用于系數(shù)矩形塊的量化和去量化的方法和裝置制造方法
【專利摘要】一種系統(tǒng)包括對(duì)量化的變換系數(shù)的矩形塊執(zhí)行量化的編碼器和對(duì)變換系數(shù)的矩形塊執(zhí)行去量化的解碼器。所述解碼器被配置成接收量化的變換系數(shù)的WxH塊，其中W是所述塊的行寬度并且H是所述塊的列高度。所述解碼器被進(jìn)一步配置成對(duì)量化的變換系數(shù)的WxH塊應(yīng)用去量化處理以生成變換系數(shù)的塊，所述變換系數(shù)被用來生成與量化的變換系數(shù)的WxH塊相對(duì)應(yīng)的圖片。所述去量化處理包括當(dāng)函數(shù)(I)的輸出M等于整數(shù)值時(shí)應(yīng)用第一去量化算法，以及當(dāng)所述輸出M等于非整數(shù)值時(shí)應(yīng)用第二去量化算法。
【專利說明】用于系數(shù)矩形塊的量化和去量化的方法和裝置
[0001]相關(guān)申請(qǐng)
[0002]本申請(qǐng)與來自由摩托羅拉移動(dòng)公司共同擁有本申請(qǐng)的以下美國臨時(shí)專利申請(qǐng)有關(guān)并且根據(jù)美國法典第35條119(e)款要求其權(quán)益:
[0003]2011 年 9 月 8 日提交的、標(biāo)題為“Quantization for Rectangular Transform inHEVC”(代理人案號(hào)n0.CS39197B)的序號(hào)N0.61/502，850，其整個(gè)內(nèi)容通過引用結(jié)合在本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004]本公開一般地涉及數(shù)據(jù)壓縮，并且更特別地涉及用于系數(shù)的矩形塊的量化和去量化的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0005]已經(jīng)出現(xiàn)了對(duì)用于諸如視頻會(huì)議、數(shù)字媒體存儲(chǔ)、電視廣播、互聯(lián)網(wǎng)視頻流送和通信的各種應(yīng)用的視頻媒體的較高壓縮的增長需要。包括圖像或“圖片”的序列的視頻在由編碼器所執(zhí)行的編碼過程期間經(jīng)歷壓縮。編碼過程從視頻產(chǎn)生比特流(在本文中也被稱為比特序列)，所述比特流能夠被存儲(chǔ)或者通過物理介質(zhì)傳送。解碼器執(zhí)行解碼過程以讀取比特流，并且從而，導(dǎo)出視頻的圖片的序列。如本文所使用的，術(shù)語“代碼化(coding)”被用來指的是在編碼過程或解碼過程或兩者期間使用的過程和算法，并且術(shù)語代碼化與術(shù)語編碼和術(shù)語解碼在本文中互換地使用。
[0006]視頻代碼化過程包括多個(gè)算法，其中的一些被適當(dāng)?shù)夭贾贸赏ㄟ^降低在視頻幀內(nèi)和之間的冗余或非重要信息來實(shí)現(xiàn)視頻壓縮。這些算法中的一個(gè)是量化，所述量化涉及將變換系數(shù)值的范圍壓縮成各個(gè)量值以生成被編碼器用來生成視頻的比特流的量化的變換系數(shù)。解碼器去量化經(jīng)量化的變換系數(shù)以再造視頻。當(dāng)前，量化和去量化算法分別針對(duì)系數(shù)(例如，變換系數(shù)和量化的變換系數(shù))的方形塊被優(yōu)化。
[0007]然而，存在對(duì)用于系數(shù)的矩形塊的量化和去量化的方法和裝置的需要。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]附圖連同以下【具體實(shí)施方式】一起被并入且形成本說明書的一部分，并且用來進(jìn)一步圖示包括所要求保護(hù)的發(fā)明的構(gòu)思的實(shí)施例，以及解釋那些實(shí)施例的各種原理和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中相同的附圖標(biāo)記遍及各個(gè)視圖指代相同的或功能上類似的元素。
[0009]圖1是依據(jù)實(shí)施例實(shí)現(xiàn)系數(shù)的矩形塊的量化和去量化的編碼器和解碼器的簡化框圖。
[0010]圖2是依據(jù)實(shí)施例用于變換系數(shù)的矩形塊的量化的方法的流程圖。
[0011]圖3是依據(jù)實(shí)施例用于量化的變換系數(shù)的矩形塊的去量化的方法的流程圖。
[0012]圖4是依據(jù)實(shí)施例用于變換系數(shù)的矩形塊的量化的方法的流程圖。
