專利名稱：視頻預(yù)測性譯碼方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種視頻預(yù)測性譯碼方法及相關(guān)裝置，尤指一種量化交流系數(shù)(quantized AC coefficient)計算方法及相關(guān)裝置。
背景技術(shù)：
因應(yīng)數(shù)字影音數(shù)據(jù)的傳輸、存取、及修改的需求，具有彈性的編碼架構(gòu)以及適用于各種編碼工具的編碼方式遂成為現(xiàn)行各種編碼標(biāo)準(zhǔn)的基本特性。以動態(tài)影像專家團(tuán)體第四型規(guī)格(MPEG4，Moving Picture Coding ExpertsGroup/IV)為例，其為現(xiàn)行編碼標(biāo)準(zhǔn)之一，并且其所對應(yīng)的工具能支持相當(dāng)大范圍的編碼特征。動態(tài)影像專家團(tuán)體第四型規(guī)格具有彈性的編碼架構(gòu)，使其能夠支持各種編碼工具多樣化的組合以及電子計算器、遠(yuǎn)距傳輸、及娛樂事業(yè)所需的各種應(yīng)用軟件所對應(yīng)的功能。
請參考圖1(摘自動態(tài)影像專家團(tuán)體第四型規(guī)格ISO/IEC 14496-2)，圖1為公知的視頻紋理(texture)譯碼裝置124的方塊示意圖，視頻譯碼裝置124是用來譯碼前述的動態(tài)影像專家團(tuán)體第四型規(guī)格的紋理編碼數(shù)據(jù)。在圖1所示的二維數(shù)組索引[q][p]當(dāng)中，“q”代表縱向索引，“p”代表橫向索引。如圖1所示，該等紋理編碼數(shù)據(jù)經(jīng)紋理譯碼輸入端141輸入視頻紋理譯碼裝置124后，經(jīng)過可變長度譯碼(Variable Length Decoding)單元140、逆向掃描(Inverse Scan)單元142、逆向直流與交流預(yù)測(Inverse DC & ACPrediction)單元143、逆向量子化(Inverse Quantization)單元144、與逆向離散余弦轉(zhuǎn)換(Inverse DCT、Inverse Discrete Cosine Transformation)單元146的處理，依序被轉(zhuǎn)換為可變長度譯碼數(shù)據(jù)QFS[n]、逆向掃描譯碼數(shù)據(jù)PQF[v][u]、量化直流與交流系數(shù)QF[v][u]、離散余弦轉(zhuǎn)換系數(shù)F[v][u]、與視頻紋理系數(shù)f[x][y]。關(guān)于以上所述公知技術(shù)的進(jìn)一步說明，請參閱動態(tài)影像專家團(tuán)體第四型規(guī)格ISO/IEC 14496-2及相關(guān)文獻(xiàn)。以下探討的范圍是有關(guān)于逆向直流與交流預(yù)測單元143的處理，特別是關(guān)于量化交流系數(shù)QF[v][u](quantized AC coefficient，即v、u非零的量化系數(shù)QF[v][u])的計算。
請參考圖2，圖2為圖1的逆向直流與交流預(yù)測單元143的逆向交流預(yù)測運(yùn)算方向的示意圖。其中顯示的運(yùn)算方向是為相關(guān)區(qū)塊的第一列量化交流系數(shù)QFX[v][u](v＝0且u＝1-7)與第一行量化交流系數(shù)QFX[v][u](v＝1-7且u＝0)之間的預(yù)測運(yùn)算的方向。正在解碼的目前區(qū)塊(X)的量化交流系數(shù)QFX[v][u]的計算，是先由已譯碼完成的左方緊鄰區(qū)塊(A)或上方緊鄰區(qū)塊(C)當(dāng)中選擇其中之一作為預(yù)測區(qū)塊(A或C)。該預(yù)測區(qū)塊的選擇是決定于該目前區(qū)塊的量化直流系數(shù)所選擇的預(yù)測區(qū)塊相對于該目前區(qū)塊(X)的方向，也就是說當(dāng)目前區(qū)塊(X)的量化直流系數(shù)QFX
的預(yù)測過程系采用預(yù)測區(qū)塊A時，該量化交流系數(shù)QFX[v][u]的預(yù)測過程就采用該預(yù)測區(qū)塊A，當(dāng)目前區(qū)塊(X)的量化直流系數(shù)QFX
的預(yù)測過程系采用預(yù)測區(qū)塊C時，該量化交流系數(shù)QFX[v][u]的預(yù)測過程就采用該預(yù)測區(qū)塊C。之后根據(jù)該預(yù)測區(qū)塊(A或C)的量化交流系數(shù)QFA[v][u]或QFC[v][u]計算該目前區(qū)塊(X)的量化交流系數(shù)QFX[v][u]。同理當(dāng)計算目前區(qū)塊(Y)的量化交流系數(shù)時，是先由已譯碼完成的左方緊鄰區(qū)塊(X)或上方緊鄰區(qū)塊(D)當(dāng)中選擇其中之一作為預(yù)測區(qū)塊(X或D)，并根據(jù)該預(yù)測區(qū)塊(X或D)的量化交流系數(shù)QFX[v][u]或QFD[v][u]計算該目前區(qū)塊(Y)的量化交流系數(shù)QFY[v][u]。透過圖2所示的方法，一畫面中的每一區(qū)塊得以逐一譯碼完成。其中每一區(qū)塊是為一宏區(qū)塊(macroblock)的子集合，圖2的實(shí)施例中每一宏區(qū)塊(macroblock)皆由四個區(qū)塊(block)所組成，每一區(qū)塊皆包含有8*8的系數(shù)，代表該區(qū)塊編碼前影像的元素(components)。
