專利名稱：Hevc標(biāo)準(zhǔn)的量化矩陣設(shè)計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域。更具體地講，本發(fā)明涉及高效視頻編碼。
背景技術(shù)：
高效率視頻編碼(HEVC)，也稱作MPEG-H Part2，是視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)草案，H. 264/MPEG-4AVC(高級(jí)視頻編碼)的后繼者，目前由IS0/IEC運(yùn)動(dòng)圖像專家組(MPEG)和ITU-T視頻編碼專家組(VCEG)聯(lián)合開發(fā)。MPEG和VCEG已經(jīng)建立了視頻編碼聯(lián)合協(xié)作團(tuán)隊(duì)(JCT-VC)來(lái)開發(fā)HEVC標(biāo)準(zhǔn)。HEVC提高了視頻質(zhì)量并且與H. 264相比使數(shù)據(jù)壓縮比加倍，并且像素分辨率從320X240到7680X4320縮放。

發(fā)明內(nèi)容
在此描述了使用基于HVS的數(shù)學(xué)模型和數(shù)據(jù)分析的HEVC標(biāo)準(zhǔn)的量化(定標(biāo))矩陣。還包括一種基于二次參數(shù)模型的量化矩陣設(shè)計(jì)。在一方面，一種實(shí)現(xiàn)在裝置的存儲(chǔ)器中編程的高效視頻編碼的量化矩陣設(shè)計(jì)的方法包括確定正方形塊的幀內(nèi)量化矩陣并將正方形塊的幀內(nèi)量化矩陣轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的幀間正方形量化矩陣。所述方法還包括確定矩形塊的幀內(nèi)量化矩陣。所述方法還包括將矩形塊的幀內(nèi)量化矩陣轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的幀間矩形量化矩陣。轉(zhuǎn)換包括使用基于參考高級(jí)視頻編碼量化矩陣模型的算法。從 基于對(duì)比敏感度函數(shù)調(diào)整的算法得出幀內(nèi)量化矩陣。從由4X4、8X8、16X 16、32X32組成的組中選擇幀內(nèi)量化矩陣。從由16\4、32父8、8\2、32父2組成的組中選擇幀內(nèi)量化矩陣。從由個(gè)人計(jì)算機(jī)、膝上計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)工作站、服務(wù)器、大型計(jì)算機(jī)、手持計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理、蜂窩/移動(dòng)電話、智能電器、游戲控制臺(tái)、數(shù)字照相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、相機(jī)電話、便攜式音樂播放器、平板計(jì)算機(jī)、視頻播放器、DVD刻錄/播放器、藍(lán)光刻錄/播放器、電視機(jī)和家庭娛樂系統(tǒng)組成的組中選擇所述裝置。在另一方面，一種實(shí)現(xiàn)可在裝置的存儲(chǔ)器中編程的高效視頻編碼的量化矩陣設(shè)計(jì)的方法包括確定正方形塊的幀內(nèi)量化矩陣和矩形塊的幀內(nèi)量化矩陣，并將正方形塊的幀內(nèi)量化矩陣轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的幀間正方形量化矩陣以及將矩形塊的幀內(nèi)量化矩陣轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的幀間矩形量化矩陣。轉(zhuǎn)換包括使用基于參考高級(jí)視頻編碼量化矩陣模型的算法。從基于對(duì)比敏感度函數(shù)調(diào)整的算法得出幀內(nèi)量化矩陣。從由4X 4、8 X 8、16 X 16、32 X 32組成的組中選擇幀內(nèi)量化矩陣。從由16X4、32X8、8X2、32X2組成的組中選擇幀內(nèi)量化矩陣。從由個(gè)人計(jì)算機(jī)、膝上計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)工作站、服務(wù)器、大型計(jì)算機(jī)、手持計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理、蜂窩/移動(dòng)電話、智能電器、游戲控制臺(tái)、數(shù)字照相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、相機(jī)電話、便攜式音樂播放器、平板計(jì)算機(jī)、視頻播放器、DVD刻錄/播放器、藍(lán)光刻錄/播放器、電視機(jī)和家庭娛樂系統(tǒng)組成的組中選擇所述裝置。