較大方形初始量化矩陣不包含該一個或多個初始量化矩陣。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的視頻編碼系統(tǒng)中依據(jù)量化矩陣處理變換區(qū)塊的方法，其特征在于，該一個或多個初始量化矩陣包含第一 8x8方形初始量化矩陣以及第二 8x8方形初始量化矩陣，其中該第一 8x8方形初始量化矩陣從一個16x16方形初始量化矩陣轉(zhuǎn)換而來，并且其中該第二 8x8方形初始量化矩陣從一個32x32方形初始量化矩陣轉(zhuǎn)換而來。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的視頻編碼系統(tǒng)中依據(jù)量化矩陣處理變換區(qū)塊的方法，其特征在于，該一個或多個方形初始量化矩陣是從各自對應(yīng)的一個或多個較大方形初始量化矩陣通過空間頻率抽取而獲得。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的視頻編碼系統(tǒng)中依據(jù)量化矩陣處理變換區(qū)塊的方法，其特征在于，該一個或多個方形初始量化矩陣是依據(jù)將該各自對應(yīng)的一個或多個較大方形初始量化矩陣的低空間頻率元素對應(yīng)到該一個或多個方形初始量化矩陣而獲得，其中該一個或多個方形初始量化矩陣與其各自對應(yīng)的一個或多個較大方形初始量化矩陣的最低空間頻率對準(zhǔn)。
23.一種依據(jù)量化矩陣處理變換區(qū)塊的視頻編碼系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含: 第一電路，配置為: 接收一個或多個初始量化矩陣，該一個或多個初始量化矩陣具有多個第一尺寸； 用于從該一個或多個初始量化矩陣獲得一個或多個導(dǎo)出量化矩陣的裝置，該一個或多個導(dǎo)出量化矩陣具有多個第二尺寸； 接收具有區(qū)塊尺寸的變換區(qū)塊，其中該區(qū)塊尺寸等于多個第一尺寸之一或者多個第二尺寸之一； 如果該區(qū)塊尺寸等于該多個第一尺寸之一，依據(jù)該一個或者多個初始量化矩陣中各自對應(yīng)的一個處理該變換區(qū)塊；并且 如果該區(qū)塊尺寸等于該多個第二尺寸之一，依據(jù)該一個或者多個導(dǎo)出量化矩陣中各自對應(yīng)的一個處理該變換區(qū)塊。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的依據(jù)量化矩陣處理變換區(qū)塊的視頻編碼系統(tǒng)，其特征在于，進一步包含第二電路，其中該一個或多個初始量化矩陣包含一個或多個方形初始量化矩陣，并且該一個或多個方形初始量化矩陣在該第二電路中硬件編碼。
【文檔編號】H04N11/02GK103765788SQ201280040738
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2012年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月23日
【發(fā)明者】張習(xí)民, 劉衫 申請人:聯(lián)發(fā)科技（新加坡）私人有限公司