請同時參考圖3與圖4，圖3為公知的逆向交流預(yù)測方法的流程圖，圖4為圖3的逆向交流預(yù)測方法的電路方塊示意圖。圖4的電路410是對應(yīng)于圖3的表達(dá)式(a)與表達(dá)式(b)的矩陣元素運(yùn)算。在圖3與圖4中，PQFX[v][u]是為該目前區(qū)塊(X)的前級解碼過程中所產(chǎn)生的逆向掃描運(yùn)算結(jié)果，并且“//”表示四舍五入的整數(shù)除法。而QP代表宏區(qū)塊在編碼過程的量子化比率(quantization scale)，亦即其中每一區(qū)塊的量子化比率，因此圖3與圖4的QPX、QPA、與QPC分別代表區(qū)塊X、A、與C的量子化比率。另外QFAC代表QFA或QFC，并且QPAC代表QPA或QPC，同時QFAC*QPAC代表QFA*QPA或QFC*QPC。其它相關(guān)參數(shù)定義于圖2已說明，故不再贅述。
由圖3與圖4可知，公知的逆向交流預(yù)測過程的矩陣元素運(yùn)算過程必須依序以一乘法器411、一除法器412、一進(jìn)位器414、一加法器416、與一飽和運(yùn)算器(saturator)418進(jìn)行一乘法運(yùn)算、一除法運(yùn)算、一進(jìn)位運(yùn)算、一加法運(yùn)算、以及一飽和運(yùn)算，然而每一畫面的每一區(qū)塊的逆向交流預(yù)測的運(yùn)算都要重復(fù)上述的乘法、除法、進(jìn)位、加法、與飽和運(yùn)算，因此整體運(yùn)算量相當(dāng)可觀，實(shí)有待減少該解碼過程的運(yùn)算次數(shù)以及運(yùn)算時間，以增進(jìn)該解過程的效能。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的主要目的在于提供一種視頻預(yù)測性譯碼方法及相關(guān)裝置，以解決上述問題。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中提供一種視頻譯碼方法，用來進(jìn)行一畫面的目前區(qū)塊的預(yù)測。該方法具有將至少一先前乘積儲存于內(nèi)存，其中該先前乘積是對應(yīng)于該畫面的多個區(qū)塊中的一區(qū)塊，該先前乘積實(shí)際為該區(qū)塊的一量化交流系數(shù)(quantized AC coefficient)與該區(qū)塊的量子化比率(quantizationscale)的乘積。該方法另具有從該等多個區(qū)塊中決定預(yù)測區(qū)塊，并且從該內(nèi)存中讀取對應(yīng)于該預(yù)測區(qū)塊的至少一先前乘積，以及以該至少一被讀取的先前乘積計算該目前區(qū)塊的至少一量化交流系數(shù)。其中每一量化交流系數(shù)是為透過量子化運(yùn)算所對應(yīng)的離散余弦轉(zhuǎn)換系數(shù)，并且該至少一先前乘積中的每一先前乘積是在其所對應(yīng)的區(qū)塊的逆向量子化運(yùn)算過程中所產(chǎn)生。
本發(fā)明在提供上述的視頻譯碼方法的同時，亦對應(yīng)地提供一種視頻譯碼裝置，用來進(jìn)行一畫面的目前區(qū)塊的預(yù)測。該裝置具有一儲存裝置，用來儲存至少一先前乘積，其中該先前乘積是對應(yīng)于該畫面的多個區(qū)塊中的一區(qū)塊，該先前乘積是為該區(qū)塊之一量化交流系數(shù)與該區(qū)塊的量子化比率的乘積。該裝置另具有一除法器，電連接于該儲存裝置，用來讀取該等多個區(qū)塊中之一預(yù)測區(qū)塊的至少一先前乘積，以及讀取該目前區(qū)塊的量子化比率，并且將該預(yù)測區(qū)塊的至少一先前乘積除以該目前區(qū)塊的量子化比率，以對應(yīng)于該至少一先前乘積當(dāng)中的每一先前乘積產(chǎn)生一商數(shù)與一余數(shù)。該裝置另具有一進(jìn)位器，電連接于該除法器，用來根據(jù)該商數(shù)與該余數(shù)將該商數(shù)轉(zhuǎn)換為一整數(shù)化商數(shù)。該裝置另具有一加法器，電連接于該進(jìn)位器，用來將該整數(shù)化商數(shù)與該目前區(qū)塊的前級解碼過程中所產(chǎn)生的逆向掃描運(yùn)算結(jié)果相加，以產(chǎn)生一和數(shù)；以及一飽和運(yùn)算器，電連接于該加法器，用來將該和數(shù)轉(zhuǎn)換為該目前區(qū)塊的量化交流系數(shù)。
本發(fā)明的好處之一是，本發(fā)明的視頻譯碼方法及裝置提供目前區(qū)塊的優(yōu)選的運(yùn)算順序，因此能減少其所對應(yīng)的譯碼過程的運(yùn)算次數(shù)以及運(yùn)算時間，以增進(jìn)該解碼過程的效能。
本發(fā)明的另一好處是，本發(fā)明的視頻譯碼方法及裝置的較佳的運(yùn)算順序所引用的先前乘積是為該等先前乘積所對應(yīng)的預(yù)測區(qū)塊的譯碼過程所需，因此不會額外增加譯碼過程的運(yùn)算次數(shù)以及運(yùn)算時間。


圖1為公知的視頻紋理譯碼裝置的方塊示意圖。
圖2為圖1的逆向直流與交流預(yù)測單元的逆向交流預(yù)測運(yùn)算方向的示意圖。
圖3為公知的逆向交流預(yù)測方法的流程圖。
圖4為圖3的逆向交流預(yù)測方法的電路方塊示意圖。
圖5為本發(fā)明的視頻譯碼方法的流程圖。
圖6為圖5的視頻譯碼方法的電路方塊示意圖。
圖7為本發(fā)明的逆向量子化單元的方塊示意圖。
具體實(shí)施例方式