[0013]圖5是依據(jù)實(shí)施例用于量化的變換系數(shù)的矩形塊的去量化的方法的流程圖。[0014]技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)，圖中的元素是為了簡單和清楚而圖示的并且不一定按比例繪制。例如，圖中元素中的一些的尺寸相對(duì)于其它元素可以被放大以幫助提高對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的理解。
[0015]已經(jīng)在適當(dāng)?shù)牡胤酵ㄟ^附圖中的常規(guī)符號(hào)表示了裝置和方法組件，附圖僅示出了與理解本發(fā)明的實(shí)施例有關(guān)的那些特定細(xì)節(jié)以便不使本公開與對(duì)于受益于本文的描述的本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言將是容易顯而易見的細(xì)節(jié)相混淆。
【具體實(shí)施方式】
[0016]一般來說，依照各種實(shí)施例，本公開提供了用于系數(shù)的矩形塊的量化和去量化的方法和裝置。例如，用于對(duì)量化的變換系數(shù)的矩形塊執(zhí)行去量化的方法包括:接收量化的變換系數(shù)的WxH塊，其中W是塊的行寬度并且H是塊的列高度；以及對(duì)量化的變換系數(shù)的WxH塊應(yīng)用去量化處理以生成變換系數(shù)的塊，所述變換系數(shù)的塊被用來生成與量化的變換系數(shù)
的WxH塊相對(duì)應(yīng)的圖片。去量化處理包括:當(dāng)函數(shù)M = 1g2(VF^T/)的輸出M等于整數(shù)值
時(shí)，應(yīng)用第一去量化算法；以及當(dāng)輸出M等于非整數(shù)值時(shí)，應(yīng)用第二去量化算法。
[0017]用于對(duì)變換系數(shù)的矩形塊執(zhí)行量化的方法包括接收從圖片生成的變換系數(shù)的WxH塊，其中W是塊的行寬度并且H是塊的列高度；以及對(duì)變換系數(shù)的WxH塊應(yīng)用量化處理以生成用來生成比特序列的量化的變換系數(shù)的塊，所述比特序列被用來重建圖片。量化處理包
括:當(dāng)函數(shù)Af = 1g2Φ' H)的輸出M等于整數(shù)值時(shí)，應(yīng)用第一量化算法；以及當(dāng)輸出M等
于非整數(shù)值時(shí)，應(yīng)用第二量化算法。在實(shí)施例中，用于執(zhí)行量化的方法進(jìn)一步包括:當(dāng)輸出M等于整數(shù)值時(shí)，確定是否使用第一組常數(shù)來執(zhí)行所述量化的變換系數(shù)的熵代碼化，否則確定是否使用第二組常數(shù)來執(zhí)行所述量化的變換系數(shù)的熵代碼化。
[0018]一種系統(tǒng)，包括:具有去量化器塊的解碼器和具有量化器塊的編碼器。去量化器塊被配置成接收量化的變換系數(shù)的第一 WxH塊，其中W是塊的行寬度并且H是塊的列高度；以及對(duì)量化的變換系數(shù)的第一塊應(yīng)用去量化處理以生成變換系數(shù)的第一塊，所述變換系數(shù)的第一塊被用來生成與量化的變換系數(shù)的第一 WxH塊相對(duì)應(yīng)的第一圖片。去量化處理包括:
當(dāng)函數(shù)M = 1g2(V^ZZ)的輸出M等于整數(shù)值時(shí)，應(yīng)用第一去量化算法；以及當(dāng)輸出M等于
非整數(shù)值時(shí)，應(yīng)用第二去量化算法。
[0019]在實(shí)施例中，去量化塊進(jìn)一步被配置成:使用第一映射表來計(jì)算第一組常數(shù)，同時(shí)應(yīng)用第一去量化算法，其中第一組常數(shù)在去量化函數(shù)內(nèi)被用來從量化的變換系數(shù)的第一塊生成變換系數(shù)的第一塊；以及使用第二映射表來計(jì)算第二組常數(shù)，同時(shí)應(yīng)用第二去量化算法，其中第二組常數(shù)在去量化函數(shù)內(nèi)被用來從量化的變換系數(shù)的第一塊生成變換系數(shù)的第一塊。在替換的實(shí)施例中，去量化塊進(jìn)一步被配置成:使用第一映射表來計(jì)算第一組常數(shù)，同時(shí)應(yīng)用第一去量化算法，其中第一組常數(shù)在去量化函數(shù)內(nèi)被用來從量化的變換系數(shù)的第一塊生成變換系數(shù)的第一塊；以及使用移位的第一映射表來計(jì)算第二組常數(shù)，同時(shí)應(yīng)用第二去量化算法，其中第二組常數(shù)在去量化函數(shù)內(nèi)被用來從量化的變換系數(shù)的第一塊生成變換系數(shù)的第一塊。