在另一方面，一種設(shè)備包括存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)應(yīng)用，所述應(yīng)用確定正方形塊的幀內(nèi)量化矩陣并將正方形塊的幀內(nèi)量化矩陣轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的幀間正方形量化矩陣；處理組件，耦接到存儲(chǔ)器，所述處理組件被配置為處理所述應(yīng)用。所述設(shè)備還包括確定矩形塊的幀內(nèi)量化矩陣。所述設(shè)備還包括將矩形塊的幀內(nèi)量化矩陣轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的幀間矩形量化矩陣。轉(zhuǎn)換包括使用基于參考高級(jí)視頻編碼量化矩陣模型的算法。幀內(nèi)量化矩陣是從基于對(duì)比敏感度函數(shù)調(diào)整的算法得出的。所述幀內(nèi)量化矩陣是從由4X4、8X8、16X16、32X32組成的組中選擇的。所述幀內(nèi)量化矩陣是從由16X4、32X8、8X2、32X2組成的組中選擇的。所述設(shè)備是從由個(gè)人計(jì)算機(jī)、膝上計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)工作站、服務(wù)器、大型計(jì)算機(jī)、手持計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理、蜂窩/移動(dòng)電話、智能電器、游戲控制臺(tái)、數(shù)字照相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、相機(jī)電話、便攜式音樂播放器、平板計(jì)算機(jī)、視頻播放器、DVD刻錄/播放器、藍(lán)光刻錄/播放器、電視機(jī)和家庭娛樂系統(tǒng)組成的組中選擇的。


圖I示出了根據(jù)一些實(shí)施例的不同峰頻率的模量傳遞函數(shù)(MTF)曲線。圖2示出了根據(jù)一些實(shí)施例的視頻編解碼器。圖3示出了根據(jù)一些實(shí)施例的比較用Q-矩陣(幀內(nèi)4X4)。圖4示出了根據(jù)一些實(shí)施例的比較用Q-矩陣(幀間4X4)。圖5示出了根據(jù)一些實(shí)施例的比較用Q-矩陣(幀內(nèi)4X4)DCT/DST或DST/DCT。圖6示出了根據(jù)一些實(shí)施例的比較用Q-矩陣(幀內(nèi)8X8)。圖7示出了根據(jù)一些實(shí)施例的比較用Q-矩陣(幀間8X8)。圖8示出了根據(jù)一些實(shí)施例的使用二次參數(shù)產(chǎn)生的4X4HVS Q-矩陣。圖9示出了根據(jù)一些實(shí)施例的使用二次參數(shù)產(chǎn)生的4X4HVS Q-矩陣。圖10示出了根據(jù)一些實(shí)施例的幀內(nèi)和幀間Q-矩陣。圖11示出了根據(jù)一些實(shí)施例的幀內(nèi)和幀間Q-矩陣(16X4)。圖12示出了根據(jù)一些實(shí)施例的幀內(nèi)二次模型的結(jié)果。圖13示出了根據(jù)一些實(shí)施例的幀間二次模型的結(jié)果。圖14示出了根據(jù)一些實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)量化矩陣設(shè)計(jì)的方法的流程圖。圖15示出了根據(jù)一些實(shí)施例的配置成實(shí)現(xiàn)量化矩陣設(shè)計(jì)的示例性計(jì)算裝置的框圖。
具體實(shí)施例方式在此描述使用基于人類視覺系統(tǒng)(HVS)的數(shù)學(xué)模型和后續(xù)的數(shù)據(jù)分析的高效視頻編碼(HEVC)標(biāo)準(zhǔn)的量化(定標(biāo))矩陣的設(shè)計(jì)。還描述基于二次參數(shù)模型的量化矩陣(Q-矩陣)設(shè)計(jì)。HEVC標(biāo)準(zhǔn)的量化矩陣設(shè)計(jì)包括基于HVS的數(shù)學(xué)模型和二次參數(shù)模型。還包括HEVC標(biāo)準(zhǔn)的正方形塊或矩形塊的幀內(nèi)Q-矩陣。使用基于參考AVC Q-矩陣模型的算法，幀內(nèi)正方形或矩形Q-矩陣被轉(zhuǎn)換成對(duì) 應(yīng)的幀間正方形或矩形的Q-矩陣。對(duì)于HVS模型，從基于對(duì)比敏感度函數(shù)調(diào)整的算法得出幀內(nèi)Q-矩陣。對(duì)于二次參數(shù)Q-矩陣設(shè)計(jì)，從HVS模型或參考AVC Q-矩陣模型引用的輸入Q-矩陣得出一組二次參數(shù)的列表，并且該組二次參數(shù)的列表隨后用于產(chǎn)生基于二次模型的Q-矩陣。然后，使用從AVC Q-矩陣分析得出的結(jié)果，幀內(nèi)Q-矩陣被轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的幀間Q-矩陣。