相較于公知的方法與相關(guān)裝置(如圖3與圖4所示)，本發(fā)明的方法與相關(guān)裝置(如圖5與圖6所示)能以較少的運(yùn)算量達(dá)到圖2的逆向交流預(yù)測運(yùn)算所欲達(dá)成的運(yùn)算結(jié)果。請同時參考圖5與圖6，圖5為本發(fā)明的視頻譯碼方法的流程圖，圖6為圖5的視頻譯碼方法的電路方塊示意圖。圖6的量化交流系數(shù)預(yù)測器610是對應(yīng)于圖5的步驟56的表達(dá)式(i)與表達(dá)式(ii)的矩陣元素運(yùn)算。在圖5與圖6中，QP則代表一宏區(qū)塊在編碼過程的量子化比率(quantization scale)，亦即其中每一區(qū)塊的量子化比率。而先前乘積MP[v][u]則代表一區(qū)塊的一量化交流系數(shù)QF[v][u](quantized ACcoefficient)與該區(qū)塊之量子化比率QP的乘積QF[v][u]*QP。另外MPAC代表MPA或MPC，并且QFAC*QPAC代表QFA*QPA或QFC*QPC。其中相關(guān)參數(shù)的下標(biāo)X、A、與C是表示對應(yīng)于區(qū)塊X、A、與C的參數(shù)。后續(xù)將進(jìn)一步說明相關(guān)參數(shù)的關(guān)系。
首先說明由圖3的方法轉(zhuǎn)換為圖5的方法的推導(dǎo)過程。在圖3的表達(dá)式(a)中的乘積項(xiàng)(QFA[v]
*QPA)可以定義為先前乘積MPA[v]，因此圖3的表達(dá)式(a)被轉(zhuǎn)換為圖5的步驟56的表達(dá)式(i)，同時根據(jù)前述的先前乘積MPA[v]的定義亦得到圖5的步驟54的定義(i)。同理在圖3的表達(dá)式(b)中的乘積項(xiàng)(QFC
[u]*QPC)可以定義為先前乘積MPC[u]，因此圖3的表達(dá)式(b)被轉(zhuǎn)換為圖5的步驟56的表達(dá)式(ii)，同時根據(jù)前述的先前乘積MPC[u]的定義亦得到圖5的步驟54的定義(ii)。而在本發(fā)明中，先前乘積MPA[v]與MPC[u]是預(yù)先儲存在內(nèi)存，因此圖3的步驟34與步驟36就被轉(zhuǎn)換為圖5的步驟54與步驟56。也就是說圖5的方法如同圖3的方法可以達(dá)到圖2的逆向交流預(yù)測運(yùn)算所欲達(dá)成的運(yùn)算結(jié)果。
圖5與圖3的差異在于，圖3的表達(dá)式(a)與表達(dá)式(b)的矩陣元素運(yùn)算過程中的乘法運(yùn)算在本發(fā)明中對應(yīng)的運(yùn)算過程中可以利用先前乘積MPA或MPC取代。也就是說在圖5的表達(dá)式(i)與表達(dá)式(ii)的矩陣元素運(yùn)算過程中不需要進(jìn)行該乘法運(yùn)算，因此可以減少整個矩陣的整體運(yùn)算量。請同時參考圖1與圖5，圖5所示的運(yùn)算過程是對應(yīng)于圖1的逆向直流與交流預(yù)測單元143，而前述的先前乘積MPA或MPC是在已譯碼完成的預(yù)測區(qū)塊(A或C，即先前乘積MPA或MPC所對應(yīng)的區(qū)塊A或C)的逆向量子化運(yùn)算過程所產(chǎn)生，該逆向量子化運(yùn)算過程即對應(yīng)于圖1的逆向量子化單元144。透過逆向量子化單元144內(nèi)部運(yùn)算順序的重新安排(后續(xù)將進(jìn)一步說明)，先前乘積MPA或MPC皆為該逆向量子化運(yùn)算過程所需，因此不會額外增加其運(yùn)算量，同時也達(dá)到本發(fā)明的目的--減少圖1的逆向直流與交流預(yù)測單元143的運(yùn)算量。
請再度參考圖5所示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。本發(fā)明提供一種視頻譯碼方法，用來進(jìn)行一畫面的目前區(qū)塊(X)的預(yù)測。在以下的相關(guān)步驟中，是以對應(yīng)于索引v、u的至少一矩陣元素(如至少一先前乘積MP[v][u]、至少一先前乘積MPA[v]或MPC[u]、至少一第一行量化交流系數(shù)QFX[v]
或至少一第一列量化交流系數(shù)QFX
[u]……等)進(jìn)行說明。其中使用單一矩陣元素的實(shí)施方式(如一先前乘積MPA[1]或MPC[1]、一第一行量化交流系數(shù)QFX[1]
或一第一列量化交流系數(shù)QFX
[1]……等)是為可行的實(shí)施方式之一。然而該等步驟也可以使用對應(yīng)于索引v、u的多個矩陣元素(如多個先前乘積MP[v][u]、多個先前乘積MPA[v]或MPC[u]、多個第一行量化交流系數(shù)QFX[v]
或多個第一列量化交流系數(shù)QFX
