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(zhuān)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(shí)施方式從一個(gè)或多個(gè)初始量化矩陣或者一個(gè)先前的導(dǎo)出量化矩陣獲得一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)出量化矩陣。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)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(hù)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(gè)初始方形量化矩陣或者至少一個(gè)導(dǎo)出的方形量化矩陣獲得。各個(gè)初始量化矩陣可用來(lái)獲得各自對(duì)應(yīng)的較大的量化矩陣。更進(jìn)一步，各個(gè)初始量化矩陣可從設(shè)計(jì)為相應(yīng)變換尺寸的較大量化矩陣獲得。同時(shí)描述了使能上述量化矩陣的語(yǔ)法設(shè)計(jì)。
【專(zhuān)利說(shuō)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(qǐng)?zhí)枮?1/526,453，標(biāo)題為“Quantizationmatrix representation for video coding in HEVC”的美國(guó)專(zhuān)利臨時(shí)申請(qǐng)以及依據(jù) 2012年 2 月 8 日提出的申請(qǐng)?zhí)枮?61/596，350,標(biāo)題為 “Quantization matrix representationfor video coding in HEVC”的美國(guó)專(zhuān)利臨時(shí)申請(qǐng),本申請(qǐng)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(lái)說(shuō)，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(lái)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(zhǎng)(quantization step)來(lái)量化,該量化步長(zhǎng)由量化矩陣(或縮放矩陣(scaling matrix)來(lái)詳細(xì)說(shuō)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(jiǎn)稱(chēng)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(lái)說(shuō)，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(hù)定義量化矩陣在H.264/AVC中被使用。更進(jìn)一步，H.264/AVC中針對(duì)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(duì)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(hù)定義量化矩陣。如果選擇一個(gè)用戶(hù)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(lái)存儲(chǔ)預(yù)設(shè)量化矩陣的存儲(chǔ)器相對(duì)較小，并且對(duì)于編碼系統(tǒng)來(lái)說(shuō)并非是一個(gè)重要的問(wèn)題。當(dāng)使用一個(gè)用戶(hù)定義量化矩陣時(shí)，與用戶(hù)定義量化矩陣相關(guān)的數(shù)據(jù)大小也并非是一個(gè)難題。然而，在HEVC中，使用的變換尺寸增加至32x32。舉例來(lái)說(shuō)，為了存儲(chǔ)兩個(gè)(幀內(nèi)以及幀間)4x4預(yù)設(shè)量化矩陣以及兩個(gè)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(lái)僅僅存儲(chǔ)兩個(gè)32x32預(yù)設(shè)量化矩陣將需要2048字節(jié)。對(duì)于MPEG2/H264/AVC以及HEVC的量化矩陣的總體存儲(chǔ)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(duì)于高速硬件實(shí)現(xiàn)，量化矩陣可以是硬件實(shí)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(kāi)發(fā)一種新的量化矩陣表達(dá)方案，使存儲(chǔ)量化矩陣所需的存儲(chǔ)空間減少。當(dāng)使用用戶(hù)定義量化矩陣時(shí)，大的量化矩陣可能消耗更多的珍貴的比特率。因此，對(duì)于用戶(hù)定義量化矩陣的變換來(lái)說(shuō)，也需要開(kāi)發(fā)一種新的量化矩陣表達(dá)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(gè)或多個(gè)初始量化矩陣，該一個(gè)或多個(gè)初始量化矩陣具有多個(gè)第一尺寸； 從該一個(gè)或多個(gè)初始量化矩陣，獲得一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)出量化矩陣，該一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)出量化矩陣具有多個(gè)第二尺寸； 接收具有一個(gè)區(qū)塊尺寸的一個(gè)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(gè)第一尺寸之一或者多個(gè)第二尺寸之一； 如果該區(qū)塊尺寸等于該多個(gè)第一尺寸之一，依據(jù)該一個(gè)或者多個(gè)初始量化矩陣中獨(dú)自對(duì)應(yīng)的一個(gè)處理該變換區(qū)塊；并且 如果該區(qū)塊尺寸等于該多個(gè)第二尺寸之一，依據(jù)該一個(gè)或者多個(gè)導(dǎo)出量化矩陣中獨(dú)自對(duì)應(yīng)的一個(gè)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(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)導(dǎo)出量化矩陣對(duì)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(gè)或多個(gè)初始量化矩陣包含一個(gè)或多個(gè)方形初始量化矩陣，其中該一個(gè)或多個(gè)方形初始量化矩陣是預(yù)設(shè)量化矩陣，并且其中該一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)出量化矩陣對(duì)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(gè)或多個(gè)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(hù)定義量化矩陣，并且其中該一