專利名稱：預(yù)編碼碼表優(yōu)化方法與預(yù)編碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及音視頻編解碼領(lǐng)域，特別涉及一種預(yù)編碼碼表優(yōu)化方法與預(yù)編碼方法。
背景技術(shù)：
AVS標(biāo)準(zhǔn)是由中國信息產(chǎn)業(yè)部成立的“數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作組”提出的我國自主制定的數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)是數(shù)字電視、寬帶網(wǎng)絡(luò)流媒體、移動多媒體通信、激光視盤等多媒體產(chǎn)業(yè)的共性基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)非常先進(jìn)，其編碼效率比現(xiàn)有的 MPEG2標(biāo)準(zhǔn)高2-3倍，與H. 264/AVC標(biāo)準(zhǔn)相比在編碼效率上相當(dāng)，但技術(shù)實現(xiàn)方案更加簡潔。 2006年初信息產(chǎn)業(yè)部正式批準(zhǔn)通過了 AVS成為音視頻領(lǐng)域的國家標(biāo)準(zhǔn)，具有良好的市場前景和研究價值。在采用AVS標(biāo)準(zhǔn)做音視頻編解碼的過程中，預(yù)測編碼是減少音視頻信號中時域冗余的一種典型方法，有利于在有限帶寬的條件下傳輸大量的音視頻數(shù)據(jù)。預(yù)測編碼的實現(xiàn)方式被稱為預(yù)測模式，所述預(yù)測模式又分為幀內(nèi)預(yù)測模式和幀間預(yù)測模式。這些預(yù)測模式在實際使用時存在多種可選擇的類型，例如，幀內(nèi)預(yù)測8x8亮度塊時可采用^tra_8x8_ Veritical、Intra_8x8_Horizontal、Intra_8x8_DC、Intra_8x8_Down_Left 等 5 禾中模式， 而幀內(nèi)預(yù)測 8x8 色度塊時則可采用 Intra_Chroma_DC、Intra_Chroma_Horizontal> Intra_ Chroma_Veritical,Intra_Chroma_Plane等4種預(yù)測模式。由于在預(yù)測編碼過程中所能采用的預(yù)測模式有多種，因此選用何種預(yù)測模式將會影響到最終的編碼效率。在包括AVS標(biāo)準(zhǔn)的第二代視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)中都引入了 RD0(Rate Distortion Optimized，率失真優(yōu)化)的決策準(zhǔn)則來對各種預(yù)測模式進(jìn)行代價計算，從而對選用何種預(yù)測模式加以判斷。RDO策略是在率失真理論的基礎(chǔ)上提出的一種代價函數(shù)方案。它的主要作用是在計算代價函數(shù)的同時考慮碼率和失真度兩方面因素的制約，在保證低失真度的同時保證低碼率，以更有利于視頻流的傳輸。其基本方法就是給每種預(yù)測模式建立一個代價函數(shù)cost = D+XR，該函數(shù)中的D表示預(yù)測數(shù)據(jù)的失真度，λ為拉格朗日常數(shù)，R為編碼預(yù)測數(shù)據(jù)的比特數(shù)。根據(jù)AVS標(biāo)準(zhǔn)制定工作組所提供的參考代碼，在計算R時采用熵編碼的方法，但是并不產(chǎn)生碼流，所以這種計算R的方法又叫預(yù)編碼方法。根據(jù)AVS標(biāo)準(zhǔn)，在預(yù)編碼過程中采用了 2D哥倫布熵編碼方法，這一熵編碼方法需要用到大量的系數(shù)。為了提高效率，現(xiàn)有技術(shù)中通常會利用統(tǒng)計學(xué)規(guī)律將2D哥倫布熵編碼方法中最常出現(xiàn)的系數(shù)組合成19張表格，其中基于hter亮度的碼表共有7張，基于htra 亮度的碼表共有7張，基于色度的碼表共有5張。