[u]……等)以達(dá)到較佳的解碼效能。該方法的步驟說明如下步驟50將至少一先前乘積MP[v][u]儲存(是預(yù)先儲存，故未顯示于圖5中)于一內(nèi)存，其中該先前乘積MP[v][u]是對應(yīng)于該畫面的多個區(qū)塊中的一區(qū)塊，該先前乘積MP[v][u]是為該區(qū)塊的一量化交流系數(shù)QF[v][u]與該區(qū)塊的量子化比率QP的乘積QF[v][u]*QP，并且每一量化交流系數(shù)QF[v][u]是為透過量子化運(yùn)算所對應(yīng)的離散余弦轉(zhuǎn)換系數(shù)F[v][u](即圖1的量化系數(shù)QF[v][u]，對應(yīng)于索引v、u)；步驟52決定逆向交流預(yù)測運(yùn)算的方向，同時從該等多個區(qū)塊中決定一預(yù)測區(qū)塊，其中該預(yù)測區(qū)塊是為該目前區(qū)塊的左方緊鄰區(qū)塊(A)或上方緊鄰區(qū)塊(C)；步驟53當(dāng)所決定的預(yù)測區(qū)塊位于該畫面所對應(yīng)的視頻對象平面(VOP、Video Object Plane)或視頻封包(Video Packet)的邊界之外時，無需從該內(nèi)存中讀取該預(yù)測區(qū)塊的至少一先前乘積，直接將該目前區(qū)塊的量化交流系數(shù)QF[v][u]的預(yù)測項(xiàng)(即MPA[v]//QPX或MPC[u]//QPX，后續(xù)將進(jìn)一步說明)重置為零，以計算該目前區(qū)塊的量化交流系數(shù)QF[v][u]；步驟54依據(jù)該逆向交流預(yù)測運(yùn)算的方向，從該內(nèi)存中讀取對應(yīng)于該預(yù)測區(qū)塊(A或C)的至少一(于圖5所示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例是為多個，也就是七個)先前乘積MPA[v](即MP[v]
，在本實(shí)施例中v＝1-7)或MPC[u](即MP
[u]，在本實(shí)施例中u＝1-7)；步驟56依據(jù)該逆向交流預(yù)測運(yùn)算的方向，以該至少一被讀取的先前乘積MPA[v]或MPC[u]計算該目前區(qū)塊的至少一第一行量化交流系數(shù)QFX[v]
或至少一第一列量化交流系數(shù)QFX
[u]；以及步驟58進(jìn)行量化交流系數(shù)QF[v][u]的飽和運(yùn)算，使該目前區(qū)塊的量化交流系數(shù)QF[v][u]能被飽和限制(saturated)在一預(yù)定的數(shù)值區(qū)間。
在步驟54中，當(dāng)該預(yù)測區(qū)塊是為該目前區(qū)塊的左方緊鄰區(qū)塊(A)時，該至少一被讀取的先前乘積是為對應(yīng)于該左方緊鄰區(qū)塊的乘積MPA[v]＝QFA[v]
*QPA，其中QFA[v]
為該左方緊鄰區(qū)塊(A)的第一行量化交流系數(shù)；當(dāng)該預(yù)測區(qū)塊是為該目前區(qū)塊的上方緊鄰區(qū)塊(C)時，該至少一被讀取的先前乘積是為對應(yīng)于該上方緊鄰區(qū)塊的乘積MPC[u]＝QFC
[u]*QPC，其中QFC
[u]為該上方緊鄰區(qū)塊(C)的第一列量化交流系數(shù)。
在步驟56中，當(dāng)該預(yù)測區(qū)塊是為該目前區(qū)塊的左方緊鄰區(qū)塊時，該目前區(qū)塊(X)的量化交流系數(shù)QFX[v]
＝PQFX[v]
+MPA[v]//QPX，其中QFX[v]
為該目前區(qū)塊(X)的第一行量化交流系數(shù)；當(dāng)該預(yù)測區(qū)塊是為該目前區(qū)塊的上方緊鄰區(qū)塊時，該目前區(qū)塊(X)的量化交流系數(shù)QFX
[u]＝PQFX
[u]+MPC[u]//QPX，其中QFX
[u]為該目前區(qū)塊(X)的第一列量化交流系數(shù)；而且PQFX[v]
與PQFX
[u]是為該目前區(qū)塊的前級解碼過程中所產(chǎn)生的逆向掃描運(yùn)算結(jié)果，并且“//”表示四舍五入的整數(shù)除法。另外如步驟53所說明將該目前區(qū)塊的量化交流系數(shù)QF[v][u]的預(yù)測項(xiàng)重置為零，其可行的方式之一是在步驟56的表達(dá)式(i)或表達(dá)式(ii)的預(yù)測項(xiàng)(即MPA[v]//QPX或MPC[u]//QPX)重置為零。因此一旦執(zhí)行步驟53的重置動作，步驟56的運(yùn)算結(jié)果等同于以下之說明當(dāng)該預(yù)測區(qū)塊是為該目前區(qū)塊的左方緊鄰區(qū)塊時，該目前區(qū)塊(X)的量化交流系數(shù)QFX[v]
＝PQFX[v]
；當(dāng)該預(yù)測區(qū)塊是為該目前區(qū)塊的上方緊鄰區(qū)塊時，該目前區(qū)塊(X)的量化交流系數(shù)QFX
[u]＝PQFX
[u]。
請再度參考圖6。本發(fā)明在提供上述的視頻譯碼方法的同時，亦對應(yīng)地提供一種視頻譯碼裝置600，用來進(jìn)行一畫面的目前區(qū)塊(X)的預(yù)測。如同前面所述的方法，以下是以對應(yīng)于索引v、u的至少一矩陣元素對視頻譯碼裝置600進(jìn)行說明。其中使用單一矩陣元素的實(shí)施方式是為可行的實(shí)施方式之一。然而視頻譯碼裝置600也可以使用對應(yīng)于索引v、u的多個矩陣元素以達(dá)到較佳的解碼效能。視頻譯碼裝置600包含有一儲存裝置(未顯示于圖6)，用來儲存至少一先前乘積MP[v][u]，其中該先前乘積MP[v][u]是對應(yīng)于該畫面的多個區(qū)塊中的一區(qū)塊，該先前乘積MP[v][u]是為該區(qū)塊的一量化交流系數(shù)QF[v][u]與該區(qū)塊的量子化比率QP的乘積QF[v][u]*QP。
視頻譯碼裝置600另包含有一除法器612，電連接于該儲存裝置，用來讀取該等多個區(qū)塊中的一預(yù)測區(qū)塊(A或C)的至少一先前乘積MPA[v]或MPC[u]，以及讀取該目前區(qū)塊的量子化比率QPX，并且將該預(yù)測區(qū)塊的至少一先前乘積除以該目前區(qū)塊的量子化比率QPX，以對應(yīng)于該至少一先前乘積當(dāng)中的每一先前乘積產(chǎn)生一商數(shù)與一余數(shù)。其中當(dāng)該預(yù)測區(qū)塊是為該目前區(qū)塊的左方緊鄰區(qū)塊(A)時，該至少一被該除法器讀取的先前乘積是為對應(yīng)于該左方緊鄰區(qū)塊的乘積MPA[v]＝QFA[v]