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)出量化矩陣對(duì)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(gè)或多個(gè)初始量化矩陣包含一個(gè)或多個(gè)方形初始量化矩陣，其中該一個(gè)或多個(gè)方形初始量化矩陣是用戶(hù)定義量化矩陣，并且其中該一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)出量化矩陣對(duì)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(gè)標(biāo)志來(lái)指示對(duì)于單獨(dú)的一個(gè)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(gè)標(biāo)志來(lái)指示對(duì)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(gè)標(biāo)志來(lái)指示對(duì)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(gè)標(biāo)志來(lái)指示是否從該一個(gè)或多個(gè)初始量化矩陣獲得序列層量化矩陣，其中該一個(gè)或多個(gè)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(gè)標(biāo)志來(lái)指示是否從該一個(gè)或多個(gè)初始量化矩陣獲得序列層量化矩陣，其中該一個(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)導(dǎo)出量化矩陣進(jìn)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(yǔ)法信息來(lái)指示該一個(gè)或多個(gè)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(yǔ)法信息來(lái)指示該一個(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)導(dǎo)出量化矩陣的步驟是通過(guò)空間頻率上采樣以及線(xiàn)性?xún)?nèi)插/外插、或者空間頻率上采樣以及重復(fù)采樣來(lái)轉(zhuǎn)換一個(gè)方形初始量化矩陣至一個(gè)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(duì)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(gè)或多個(gè)導(dǎo)出量化矩陣的步驟是通過(guò)將一個(gè)方形初始量化矩陣的最低空間頻率對(duì)應(yīng)的元素與一個(gè)方形導(dǎo)出量化矩陣的最低空間頻率對(duì)應(yīng)的元素對(duì)準(zhǔn)，來(lái)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(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)導(dǎo)出量化矩陣包含一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)出的矩形量化矩陣，并且該一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)出的矩形量化矩陣是使用空間頻率抽取來(lái)從各自對(duì)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(gè)或多個(gè)初始量化矩陣包含一個(gè)或多個(gè)方形初始量化矩陣，其中該一個(gè)或多個(gè)方形初始量化矩陣是從各自對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)較大方形初始量化矩陣轉(zhuǎn)換而來(lái)，其中該一個(gè)或多個(gè)較大方形初始量化矩陣不包含該一個(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)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(gè)16x16方形初始量化矩陣轉(zhuǎn)換而來(lái)，并且其中該第二 8x8方形初始量化矩陣從一個(gè)32x32方形初始量化矩陣轉(zhuǎn)換而來(lái)。
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(gè)或多個(gè)方形初始量化矩陣是從各自對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)較大方形初始量化矩陣通過(guò)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(gè)或多個(gè)方形初始量化矩陣是依據(jù)將該各自對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)較大方形初始量化矩陣的低空間頻率元素對(duì)應(yīng)到該一個(gè)或多個(gè)方形初始量化矩陣而獲得，其中該一個(gè)或多個(gè)方形初始量化矩陣與其各自對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)較大方形初始量化矩陣的最低空間頻率對(duì)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(gè)或多個(gè)初始量化矩陣，該一個(gè)或多個(gè)初始量化矩陣具有多個(gè)第一尺寸； 用于從該一個(gè)或多個(gè)初始量化矩陣獲得一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)出量化矩陣的裝置，該一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)出量化矩陣具有多個(gè)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(gè)第一尺寸之一或者多個(gè)第二尺寸之一； 如果該區(qū)塊尺寸等于該多個(gè)第一尺寸之一，依據(jù)該一個(gè)或者多個(gè)初始量化矩陣中各自對(duì)應(yīng)的一個(gè)處理該變換區(qū)塊；并且 如果該區(qū)塊尺寸等于該多個(gè)第二尺寸之一，依據(jù)該一個(gè)或者多個(gè)導(dǎo)出量化矩陣中各自對(duì)應(yīng)的一個(gè)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(jìn)一步包含第二電路，其中該一個(gè)或多個(gè)初始量化矩陣包含一個(gè)或多個(gè)方形初始量化矩陣，并且該一個(gè)或多個(gè)方形初始量化矩陣在該第二電路中硬件編碼。
【文檔編號(hào)】H04N11/02GK103765788SQ201280040738
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)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(qǐng)人:聯(lián)發(fā)科技（新加坡）私人有限公司