[0020]系統(tǒng)的量化器塊被配置成接收從第二圖片生成的變換系數(shù)的第二 WxH塊，其中W是變換系數(shù)的第二塊的行寬度并且H是變換系數(shù)的第二塊的列高度；以及對(duì)變換系數(shù)的第二塊應(yīng)用量化處理以生成用來生成比特序列的量化的變換系數(shù)的第二塊，所述比特序列被用來重建第二圖片。量化處理包括:當(dāng)函數(shù)M= 1g2( V W-H)的輸出M等于整數(shù)值時(shí)，應(yīng)用第一量化算法；以及當(dāng)輸出M等于非整數(shù)值時(shí)，應(yīng)用第二量化算法。
[0021]現(xiàn)參考附圖，并且尤其是圖1，依據(jù)一些實(shí)施例實(shí)現(xiàn)用于系數(shù)的矩形塊的量化和去量化的方法的編碼器的說明性簡化框圖被示出并且一般地在100處被指示。編碼器100包括變換塊102、量化器塊104、熵代碼化塊106、去量化器塊108、逆變換塊110、環(huán)路濾波器
112、空間預(yù)測塊114、參考緩沖器116、時(shí)間預(yù)測塊118以及開關(guān)120。
[0022]在實(shí)施例中，編碼器100是HEVC編碼器，并且從而被配置成依照高效率視頻代碼化(HEVC)草案標(biāo)準(zhǔn)(還被稱為H.265和MPEG-H部分2)操作。例如，編碼器執(zhí)行與HEVC草案標(biāo)準(zhǔn)或尚未公布的將來的HEVC標(biāo)準(zhǔn)(共同地在此被稱為HEVC、HEVC標(biāo)準(zhǔn)或HEVC規(guī)范)的至少部分兼容的數(shù)據(jù)(例如，視頻數(shù)據(jù))處理。然而，在替代實(shí)施例中，編碼器100實(shí)現(xiàn)與其它標(biāo)準(zhǔn)或?qū)Ｓ妹襟w壓縮技術(shù)相兼容的數(shù)據(jù)(例如，視頻、音頻或其它媒體)處理。而且，編碼器100的框圖是“簡化的”因?yàn)樗鼉H示出了理解本教導(dǎo)的實(shí)施例所必需的那些塊。為了易于圖示，商業(yè)編碼器實(shí)施例的其它元素被省略。
[0023]變換塊102、量化器塊104、熵代碼化塊106、去量化器塊108、逆變換塊110、空間預(yù)測塊114以及時(shí)間預(yù)測塊118表示被編碼器110用來執(zhí)行其功能性的不同算法，所述功能性包括相對(duì)于本教導(dǎo)所描述的功能性，例如如通過參考剩余的圖2-5在下面所描述的那樣。在這個(gè)上下文中使用的“塊”包括由硬件設(shè)備執(zhí)行的功能性的邏輯表示。
[0024]在一個(gè)實(shí)施例中，算法102_110、114以及118和環(huán)路濾波器112、參考緩沖器116以及開關(guān)120用硬件被完全實(shí)現(xiàn)在集成電路芯片上。在替換的實(shí)施例中，算法102-110、114以及118作為軟件或固件代碼被存儲(chǔ)在適合的存儲(chǔ)設(shè)備(B卩，存儲(chǔ)器)上，并且編碼器用硬件被部分地實(shí)現(xiàn)為被編程為運(yùn)行在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的算法的處理設(shè)備。如本文所使用的，“算法”表示在編碼器100或解碼器的功能塊(例如，102-110和114)內(nèi)執(zhí)行的處理中的全部或一部分。然而，“功能”意指任何等式或公式。
[0025]HEVC是基于塊的混合空間和時(shí)間預(yù)測代碼化方案。在HEVC中，輸入圖片被首先劃分成被定義為最大代碼化單元(LCU)的方形塊。如在這個(gè)上下文中所使用的(如與圖像處理有關(guān))，取決于塊的特定類型和塊已經(jīng)歷的處理，“塊”被定義為諸如像素、變換系數(shù)、量化的變換系數(shù)等的元素或樣本的二維陣列或矩陣。同樣地，術(shù)語塊、陣列以及矩陣在本文中可互換地使用。不像其中基本代碼化單元是16x16個(gè)像素的宏塊(MB)的其它視頻代碼化標(biāo)準(zhǔn)，在HEVC中，基本代碼化單元⑶能夠和128x128個(gè)像素一樣大，這在編碼過程期間提供較大靈活性以使壓縮和預(yù)測適應(yīng)于圖像特性。