*QPA，其中QFA[v]
為該左方緊鄰區(qū)塊(A)的第一行量化交流系數(shù)；當(dāng)該預(yù)測區(qū)塊是為該目前區(qū)塊的上方緊鄰區(qū)塊(C)時，該至少一被該除法器讀取的先前乘積是為對應(yīng)于該上方緊鄰區(qū)塊的乘積MPC[u]＝QFC
[u]*QPC，其中QFC
[u]為該上方緊鄰區(qū)塊(C)的第一列量化交流系數(shù)。
視頻譯碼裝置600另包含有一進(jìn)位器614，電連接于除法器612，用來根據(jù)該商數(shù)與該余數(shù)將該商數(shù)轉(zhuǎn)換為一整數(shù)化商數(shù)；以及一加法器616，電連接于進(jìn)位器614，用來將該整數(shù)化商數(shù)與該目前區(qū)塊的前級解碼過程中所產(chǎn)生的逆向掃描運(yùn)算結(jié)果相加，以產(chǎn)生一和數(shù)QFX[v]
或QFX
[u]，也就是說該和數(shù)是為該目前區(qū)塊的第一行量化交流系數(shù)QFX[v]
或第一列量化交流系數(shù)QFX
[u]。其中當(dāng)該預(yù)測區(qū)塊是為該目前區(qū)塊的左方緊鄰區(qū)塊時，該目前區(qū)塊(X)的量化交流系數(shù)QFX[v]
＝PQFX[v]
+MPA[v]//QPX，其中QFX[v]
為該目前區(qū)塊(X)的第一行量化交流系數(shù)；當(dāng)該預(yù)測區(qū)塊是為該目前區(qū)塊的上方緊鄰區(qū)塊時，該目前區(qū)塊(X)的量化交流系數(shù)QFX
[u]＝PQFX
[u]+MPC[u]//QPX，其中QFX
[u]為該目前區(qū)塊(X)的第一列量化交流系數(shù)；而且PQFX[v]
與PQFX
[u]是為該目前區(qū)塊的前級解碼過程中所產(chǎn)生的逆向掃描運(yùn)算結(jié)果，并且“//”表示四舍五入的整數(shù)除法。此外視頻譯碼裝置600另包含有一飽和運(yùn)算器618，電連接于加法器616，用來將該和數(shù)QFX[v]
或QFX
[u]轉(zhuǎn)換為該目前區(qū)塊的量化交流系數(shù)QFX[v][u]。
關(guān)于步驟50以及視頻譯碼裝置600相關(guān)說明所提到的先前乘積的產(chǎn)生另補(bǔ)充說明如下。視頻譯碼裝置600另包含有一乘法器630，電連接于飽和運(yùn)算器618，用來將該目前區(qū)塊(X)的量化交流系數(shù)QFX[v][u]乘以該目前區(qū)塊的量子化比率QPX，以對應(yīng)于該目前區(qū)塊的至少一量化交流系數(shù)QFX[v]
和QFX
[u]中的每一量化交流系數(shù)產(chǎn)生一目前乘積MPX[v]
＝QFX[v]
*QPX(于本實(shí)施例中v＝1-7)或MPX
[u]＝QFX
[u]*QPX(于本實(shí)施例中u＝1-7)。其中該目前乘積MPX[v]
和MPX
[u]是儲存于該儲存裝置以作為該畫面的其它區(qū)塊的預(yù)測依據(jù)。因此一旦完成該畫面中最初被譯碼的區(qū)塊所對應(yīng)的乘積MPX[v]
和MPX
[u]的儲存，在后續(xù)的區(qū)塊的解碼過程中便可以開始讀取該等被儲存的先前乘積MPX[v]
或MPX
[u]。而該畫面中最初被解碼的區(qū)塊(畫面中最左上角的區(qū)塊)則依據(jù)步驟53所設(shè)定的邊界條件得以完成譯碼。
關(guān)于圖1的逆向量子化單元144內(nèi)部運(yùn)算順序的重新安排另說明如下。請參閱圖7，圖7為本發(fā)明的逆向量子化單元700的方塊示意圖。逆向量子化單元700包含有一逆向量子化運(yùn)算器(Inverse Quantizer)710，用來進(jìn)行逆向量子化運(yùn)算，一飽和運(yùn)算器(Saturator)762，電連接于逆向量子化運(yùn)算器710，用來進(jìn)行飽和運(yùn)算，與一吻合控制(Mismatch Control)器764，電連接于飽和運(yùn)算器762，用來進(jìn)行吻合控制。如圖7所示，該等量化交流系數(shù)QF[v][u](如圖6所示的量化交流系數(shù)QFx[v][u])經(jīng)譯碼輸入端712輸入逆向量子化單元700后，經(jīng)過逆向量子化運(yùn)算器710、飽和運(yùn)算器762、與吻合控制器764的處理，依序被轉(zhuǎn)換為第二級中間系數(shù)F”[v][u]、第一級中間系數(shù)F’[v][u]、與離散余弦轉(zhuǎn)換系數(shù)F[v][u]。其中逆向量子化運(yùn)算器710系包含有前述的乘法器630，而飽和運(yùn)算器762與吻合控制器764是為公知組件。以下將按照動態(tài)影像專家團(tuán)體第四型(MPEG4，Moving PictureCoding Experts Group/IV)規(guī)格的第一量子化方法與第二量子化方法的區(qū)分來說明逆向量子化運(yùn)算器710的運(yùn)算順序。
第一量子化方法在公知技術(shù)中，將量化交流系數(shù)QF[v][u]轉(zhuǎn)換為第二級中間系數(shù)F”[v][u]的方程式如下 其中 且函數(shù)Sign(x)定義為， 其中公知的權(quán)值矩陣W[w][v][u]的索引w＝0或1。當(dāng)一畫面中正在譯碼的宏區(qū)塊(macroblock)是為一內(nèi)編碼(intra)宏區(qū)塊時，上式的權(quán)值矩陣W[w][v][u]是為權(quán)值矩陣W