對所述19張表格的存儲需要大量的存儲資源，而存儲資源被大量占用又必然會影響整個預(yù)編碼過程的執(zhí)行效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中利用表格進(jìn)行預(yù)編碼方法需要占用大量的內(nèi)存資源，且降低預(yù)編碼過程執(zhí)行效率的缺陷，從而提供一種執(zhí)行效率高、內(nèi)存資源占用少的預(yù)編碼碼表優(yōu)化方法和預(yù)編碼方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種預(yù)編碼碼表優(yōu)化方法，用于對預(yù)編碼過程中所涉及的用來表示亮度系數(shù)或色度系數(shù)的碼表進(jìn)行優(yōu)化；該方法包括步驟1)、選取所述的用來表示亮度系數(shù)或色度系數(shù)的碼表中的任意一個，通過熵編碼的哥倫布等級對應(yīng)法則將該碼表與編碼階數(shù)加以對應(yīng)；所述編碼階數(shù)為所述碼表中的碼字做哥倫布編碼后所生成的哥倫布碼的后綴中所含比特的位數(shù)與其前綴中所含比特的位數(shù)之差；所述前綴為所述哥倫布碼中第一個比特數(shù)“ 1”之前的部分，所述后綴為所述哥倫布碼中第一個比特數(shù)“ 1，，之后的部分；步驟2、、根據(jù)所述碼表中的碼字、步驟1)所得到的編碼階數(shù)以及哥倫布碼信息位長度間的關(guān)系將所述碼表中的各個碼字轉(zhuǎn)換為哥倫布碼信息位長度；其中，M = f Ioorlog2 (codenum+2k)M表示哥倫布碼信息位長度，所述哥倫布碼信息位長度為所述哥倫布碼后綴的長度；codenum表示所述碼表中的碼字；k表示編碼階數(shù)；floor表示向下取整；步驟幻、將所述碼表轉(zhuǎn)換為判斷邏輯，其中碼表的查詢條件為所述判斷邏輯的判斷條件，與所述碼表中的查詢結(jié)果碼字所對應(yīng)的哥倫布碼信息位長度為所述判斷邏輯的判斷結(jié)果。上述技術(shù)方案中，在所述的步驟2)中，根據(jù)所述碼表中的碼字、步驟1)所得到的編碼階數(shù)以及哥倫布碼的長度間的關(guān)系將所述碼表中的各個碼字轉(zhuǎn)換為哥倫布碼的長度； 其中，M_stream = 2f Ioorlog2 (codenum+2k) +l~kM_stream表示哥倫布碼的長度；codenum表示所述碼表中的碼字；k表示編碼階數(shù)；floor表示向下取整；在所述的步驟幻中，將與所述碼表中的查詢結(jié)果碼字所對應(yīng)的哥倫布碼的長度作為所述判斷邏輯的判斷結(jié)果。上述技術(shù)方案中，所述的用來表示亮度系數(shù)或色度系數(shù)的碼表為AVS標(biāo)準(zhǔn)中的19 張表，這19張表包括7張基于Inter亮度的碼表，7張基于Intra亮度的碼表以及5張基于色度的碼表；包括VLCO_Intra、VLCl_Intra、VLC2_Intra、VLC3_Intra、VLC4_Intra、VLC5_Intra、 VLC6_Intra、VLC0_Inter、VLCl_Inter、VLC2_Inter、VLC3_Inter、VLC4_Inter、VLC5_Inter、 VLC6_Inter> VLCO_Chroma> VLCl_Chroma> VLC2_Chroma> VLC3_Chroma 禾口 VLC4_Chroma。上述技術(shù)方案中，在所述的步驟1)中，所述的通過熵編碼的哥倫布等級對應(yīng)法則將該碼表與編碼階數(shù)加以對應(yīng)包括VLCO_Inter采用3階指數(shù)哥倫布碼，VLC2_Chroma及 VLC3_Chroma采用1階指數(shù)哥倫布碼，VLCl_Chroma及VLC4_Chroma采用O階指數(shù)哥倫布碼，其他碼表均采用2階指數(shù)哥倫布碼。本發(fā)明還提供了一種預(yù)編碼方法，包括步驟1)、對預(yù)測殘差系數(shù)加以掃描，形成多個(run，level)數(shù)對，其中rim表示預(yù)測殘差系數(shù)中非零系數(shù)前連續(xù)值為零的系數(shù)個數(shù)，level表示一個非零系數(shù)；步驟2、、根據(jù)其中一個所述(run，level)數(shù)對的值調(diào)用根據(jù)權(quán)利要求1_4之一所得到的判斷邏輯中的一個；
步驟幻、將所述(run，level)數(shù)對中的run值與level值作為判斷條件，利用所述判斷邏輯得到判斷結(jié)果。上述技術(shù)方案中，所述判斷結(jié)果為哥倫布碼信息位長度或哥倫布碼的長度；若判斷結(jié)果為哥倫布碼信息位長度，則在所述步驟3)中還包括將哥倫布碼信息位長度轉(zhuǎn)換為哥倫布碼的長度的步驟。上述技術(shù)方案中，在所述的步驟1)中，所述的對預(yù)測殘差系數(shù)加以掃描采用 zig-zag掃描方法。本發(fā)明的優(yōu)點在于1、本發(fā)明將預(yù)編碼過程中原先用到的表格轉(zhuǎn)換為判斷邏輯，使得數(shù)字終端不再需要存儲表格，節(jié)省了大量的內(nèi)存資源。2、根據(jù)本發(fā)明，預(yù)編碼過程不再需要做查表操作，提高了預(yù)編碼操作的執(zhí)行效率。