[0026]在HEVC中，LCU能夠被劃分(即，分開或者分割)成定義為代碼化單元(CU)的四個(gè)方形塊，每個(gè)為LCU的四分之一大小。每個(gè)CU能夠進(jìn)一步被分成四個(gè)較小的CU，每個(gè)為CU的四分之一大小。能夠重復(fù)分裂過程直到滿足特定準(zhǔn)則為止，所述特定準(zhǔn)則諸如深度級(jí)或速率失真(RD)準(zhǔn)則。例如，給出最低RD成本的分割被選擇為用于LCU的分割。因此，在HEVC中，CU定義圖片到多個(gè)區(qū)的分割，并且CU替換宏塊結(jié)構(gòu)且包含定義為在下面更詳細(xì)地描述的預(yù)測單元(PU)和變換單元(TU)的一個(gè)或數(shù)個(gè)塊。
[0027]HEVC使用象限樹數(shù)據(jù)表示來描述LCU分割，其是LCU如何被分成CU。具體地，在象限樹的每個(gè)節(jié)點(diǎn)處，如果節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步被分成四個(gè)子節(jié)點(diǎn)，則比特“I”被分配，否則比特“O”被分配。二元數(shù)據(jù)的象限樹表示連同CU—起被代碼化并且作為開銷發(fā)射，以便在解碼過程中使用。在象限樹的每個(gè)葉處，具有2LX2L(其中2L等于最后CU的行寬度和列高度兩者)的尺寸的最后⑶能夠處理四個(gè)可能的塊尺寸中的一個(gè)，其中2Lx2L、2LxL、Lx2L以及LxL在每個(gè)CU模式內(nèi)部的塊尺寸被定義為預(yù)測單元(PU)。因此，最大大小等于CU大小，并且其它容許的PU大小取決于預(yù)測類型，即，幀內(nèi)預(yù)測或幀間預(yù)測。
[0028]預(yù)測單元在本文中被定義為在代碼化過程期間用于預(yù)測的元素單元。在CU級(jí)別，幀內(nèi)(空間)或幀間(時(shí)間)預(yù)測被控制器選擇用于編碼器(在圖1中未示出)，所述編碼器將控制信號(hào)提供給(圖1的)開關(guān)120以指示所選擇的預(yù)測的類型。所選擇的預(yù)測類型然后被應(yīng)用于CU內(nèi)的所有PU。指示代碼化模式(即，幀內(nèi)模式或幀間模式)和用于幀內(nèi)模式的幀內(nèi)預(yù)測方向的數(shù)據(jù)在比特流中伴隨用于存儲(chǔ)或傳輸?shù)囊曨l數(shù)據(jù)到解碼器。此外，例如，經(jīng)由編碼器的控制器(未示出)，代碼化模式和幀內(nèi)預(yù)測方向數(shù)據(jù)對(duì)于編碼(和解碼)算法而言是可訪問的。
[0029]更特別地，HEVC支持幀內(nèi)圖片(即，I圖片或幀)和幀間圖片(例如，B和P圖片或幀)。幀內(nèi)圖片在沒有參考任何其它圖片的情況下被獨(dú)立地代碼化，并且從而，提供其中解碼能夠開始的可能點(diǎn)。從而，僅空間預(yù)測被允許在幀內(nèi)圖片內(nèi)部幀內(nèi)代碼化cu(通過代碼化對(duì)應(yīng)的TU)。如本文所使用的，幀內(nèi)代碼化(或在幀內(nèi)模式下代碼化)意指塊使用幀內(nèi)(空間)預(yù)測算法(例如，圖1的114)的代碼化，其中空間預(yù)測利用圖片內(nèi)的空間相關(guān)來降低表示圖片所必需的傳輸數(shù)據(jù)的量。被幀內(nèi)代碼化的塊在本文中被稱為幀內(nèi)塊。預(yù)測模式定義了用于從先前編碼的數(shù)據(jù)(即，要么空間要么時(shí)間)生成信號(hào)的方法，其最小化預(yù)測與原始之間的殘差。
[0030]通過對(duì)照，幀間圖片使用幀間預(yù)測被代碼化，所述幀間預(yù)測是從除當(dāng)前圖片以外的參考圖片的數(shù)據(jù)元素導(dǎo)出的預(yù)測。在本文中被定義為塊使用時(shí)間(幀間)預(yù)測算法(例如，圖1的118)的代碼化的幀間代碼化(或在幀間模式下代碼化)提供大部分視頻壓縮。這是因?yàn)樵趲g代碼化的情況下，通過使用時(shí)間預(yù)測算法從圖片中提取運(yùn)動(dòng)信息來僅代碼化圖片與時(shí)間參考之間的差異。時(shí)間參考是先前代碼化的幀內(nèi)或幀間圖片。幀間圖片支持幀內(nèi)預(yù)測和幀間預(yù)測兩者。被幀間代碼化的塊在本文中被稱為幀間塊。
[0031]如上面所暗示的，CU能夠被空間上代碼化(在幀內(nèi)模式下)或者時(shí)間上預(yù)測性代碼化(在幀間模式下)。如果CU在幀內(nèi)模式下被代碼化，則CU的每個(gè)PU能夠具有它自己的空間預(yù)測方向。如果CU在幀間模式下被代碼化，則CU的每個(gè)PU能夠具有它自己的(一個(gè)或多個(gè))運(yùn)動(dòng)矢量和關(guān)聯(lián)的(一個(gè)或多個(gè))參考圖片。再次返回到圖1的描述，HEVC編碼器100 —般操作如下以用于實(shí)現(xiàn)CU代碼化。在一個(gè)實(shí)施例中，給定與視頻數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的像素的當(dāng)前PU塊X，取決于開關(guān)120的放置，首先通過使用空間預(yù)測塊114的空間預(yù)測或使用時(shí)間預(yù)測塊118的時(shí)間預(yù)測來獲得預(yù)測TO X’。然后從當(dāng)前減去預(yù)測PU，產(chǎn)生殘差PU e。