[v][u]；當(dāng)該正在譯碼之宏區(qū)塊是為一非內(nèi)編碼(non-intra)宏區(qū)塊時，上式的權(quán)值矩陣W[w][v][u]是為權(quán)值矩陣W[1][v][u]。將上式中之量子化比率QP與第一項(xiàng)(2×QF[v][u]+k)相乘并且展開，得
其中 由于本發(fā)明所提供的逆向量子化運(yùn)算器710是預(yù)先計算乘積MP[v][u]＝QF[v][u]*QP，因此上式可以改寫為 其中 其中乘積MP[v][u]＝QF[v][u]*QP，是在逆向量子化運(yùn)算器710進(jìn)行第二級中間系數(shù)F”[v][u]的計算之前已由前述之乘法器630完成計算。
第二量子化方法在公知技術(shù)中，將量化交流系數(shù)QF[v][u]轉(zhuǎn)換為第二級中間系數(shù)F”[v][u]的運(yùn)算方程式如下 F″[v][u]＝Sign(QF[v][u]×|F″[v][u]|)將上式中之量子化比率QP與第一項(xiàng)(2×|QF[v][u]|+1)相乘并且展開，得 F″[v][u]＝Sign(QF[v][u]]×|F″[v][u]|)將上式重新整理得
F″[v][u]＝Sign(QF[v][u]×|F″[v][u]|)由于本發(fā)明所提供的逆向量子化運(yùn)算器710是預(yù)先計算乘積MP[v][u]＝QF[v][u]*QP，因此上式可以改寫為 F″[v][u]＝Sign(QF[v][u]×|F″[v][u]|)其中乘積MP[v][u]＝QF[v][u]*QP，是在逆向量子化運(yùn)算器710進(jìn)行第二級中間系數(shù)F”[v][u]的計算之前已由前述的乘法器630完成計算。
由上述可知，不論按照動態(tài)影像專家團(tuán)體第四型規(guī)格的第一量子化方法或第二量子化方法的區(qū)分，該等乘積MP[v][u](如前述的先前乘積MPA或MPC，前述的至少一先前乘積是為乘積MP[v][u]的子集合)皆為本發(fā)明的逆向量子化運(yùn)算器710的運(yùn)算過程所需，因此不會額外增加其運(yùn)算量，同時也達(dá)到本發(fā)明的目的--減少圖1的逆向直流與交流預(yù)測單元143的運(yùn)算量。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，圖5與圖6所示的方法與相關(guān)裝置可以使用一管線式運(yùn)算電路(pipeline-based circuit)進(jìn)行管線式運(yùn)算。在該另一實(shí)施例中，當(dāng)該預(yù)測區(qū)塊是為該目前區(qū)塊的左方緊鄰區(qū)塊時，該內(nèi)存是為該管線式運(yùn)算電路的緩存器，以便于在完成該目前區(qū)塊的左方緊鄰區(qū)塊的解碼后，該左方緊鄰區(qū)塊的先前乘積可以暫存于該緩存器，作為該目前區(qū)塊的量化交流系數(shù)計算的依據(jù)。如此就不需要將該左方緊鄰區(qū)塊的先前乘積儲存至外部內(nèi)存，得以節(jié)省儲存與讀取該等先前乘積的時間。
相較于公知技術(shù)，本發(fā)明的視頻譯碼方法及裝置提供目前區(qū)塊的較佳的運(yùn)算順序，因此能減少其所對應(yīng)的譯碼過程的運(yùn)算次數(shù)以及運(yùn)算時間，以增進(jìn)該解碼過程的效能。
本發(fā)明的另一好處是，本發(fā)明的視頻譯碼方法及裝置的較佳的運(yùn)算順序所引用的先前乘積是為該等先前乘積所對應(yīng)的預(yù)測區(qū)塊的譯碼過程所需，因此不會額外增加譯碼過程的運(yùn)算次數(shù)以及運(yùn)算時間。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種視頻譯碼方法，用來進(jìn)行畫面的目前區(qū)塊的預(yù)測，該方法包含有將至少一先前乘積儲存于內(nèi)存，其中該先前乘積是對應(yīng)于該畫面的多個區(qū)塊中的一區(qū)塊，該先前乘積是為該區(qū)塊的一量化交流系數(shù)與該區(qū)塊的量子化比率的乘積；從該等多個區(qū)塊中決定一預(yù)測區(qū)塊；從該內(nèi)存中讀取對應(yīng)于該預(yù)測區(qū)塊的至少一先前乘積；以及以該至少一被讀取的先前乘積計算該目前區(qū)塊的至少一量化交流系數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中每一量化交流系數(shù)是為透過量子化運(yùn)算所對應(yīng)的離散余弦轉(zhuǎn)換系數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該至少一先前乘積中的每一先前乘積是在其所對應(yīng)的區(qū)塊的逆向量子化運(yùn)算過程中所產(chǎn)生。