為了將幀內(nèi)Q-矩陣轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的幀間Q-矩陣，利用了從AVC Q-矩陣分析得出的結(jié)果，所述結(jié)果表明幀內(nèi)模型和幀間模型之間存在簡(jiǎn)單關(guān)系。有很多存儲(chǔ)定標(biāo)列表表格的方式。一個(gè)示例是在編碼器和解碼器中都使用大的存儲(chǔ)量的查找表(LUT)。在LUT中，缺省的定標(biāo)列表在本質(zhì)上是對(duì)稱的。這些定標(biāo)列表中的條目是定標(biāo)矩陣的Z字形掃描的系數(shù)。使用兩個(gè)示例模型形成缺省定標(biāo)列表。第一個(gè)示例模型基于HVS模型，第二個(gè)示例模型利用對(duì)稱定標(biāo)矩陣的二次參數(shù)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)。存儲(chǔ)定標(biāo)列表表格的另一示例是參數(shù)模型，在參數(shù)模型中，表格是以額外計(jì)算為代價(jià)在編碼器和解碼器中被再生。根據(jù)編碼的畫面/序列，定標(biāo)矩陣的參數(shù)模型能夠?yàn)閷?duì)稱的多參數(shù)(3至6個(gè))或非對(duì)稱的多參數(shù)(2X3至6個(gè))。示出了包含二次方程的4個(gè)參數(shù)(par_a0、par_b0、par_c0和par_d 0)的缺省定標(biāo)列表的對(duì)稱二次參數(shù)模型q (x, y) = Int ((par_a0 * (x2+y2)+par_b0 * (xy)+par_c0 * (x+y) +par_d0+5123)>> 10)；其中，(x，y)是缺省定標(biāo)列表中的元素的位置(在應(yīng)用掃描之前)。HVS 算法a)在原方程中(對(duì)比敏感度函數(shù)調(diào)整)H (U，V) = [c+ (f (u, v) /fpeak) ** kl] * exp [- (f (u, v) /fpeak)) ** k2]= > a * [c+b * f (u，v) ] * exp [- (d * f (u, v)) * * k2]=>其中，P = I/fpeak, b = f I (p) = p * * kl，d = f2 (p) = p * * k2, or b=.d, kl = I. 0443b) If (f (u, v) > fpeak)H(u, v) = 2. 2 * (0. 192+0. 114 * f (u, v)) exp (-(0. 114 * f(u，v)) * * I. I)；elseH(u, v) =1.0；對(duì)于u = 0 至 M-l, V = 0 至 N-I (M x N 的塊中)，f (u, v)是放射頻率(radialfrequency)c)Q(u, v) = Int (0. 5+qP/H(u, v))) ;//cip=平均 QP 值d)在不同峰頻率處的曲線。圖I示出了根據(jù)一些實(shí)施例的在不同峰頻率處的模量傳遞函數(shù)(MTF)曲線。當(dāng)假設(shè)HVS為各向同性時(shí)，HVS被建模為非線性點(diǎn)變換后接MTF。所述曲線也可以被稱作HVS模型的對(duì)比敏感度函數(shù)(CSF)曲線。CSF指示人對(duì)視覺刺激的各種頻率有多敏感。根據(jù)CSF，人對(duì)中間頻率最敏感。然而，人對(duì)光譜頻率的端部(諸如非常低和非常高的頻率)非常不敏感。HVS算法使用不同的峰頻率(fpeak = (a)、(b)、(C)、(d)情況)來(lái)選擇關(guān)于失真量度的適合參數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)在裝置的存儲(chǔ)器中編程的高效視頻編碼的量化矩陣設(shè)計(jì)的方法，包括 a、確定正方形塊的幀內(nèi)量化矩陣；以及 b、將正方形塊的幀內(nèi)量化矩陣轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的幀間正方形量化矩陣。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括確定矩形塊的幀內(nèi)量化矩陣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括將矩形塊的幀內(nèi)量化矩陣轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的幀間矩形量化矩陣。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，轉(zhuǎn)換包括使用基于參考高級(jí)視頻編碼量化矩陣模型的算法。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述幀內(nèi)量化矩陣是從基于對(duì)比敏感度函數(shù)調(diào)整的算法得出的。