[0032]HEVC每PU提供三十五個(gè)可能的角空間預(yù)測方向，包括但不限于水平、垂直、45度對(duì)角線、135度對(duì)角線、DC等。預(yù)測方向具有+/-[0，2，5，9，13，17，21，26，32，33，34]的角度。任何適合的語法能夠被用來指示每PU的空間預(yù)測方向。通過運(yùn)動(dòng)估計(jì)操作來執(zhí)行時(shí)間預(yù)測。運(yùn)動(dòng)估計(jì)操作在使用解碼過程(在本文中也被稱為解碼器)在編碼器100(即，去量化器108、逆變換100以及環(huán)路濾波器112)內(nèi)生成的并且在參考緩沖器116中存儲(chǔ)的參考圖片之上為當(dāng)前PU搜索最佳匹配預(yù)測。最佳匹配時(shí)間預(yù)測由運(yùn)動(dòng)矢量(MV)和關(guān)聯(lián)的參考圖片(refldx)來描述。B圖片中的PU能夠具有多達(dá)兩個(gè)MV。依據(jù)適合的語法，MV和refldx兩者都由時(shí)間預(yù)測塊118來提供。
[0033]像素的變換單元塊(TU)(與殘差PU e和包括PU的⑶相對(duì)應(yīng))在變換塊102內(nèi)經(jīng)歷變換的操作，在變換域E中產(chǎn)生TU，每個(gè)都包括與視頻數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的多個(gè)變換系數(shù)。在HEVC中，不同大小的一組塊變換(TU)可以被應(yīng)用于⑶。更特別地，TU能夠是與PU而不是CU的大小相同的大小或者超過I3U而不是CU的大??；或者PU能夠包含多個(gè)TU。而且，TU可以是方形塊(即，其中塊的高度和寬度是相等的)或矩形塊(即，其中塊的高度和寬度不是相等的)。每個(gè)TU在CU內(nèi)的大小和位置由稱作RQT的單獨(dú)的象限樹來標(biāo)識(shí)，所述象限樹在比特流中伴隨經(jīng)代碼化的用于存儲(chǔ)或傳輸?shù)腃U到解碼器。例如，經(jīng)由用于編碼器的控制器(未示出)，在RQT中包括的數(shù)據(jù)對(duì)于編碼(和解碼)算法而言是可訪問的。
[0034]更特別地，HEVC使用塊變換操作，所述塊變換操作趨于使TU塊內(nèi)的像素解相關(guān)并且將塊能量結(jié)合成低階變換系數(shù)，低階變換系數(shù)被定義為認(rèn)為是在頻域中的標(biāo)量。在實(shí)施例中，變換塊102執(zhí)行在TU塊內(nèi)的像素的離散余弦變換(DCT)。TU在本文中被定義為在變換、量化以及熵代碼化操作期間處理的元素的塊單元或塊。
[0035]變換塊102的輸出E是包括具有高度H和寬度W的變換系數(shù)的二維陣列或矩陣(WX H)的變換單元塊。殘差TU E的變換系數(shù)在量化器塊104中被量化以生成包括量化的變換系數(shù)的二維矩陣(W X H)的變換單元塊。變換系數(shù)和量化的變換系數(shù)兩者一般地在本文中被稱為系數(shù)。量化在數(shù)據(jù)壓縮中起到非常重要的作用。在HEVC中，量化將高精度變換系數(shù)轉(zhuǎn)換成有限數(shù)目的可能值。量化是有損操作，并且不能夠恢復(fù)通過量化的損失。
[0036]量化的變換系數(shù)被熵代碼化，從編碼器100產(chǎn)生最后的壓縮比特流122 (在本文中也被稱為一維“比特序列”)。在HEVC中，使用上下文自適應(yīng)二元算術(shù)代碼化(CABAC)來執(zhí)行熵代碼化。其它視頻壓縮技術(shù)使用CABAC以及其它熵代碼化算法，諸如上下文自適應(yīng)可變長度代碼化(CAVLC)。當(dāng)視頻壓縮技術(shù)提供CAVLC和CABAC兩者時(shí)，可以說能夠?qū)崿F(xiàn)這些熵代碼化技術(shù)兩者的編碼器(或解碼器)依據(jù)兩個(gè)配置來操作:當(dāng)實(shí)現(xiàn)CAVLC熵代碼化時(shí)低復(fù)雜性配置和當(dāng)實(shí)現(xiàn)CABAC熵代碼化時(shí)高效率配置。