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中每一量化交流系數(shù)是為對應(yīng)于索引v、u的量化交流系數(shù)QF[v][u]，并且該量子化比率是為該量子化比率QP，該方法另包含有在該逆向量子化運(yùn)算過程中，利用下列運(yùn)算方程式其中之一將量化交流系數(shù)QF[v][u]轉(zhuǎn)換為第二級中間系數(shù)F”[v][u](a)第一量子化方法 其中 其中權(quán)值矩陣W[w][v][u]的索引w＝0或1，分別對應(yīng)于內(nèi)編碼區(qū)塊與非內(nèi)編碼區(qū)塊；以及(b)第二量子化方法 F″[v][u]＝Sign(QF[v][u]×|F″[v][u]|)其中乘積MP[v][u]＝QF[v][u]*QP，并且該至少一先前乘積是為乘積MP[v][u]的子集合。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中當(dāng)所決定的預(yù)測區(qū)塊位于該畫面所對應(yīng)的視頻對象平面或視頻封包的邊界之外時，無需從該內(nèi)存中讀取該預(yù)測區(qū)塊的至少一先前乘積，直接將該目前區(qū)塊的量化交流系數(shù)的預(yù)測項(xiàng)重置為零，以計算該目前區(qū)塊的量化交流系數(shù)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該預(yù)測區(qū)塊是為該目前區(qū)塊的左方緊鄰區(qū)塊或上方緊鄰區(qū)塊。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中當(dāng)該預(yù)測區(qū)塊是為該目前區(qū)塊的左方緊鄰區(qū)塊時，該內(nèi)存是為一管線式運(yùn)算電路的緩存器。
8.如權(quán)利要求1所述的方法， 其中每一量化交流系數(shù)是為對應(yīng)于索引v、u的量化交流系數(shù)QF[v][u]，并且該量子化比率是為該量子化比率QP。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中當(dāng)該預(yù)測區(qū)塊是為該目前區(qū)塊的左方緊鄰區(qū)塊(A)時，該至少一被讀取的先前乘積是為對應(yīng)于該左方緊鄰區(qū)塊的乘積MPA[v]＝QFA[v]
*QPA，其中QFA[v]
為該左方緊鄰區(qū)塊(A)的第一行量化交流系數(shù)且QPA為該左方緊鄰區(qū)塊(A)的量子化比率；當(dāng)該預(yù)測區(qū)塊是為該目前區(qū)塊的上方緊鄰區(qū)塊(C)時，該至少一被讀取的先前乘積是為對應(yīng)于該上方緊鄰區(qū)塊的乘積MPC[u]＝QFC
[u]*QPC，其中QFC
[u]為該上方緊鄰區(qū)塊(C)的第一列量化交流系數(shù)且QPC為該上方緊鄰區(qū)塊(C)的量子化比率。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中當(dāng)該預(yù)測區(qū)塊是為該目前區(qū)塊的左方緊鄰區(qū)塊時，該目前區(qū)塊(X)的量化交流系數(shù)QFX[v]
＝PQFX[v]
+MPA[v]//QPX，其中QFX[v]
為該目前區(qū)塊(X)的第一行量化交流系數(shù)；當(dāng)該預(yù)測區(qū)塊是為該目前區(qū)塊的上方緊鄰區(qū)塊時，該目前區(qū)塊(X)的量化交流系數(shù)QFX
[u]＝PQFX
[u]+MPC[u]//QPX，其中QFX
[u]為該目前區(qū)塊(X)的第一列量化交流系數(shù)；而且QPX為該目前區(qū)塊的量子化比率，PQFX[v]
與PQFX
[u]是為該目前區(qū)塊的前級解碼過程中所產(chǎn)生的逆向掃描運(yùn)算結(jié)果，并且“//”表示四舍五入的整數(shù)除法。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中該計算步驟是為以該至少一被讀取的先前乘積MPA[v]或MPC[u]計算該目前區(qū)塊的至少一第一行量化交流系數(shù)QFX[v]
或至少一第一列量化交流系數(shù)QFX
[u]；該方法另包含有進(jìn)行量化交流系數(shù)QF[v][u]的飽和運(yùn)算，使該目前區(qū)塊的量化交流系數(shù)QF[v][u]能被飽和限制在預(yù)定的數(shù)值區(qū)間。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該計算步驟是為以該至少一被讀取的先前乘積計算該目前區(qū)塊的至少一第一行量化交流系數(shù)或至少一第一列量化交流系數(shù)；該方法另包含有進(jìn)行量化交流系數(shù)的飽和運(yùn)算，使該目前區(qū)塊的量化交流系數(shù)能被飽和限制在一預(yù)定的數(shù)值區(qū)間。
13.一種視頻譯碼裝置，用來進(jìn)行一畫面的目前區(qū)塊的預(yù)測，該裝置包含有儲存裝置，用來儲存至少一先前乘積，其中該先前乘積是對應(yīng)于該畫面的多個區(qū)塊中的一區(qū)塊，該先前乘積是為該區(qū)塊的量化交流系數(shù)與該區(qū)塊的量子化比率的乘積；除法器，電連接于該儲存裝置，用來讀取該等多個區(qū)塊中的一預(yù)測區(qū)塊的至少一先前乘積，以及讀取該目前區(qū)塊的量子化比率，并且將該預(yù)測區(qū)塊的至少一先前乘積除以該目前區(qū)塊的量子化比率，以對應(yīng)于該至少一先前乘積當(dāng)中的每一先前乘積產(chǎn)生一商數(shù)與一余數(shù)；進(jìn)位器，電連接于該除法器，用來根據(jù)該商數(shù)與該余數(shù)將該商數(shù)轉(zhuǎn)換為整數(shù)化商數(shù)；以及加法器，電連接于該進(jìn)位器，用來將該整數(shù)化商數(shù)與該目前區(qū)塊的前級解碼過程中所產(chǎn)生的逆向掃描運(yùn)算結(jié)果相加，以產(chǎn)生一和數(shù)；其中該和數(shù)是為該目前區(qū)塊的第一行量化交流系數(shù)或第一列量化交流系數(shù)。