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述幀內(nèi)量化矩陣是從由4X4、8X8、16X16、32X32組成的組中選擇的。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述幀內(nèi)量化矩陣是從由16X4、32X8、8X2、32X2組成的組中選擇的。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述裝置是從由個(gè)人計(jì)算機(jī)、膝上計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)工作站、服務(wù)器、大型計(jì)算機(jī)、手持計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理、蜂窩/移動(dòng)電話、智能電器、游戲控制臺(tái)、數(shù)字照相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、相機(jī)電話、便攜式音樂播放器、平板計(jì)算機(jī)、視頻播放器、DVD刻錄/播放器、藍(lán)光刻錄/播放器、電視機(jī)和家庭娛樂系統(tǒng)組成的組中選擇的。
相機(jī)電話
9.一種用于實(shí)現(xiàn)高效視頻編碼的量化矩陣設(shè)計(jì)的設(shè)備，包括 a、存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)應(yīng)用，該應(yīng)用用于 i、確定正方形塊的幀內(nèi)量化矩陣；以及 ii、將正方形塊的幀內(nèi)量化矩陣轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的幀間正方形量化矩陣；和 b、處理組件，耦接到存儲(chǔ)器，所述處理組件被配置為處理所述應(yīng)用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，還包括確定矩形塊的幀內(nèi)量化矩陣。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，還包括將矩形塊的幀內(nèi)量化矩陣轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的幀間矩形量化矩陣。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，轉(zhuǎn)換包括使用基于參考高級(jí)視頻編碼量化矩陣模型的算法。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述幀內(nèi)量化矩陣是從基于對(duì)比敏感度函數(shù)調(diào)整的算法得出的。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述幀內(nèi)量化矩陣是從由4X4、8X8、16X16、32X32組成的組中選擇的。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述幀內(nèi)量化矩陣是從由16X4、32X8、8X2、32X2組成的組中選擇的。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備是從由個(gè)人計(jì)算機(jī)、膝上計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)工作站、服務(wù)器、大型計(jì)算機(jī)、手持計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理、蜂窩/移動(dòng)電話、智能電器、游戲控制臺(tái)、數(shù)字照相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、相機(jī)電話、便攜式音樂播放器、平板計(jì)算機(jī)、視頻播放器、DVD刻錄/播放器、藍(lán)光刻錄/播放器、電視機(jī)和家庭娛樂系統(tǒng)組成的組中選擇的。
全文摘要
本發(fā)明涉及HEVC標(biāo)準(zhǔn)的量化矩陣設(shè)計(jì)。在此描述了使用基于HVS的數(shù)學(xué)模型和數(shù)據(jù)分析的HEVC標(biāo)準(zhǔn)的量化(定標(biāo))矩陣。還包括一種基于二次參數(shù)模型的量化矩陣設(shè)計(jì)。
文檔編號(hào)H04N7/26GK103220517SQ201310024330
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者M·哈奎, A·塔巴塔貝 申請(qǐng)人:索尼公司