[0037]在編碼器100內(nèi)的解碼過程中，殘差TU的量化的變換系數(shù)在去量化器塊108中被去量化(量化器塊104的逆(而不是確切地)操作)，產(chǎn)生殘差TU的去量化的變換系數(shù)E’。殘差TU的去量化的變換系數(shù)E’在逆變換塊110中被逆變換(變換塊102的逆)，產(chǎn)生重建的殘差TU e’。經(jīng)重建的殘差TU e’然后被添加到對(duì)應(yīng)的預(yù)測X’(空間或時(shí)間)，以形成重建的I3U X’ ’。在HEVC中，自適應(yīng)環(huán)路濾波器112在經(jīng)重建的IXU之上被執(zhí)行，這使塊邊界平滑并且最小化輸入圖片與輸出圖片之間的代碼化失真。如果經(jīng)重建的圖片是參考圖片，則它們作為時(shí)間參考被存儲(chǔ)在參考緩沖器116中以用于將來的時(shí)間預(yù)測。
[0038]外部解碼器(未示出)包括熵解碼塊，所述熵解碼塊執(zhí)行編碼器的熵編碼塊106的逆算法，從而接收比特流并且生成量化的變換系數(shù)的塊(TU)。解碼器進(jìn)一步包括與在編碼器100內(nèi)執(zhí)行解碼過程的那些相同的元素；并且這些元素從熵解碼塊接收量化的變換系數(shù)并且生成視頻的對(duì)應(yīng)圖片。即，在解碼器內(nèi)的解碼過程進(jìn)一步包括像上面所描述的那樣操作的去量化器108、逆變換110、環(huán)路濾波器112、空間預(yù)測塊114、參考緩沖器116、時(shí)間預(yù)測塊118以及開關(guān)120。[0039]剩余的圖2-5圖示了本公開的各種實(shí)施例。更特別地，圖2和4分別圖示了依據(jù)一些實(shí)施例用于變換系數(shù)的矩形塊的量化的方法200和400。例如，編碼器100在量化器塊104中執(zhí)行方法200和400的功能性中的至少一些。因此，量化器塊被配置成執(zhí)行如通過參考圖2和4所指示的處理。圖3和5分別圖示了依據(jù)一些實(shí)施例用于量化的變換系數(shù)的矩形塊的去量化的方法300和500。例如，解碼器(在編碼器100內(nèi)或在編碼器100外部)在去量化器塊108中執(zhí)行方法300和500的功能性中的至少一些。因此，去量化器塊被配置成執(zhí)行如通過參考圖3和5所指示的處理。
[0040]用于用HEVC來實(shí)現(xiàn)的方法200-500在下面被描述，其中編碼器和解碼器被配置成依照高效率視頻代碼化標(biāo)準(zhǔn)來操作。因此，本文中所描述的函數(shù)(等式)和映射表針對(duì)HEVC被優(yōu)化。然而，在其它實(shí)施例中，能夠用不同的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)或者用專用視頻壓縮技術(shù)來實(shí)現(xiàn)方法200-500。因此，本文中所描述的函數(shù)和映射表可以至少部分地取決于正被使用的特定視頻壓縮技術(shù)而變化。
[0041]現(xiàn)轉(zhuǎn)向如在編碼器100中所執(zhí)行的方法200的細(xì)節(jié)。在202處，量化器塊104接收從圖片生成的變換系數(shù)的WxH塊，其中W是塊的行寬度并且H是塊的列高度。W和H可以是任何正值，但在一個(gè)實(shí)施例中，W和H兩者是正整數(shù)。量化器塊可操作來依據(jù)本教導(dǎo)對(duì)WxH塊應(yīng)用量化處理，以便生成用來生成比特序列的量化的變換系數(shù)的塊，所述比特序列被用來重建圖片。
[0042]取決于塊的大小(即，W和H的值)，量化器塊在204處判定是應(yīng)用第一量化算法(其遵循“是”分支)還是第二量化算法(其遵循“否”分支)。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)WxH=X2
時(shí)，其中整數(shù)X或函數(shù)M = 1g2(VFTF)的輸出M等于整數(shù)值(即，整數(shù))，編碼器應(yīng)用第一
量化算法。因此，第一量化算法被應(yīng)用于所有方形TU塊和滿足上述準(zhǔn)則的一些矩形塊。
[0043]否則，當(dāng)WxH ? X2或M = 1g2(VFTTZ)等于非整數(shù)值(諸如在其中WxH=2X2的HEVC
中)時(shí)，編碼器應(yīng)用第二量化算法。`與第一量化算法相比，第二量化算法僅適用于矩形塊。在多個(gè)量化算法之間的這個(gè)選擇是新穎的。照慣例，單量化算法被應(yīng)用于變換系數(shù)的每個(gè)塊，并且該算法針對(duì)方形TU被優(yōu)化。