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中每一量化交流系數(shù)是為對應(yīng)于索引v、u的量化交流系數(shù)QF[v][u]，并且該量子化比率是為該量子化比率QP。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中當(dāng)該預(yù)測區(qū)塊是為該目前區(qū)塊的左方緊鄰區(qū)塊(A)時，該至少一被該除法器讀取之先前乘積是為對應(yīng)于該左方緊鄰區(qū)塊的乘積MPA[v]＝QFA[v]
*QPA，其中QFA[v]
為該左方緊鄰區(qū)塊(A)的第一行量化交流系數(shù)且QPA為該左方緊鄰區(qū)塊(A)的量子化比率；當(dāng)該預(yù)測區(qū)塊是為該目前區(qū)塊的上方緊鄰區(qū)塊(C)時，該至少一被該除法器讀取的先前乘積是為對應(yīng)于該上方緊鄰區(qū)塊的乘積MPC[u]＝QFC
[u]*QPC，其中QFC
[u]為該上方緊鄰區(qū)塊(C)的第一列量化交流系數(shù)且QPC為該上方緊鄰區(qū)塊(C)的量子化比率。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中當(dāng)該預(yù)測區(qū)塊是為該目前區(qū)塊的左方緊鄰區(qū)塊時，該目前區(qū)塊(X)的量化交流系數(shù)QFX[v]
＝PQFX[v]
+MPA[v]//QPX，其中QFX[v]
為該目前區(qū)塊(X)的第一行量化交流系數(shù)；當(dāng)該預(yù)測區(qū)塊是為該目前區(qū)塊的上方緊鄰區(qū)塊時，該目前區(qū)塊(X)的量化交流系數(shù)QFX
[u]＝PQFX
[u]+MPC[u]//QPX，其中QFX
[u]為該目前區(qū)塊(X)的第一列量化交流系數(shù)；而且QPX為該目前區(qū)塊的量子化比率，PQFX[v]
與PQFX
[u]是為該目前區(qū)塊的前級解碼過程中所產(chǎn)生的逆向掃描運(yùn)算結(jié)果，并且“//”表示四舍五入的整數(shù)除法。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，該裝置另包含有飽和運(yùn)算器，電連接于該加法器，用來將該和數(shù)QFX[v]
或QFX
[u]飽和限制(saturate)在一預(yù)定的數(shù)值區(qū)間。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，該裝置另包含有乘法器，電連接于該飽和運(yùn)算器，用來將該目前區(qū)塊(X)的量化交流系數(shù)QFX[v][u]乘以該目前區(qū)塊的量子化比率QPX，以對應(yīng)于該目前區(qū)塊的至少一量化交流系數(shù)QFX[v]
和QFX
[u]中的每一量化交流系數(shù)產(chǎn)生目前乘積MPX[v]
＝QFX[v]
*QPX或MPX
[u]＝QFX
[u]*QPX；其中該目前乘積MPX[v]
和MPX
[u]是儲存于該儲存裝置以作為該畫面的其它區(qū)塊的預(yù)測依據(jù)。
19.如權(quán)利要求13所述的裝置，該裝置另包含有飽和運(yùn)算器，電連接于該加法器，用來將該和數(shù)飽和限制在一預(yù)定的數(shù)值區(qū)間。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，該裝置另包含有乘法器，電連接于該飽和運(yùn)算器，用來將該目前區(qū)塊的量化交流系數(shù)乘以該目前區(qū)塊的量子化比率，以對應(yīng)于該目前區(qū)塊的至少一量化交流系數(shù)中的每一量化交流系數(shù)產(chǎn)生一目前乘積；其中該目前乘積是儲存于該儲存裝置以作為該畫面的其它區(qū)塊的預(yù)測依據(jù)。
全文摘要
一種視頻預(yù)測性譯碼方法及相關(guān)裝置，用來進(jìn)行畫面的目前區(qū)塊的預(yù)測。該方法具有將至少一先前乘積儲存于內(nèi)存，其中該先前乘積是對應(yīng)于該畫面的多個區(qū)塊中的一區(qū)塊，該先前乘積是為該區(qū)塊的量化交流系數(shù)(quantizedAC coefficient)與該區(qū)塊的量子化比率(quantization scale)的乘積。該方法另具有自該等多個區(qū)塊中決定一預(yù)測區(qū)塊，并且自該內(nèi)存中讀取對應(yīng)于該預(yù)測區(qū)塊的至少一先前乘積，以及以該至少一被讀取的先前乘積計算該目前區(qū)塊的至少一量化交流系數(shù)。
文檔編號H04N7/32GK1604652SQ03139098
公開日2005年4月6日 申請日期2003年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月30日
發(fā)明者朱啟誠 申請人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司