圖1為本發(fā)明方法的流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明加以說明。根據(jù)AVS標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)編碼過程所要完成的工作是將預(yù)測殘差系數(shù)做zig-zag掃描，形成多個(run，level)數(shù)對，其中rim表示非零系數(shù)前連續(xù)值為零的系數(shù)個數(shù)，level表示一個非零系數(shù)；然后通過調(diào)用并查找前面所提到的19張表格得到(run，level)數(shù)對所對應(yīng)的碼字codenum ；最后對碼字codenum進(jìn)行哥倫布編碼，得到相應(yīng)的用二進(jìn)制數(shù)表示的哥倫布碼。雖然預(yù)編碼過程最后能夠得到預(yù)測殘差系數(shù)經(jīng)編碼后的哥倫布碼，但在實際應(yīng)用中，并不需要哥倫布碼本身的具體內(nèi)容，只要知道該碼的長度(即碼中所包含的比特數(shù))?；谏鲜鲈?，在本發(fā)明中可對預(yù)編碼過程中所用到的19張表格進(jìn)行優(yōu)化，以減少在數(shù)字終端(特別是內(nèi)存資源有限的數(shù)字終端)上所占用的內(nèi)存資源。參考圖1，所述的優(yōu)化包括以下步驟。1、在做所述的優(yōu)化前，首先對預(yù)編碼過程中所要用到的19張表格加以分析。在背景技術(shù)的描述中已經(jīng)提到，所述的19張表格包括有7張基于Inter亮度的碼表，7張基于Intra亮度的碼表以及5張基于色度的碼表，具體的說，這些表格包括VLC0_ Intra、VLCl_Intra、VLC2_Intra、VLC3_Intra、VLC4_Intra、VLC5_Intra、VLC6_Intra、VLC0_ Inter、VLCl_Inter、VLC2_Inter、VLC3_Inter、VLC4_Inter、VLC5_Inter、VLC6_Inter、VLC0_ Chroma、VLCl_Chroma、VLC2_Chroma、VLC3_Chroma 和 VLC4_Chroma。在下面的表 1 中給出了其中VLC3_Inter的示意圖，對于一個殘差系數(shù)，經(jīng)過掃描得到(run，level)數(shù)對后，若所要調(diào)用的表格為VLC3_Inter，則通過下面的表1就可以查找出其所對應(yīng)的碼字codenum。 例如，若一殘差系數(shù)所對應(yīng)的(run，level)數(shù)對為G，2)，則通過表1查找得到的碼字 codenum 為 41。
權(quán)利要求
1.一種預(yù)編碼碼表優(yōu)化方法，用于對預(yù)編碼過程中所涉及的用來表示亮度系數(shù)或色度系數(shù)的碼表進(jìn)行優(yōu)化；該方法包括步驟1)、選取所述的用來表示亮度系數(shù)或色度系數(shù)的碼表中的任意一個，通過熵編碼的哥倫布等級對應(yīng)法則將該碼表與編碼階數(shù)加以對應(yīng)；所述編碼階數(shù)為所述碼表中的碼字做哥倫布編碼后所生成的哥倫布碼的后綴中所含比特的位數(shù)與其前綴中所含比特的位數(shù)之差；所述前綴為所述哥倫布碼中第一個比特數(shù) “ 1，，之前的部分，所述后綴為所述哥倫布碼中第一個比特數(shù)“ 1，，之后的部分；步驟2、、根據(jù)所述碼表中的碼字、步驟1)所得到的編碼階數(shù)以及哥倫布碼信息位長度間的關(guān)系將所述碼表中的各個碼字轉(zhuǎn)換為哥倫布碼信息位長度；其中， M = f Ioorlog2 (codenum+2k)M表示哥倫布碼信息位長度，所述哥倫布碼信息位長度為所述哥倫布碼后綴的長度； codenum表示所述碼表中的碼字；k表示編碼階數(shù)；floor表示向下取整；步驟幻、將所述碼表轉(zhuǎn)換為判斷邏輯，其中碼表的查詢條件為所述判斷邏輯的判斷條件，與所述碼表中的查詢結(jié)果碼字所對應(yīng)的哥倫布碼信息位長度為所述判斷邏輯的判斷結(jié)^ ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)編碼碼表優(yōu)化方法，其特征在于，在所述的步驟幻中，根據(jù)所述碼表中的碼字、步驟1)所得到的編碼階數(shù)以及哥倫布碼的長度間的關(guān)系將所述碼表中的各個碼字轉(zhuǎn)換為哥倫布碼的長度；其中，M_stream = 2f Ioorlog2 (codenum+2k) +1-kM_stream表示哥倫布碼的長度；codenum表示所述碼表中的碼字；k表示編碼階數(shù)； floor表示向下取整；在所述的步驟幻中，將與所述碼表中的查詢結(jié)果碼字所對應(yīng)的哥倫布碼的長度作為所述判斷邏輯的判斷結(jié)果。