[0044]—般而言，在相對(duì)于圖2所圖示的實(shí)施例中，應(yīng)用第一量化算法包括使用第一映射表來計(jì)算用來生成量化的變換系數(shù)的塊的第一組常數(shù)，并且應(yīng)用第二量化算法包括使用第二映射表來計(jì)算用來生成量化的變換系數(shù)的塊的第二組常數(shù)。如本文中所定義的映射表是以下的值的表:該值在常數(shù)Q根據(jù)針對(duì)正被處理的給定變換系數(shù)的選擇的量化參數(shù)的計(jì)算中被使用；或者該值在常數(shù)IQ根據(jù)針對(duì)正被處理的給定量化的變換系數(shù)的解碼的量化參數(shù)的計(jì)算中被使用?！耙莆坏摹庇成浔碇傅氖窃谝粚?duì)計(jì)算函數(shù)或一對(duì)IQ計(jì)算函數(shù)中使用的相同的映射表，其中所述一對(duì)中的函數(shù)中的一個(gè)包含對(duì)所述一對(duì)中另一個(gè)函數(shù)的輸出值進(jìn)行移位的操作，如在下面更詳細(xì)地描述的那樣。
[0045]更特別地，使用在下面應(yīng)用于塊中的每個(gè)變換系數(shù)的量化函數(shù)(I)來生成量化的變換系數(shù)的塊。代替花費(fèi)的除法或乘法操作，優(yōu)選并且廣泛地接受使用右移位或左移位(分別標(biāo)注為 >> 或〈O比特?cái)?shù)目n，其分別對(duì)應(yīng)于按2~n的除法或乘法。
[0046]量化函數(shù)⑴被定義為
[0047]級(jí)別=(coeff*Q+偏移)>>Qbits,(I)[0048]其中coeff是來自WxH塊變換系數(shù)的給定變換系數(shù)，其被輸入到量化函數(shù)(I)；
[0049]級(jí)別是被從量化函數(shù)⑴輸出的對(duì)應(yīng)量化的變換系數(shù)；
[0050]Q是當(dāng)輸出M等于整數(shù)值時(shí)從第一映射表獲得的常數(shù)，否則Q由第二映射表來獲得;
[0051]Qbits是包括在執(zhí)行右移位時(shí)使用的比特的數(shù)目的可計(jì)算常數(shù)，所述右移位表示在量化函數(shù)內(nèi)的除法運(yùn)算。
[0052]偏移是使用Qbits的值導(dǎo)出的可計(jì)算常數(shù)。
[0053]在應(yīng)用第一量化算法(由參考判定框204的“是”分支來圖示)時(shí)，編碼器在序列中的塊中處理(在206-208處)每個(gè)變換系數(shù)(即，coeff)，以便使用函數(shù)(I)來確定(在210處)對(duì)應(yīng)量化的變換系數(shù)(在210處)，即，級(jí)別。為了簡單在解釋量化處理時(shí)，僅“第一”變換系數(shù)的處理被描述。然而，對(duì)塊內(nèi)的剩余變換系數(shù)執(zhí)行類似處理。
[0054]更特別地，在206和208處，量化器計(jì)算對(duì)于第一變換系數(shù)來說作為函數(shù)(I)的輸入所需的變量中的全部，諸如Q、Qbits以及偏移。即，在206處，量化器計(jì)算Q。在這種情況下，Q=Q1,因?yàn)閃xH=X2。Q1使用第一映射表(2)被計(jì)算為；
[0055]
【權(quán)利要求】
1.一種用于對(duì)量化變換系數(shù)的矩形塊執(zhí)行去量化的方法，所述方法包括: 接收量化變換系數(shù)的WxH塊，其中W是所述塊的行寬度并且H是所述塊的列高度； 對(duì)所述量化變換系數(shù)的WxH塊應(yīng)用去量化處理，以生成變換系數(shù)塊，所述變換系數(shù)塊被用來生成與所述量化變換系數(shù)的WxH塊相對(duì)應(yīng)的圖片，其中所述去量化處理包括:當(dāng)函數(shù)M = 1g2(V^r)的輸出M等于整數(shù)值時(shí)，應(yīng)用第一去量化算法；以及當(dāng)所述輸出M等于非整數(shù)值時(shí)，應(yīng)用第二去量化算法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中應(yīng)用所述第一去量化算法的步驟包括:使用第一映射表來計(jì)算第一組常數(shù)，所述第一組常數(shù)用來生成變換系數(shù)的所述塊，以及應(yīng)用所述第二去量化算法的步驟包括:使用第二映射表來計(jì)算第二組常數(shù)，所述第二組常數(shù)用來生成變換系數(shù)的所述塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中變換系數(shù)的所述塊使用以下去量化函數(shù)來生成:coeffQ=((級(jí)別 X IQ〈〈(QP/6)) +偏移)>>IQbits，其中: 級(jí)別是來自量化變換系數(shù)的所述WxH塊的量化變換系數(shù)，其被輸入到所述去量化函數(shù)中； coeffQ是從所述去量化函數(shù)輸出的對(duì)應(yīng)變換系數(shù)； IQ是當(dāng)所述輸出M等于整 