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的預(yù)編碼碼表優(yōu)化方法，其特征在于，所述的用來表示亮度系數(shù)或色度系數(shù)的碼表為AVS標(biāo)準(zhǔn)中的19張表，這19張表包括7張基于Inter亮度的碼表，7張基于Intra亮度的碼表以及5張基于色度的碼表；包括VLCO_Intra、VLCl_Intra、VLC2_Intra、VLC3_Intra、VLC4_Intra、VLC5_Intra、VLC6_ Intra、VLC0_Inter、VLCl_Inter、VLC2_Inter、VLC3_Inter、VLC4_Inter、VLC5_Inter、VLC6_ Inter、VLCO_Chroma> VLCl_Chroma> VLC2_Chroma> VLC3_Chroma 禾口 VLC4_Chroma。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的預(yù)編碼碼表優(yōu)化方法，其特征在于，在所述的步驟1)中，所述的通過熵編碼的哥倫布等級對應(yīng)法則將該碼表與編碼階數(shù)加以對應(yīng)包括VLC0_Inter采用3階指數(shù)哥倫布碼，VLC2_Chroma及VLC3_Chroma采用1階指數(shù)哥倫布碼，VLCl_Chroma 及VLC4_Chr0ma采用O階指數(shù)哥倫布碼，其他碼表均采用2階指數(shù)哥倫布碼。
5.一種預(yù)編碼方法，包括步驟1)、對預(yù)測殘差系數(shù)加以掃描，形成多個(run，level)數(shù)對，其中rim表示預(yù)測殘差系數(shù)中非零系數(shù)前連續(xù)值為零的系數(shù)個數(shù)，level表示一個非零系數(shù)；步驟幻、根據(jù)其中一個所述(run，level)數(shù)對的值調(diào)用根據(jù)權(quán)利要求1_4之一所得到的判斷邏輯中的一個；步驟3)、將所述(run，level)數(shù)對中的run值與level值作為判斷條件，利用所述判斷邏輯得到判斷結(jié)果。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的預(yù)編碼方法，其特征在于，所述判斷結(jié)果為哥倫布碼信息位長度或哥倫布碼的長度；若判斷結(jié)果為哥倫布碼信息位長度，則在所述步驟幻中還包括將哥倫布碼信息位長度轉(zhuǎn)換為哥倫布碼的長度的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的預(yù)編碼方法，其特征在于，在所述的步驟1)中，所述的對預(yù)測殘差系數(shù)加以掃描采用zig-zag掃描方法。
全文摘要
本發(fā)明提供一種預(yù)編碼碼表優(yōu)化方法，用于對預(yù)編碼過程中所涉及的用來表示亮度系數(shù)或色度系數(shù)的碼表進(jìn)行優(yōu)化；該方法包括選取所述的用來表示亮度系數(shù)或色度系數(shù)的碼表中的任意一個，通過熵編碼的哥倫布等級對應(yīng)法則將該碼表與編碼階數(shù)加以對應(yīng)；根據(jù)所述碼表中的碼字、編碼階數(shù)以及哥倫布碼信息位長度間的關(guān)系將所述碼表中的各個碼字轉(zhuǎn)換為哥倫布碼信息位長度；將所述碼表轉(zhuǎn)換為判斷邏輯，其中碼表的查詢條件為所述判斷邏輯的判斷條件，與所述碼表中的查詢結(jié)果碼字所對應(yīng)的哥倫布碼信息位長度為所述判斷邏輯的判斷結(jié)果。本發(fā)明將預(yù)編碼過程中原先用到的表格轉(zhuǎn)換為判斷邏輯，使得數(shù)字終端不再需要存儲表格，節(jié)省了大量的內(nèi)存資源。
文檔編號H04N7/26GK102413324SQ201010288770
公開日2012年4月11日 申請日期2010年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月20日
發(fā)明者呼大明, 宋益波, 徐國春, 鄧?yán)? 鄭海鷗 申請人:聯(lián)合信源數(shù)字音視頻技術(shù)(北京)有限公司