數(shù)值時(shí)從所述第一映射表獲得的常數(shù)，否則IQ是從所述第二映射表獲得的； QP是解碼的量化參數(shù)； IQbits是包括了在所述去量化函數(shù)內(nèi)執(zhí)行右移位時(shí)使用的比特?cái)?shù)目的可計(jì)算常數(shù)； 偏移是從IQBits導(dǎo)出的可計(jì)算常數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中: 所述第一映射表包括 IQ=gl (QP%6)，其中 gl (X = 0，1，2，3，4，5)={40，45，51，57，64，72};以及 所述第二映射表包括 IQ=g2(QP%6)，其中 g2(x = O, 1,2, 3,4, 5)={56，63，72，80，90，101}。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中應(yīng)用所述第一去量化算法的步驟包括:使用第一映射表來計(jì)算第一組常數(shù)，所述第一組常數(shù)用來生成變換系數(shù)的所述塊，以及應(yīng)用所述第二去量化算法的步驟包括:使用移位的第一映射表來計(jì)算第二組常數(shù)，所述第二組常數(shù)用來生成變換系數(shù)的所述塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中: 所述第一映射表包括IQ=g(QP%6)，其中g(shù)(x = O, 1,2,3,4,5)={40，45，51，57，64，72};并且 所述移位的第一映射表包括IQ=g((QP+3)%6)，其中g(shù)(x = 0，I, 2，3，4，5)={40，45，51，57，64，72}，并且其中QP是解碼的量化參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中當(dāng)WxH=2X2時(shí)，應(yīng)用所述第二去量化算法。
8.一種用于對(duì)變換系數(shù)的矩形塊執(zhí)行量化的方法，所述方法包括: 接收從圖片生成的變換系數(shù)的WxH塊，其中W是所述塊的行寬度并且H是所述塊的列高度；對(duì)變換系數(shù)的所述WxH塊應(yīng)用量化處理，以生成用來生成比特序列的量化變換系數(shù)塊，所述比特序列被用來重建所述圖片，其中所述量化處理包括:當(dāng)函吟W = 1g3UZi77^)的輸出M等于整數(shù)值時(shí)，應(yīng)用第一量化算法；以及當(dāng)所述輸出M等于非aemi直時(shí)，應(yīng)用第二量化算法。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中應(yīng)用所述第一量化算法的步驟包括:使用第一映射表來計(jì)算第一組常數(shù)，所述第一組常數(shù)用來生成量化變換系數(shù)的所述塊，以及應(yīng)用所述第二量化算法的步驟包括:使用第二映射表來計(jì)算第二組常數(shù)，所述第二組常數(shù)用來生成量化變換系數(shù)的所述塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述量化變換系數(shù)的塊使用以下量化函數(shù)來生成:級(jí)別=(coeff X Q+偏移)>>Qbits,其中: coeff是來自所述WxH塊變換系數(shù)中的變換系數(shù)，其被輸入到所述量化函數(shù)中； 級(jí)別是從所述量化函數(shù)輸出的對(duì)應(yīng)量化變換系數(shù)； Q是當(dāng)所述輸出M等于整數(shù)值時(shí)從所述第一映射表獲得的常數(shù)，否則Q是從所述第二映射表獲得的； Qbits是包括了在執(zhí)行右移位時(shí)使用的比特的數(shù)目的可計(jì)算常數(shù)，所述右移位表示在所述量化函數(shù)內(nèi) 的除法運(yùn)算； 偏移是使用Qbits導(dǎo)出的可計(jì)算常數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中: 所述第一映射表包括 Ql=H (QP%6)，其中 f I (X = 0，1，2，3，4，5) = {26214，23302，2056O, 18396，16384，14564};并且 所述第二映射表包括 Q2=f2 (QP%6)，其中 f2 (x = 0，1，2，3，4，5) = {18536，16477，14538，13007, 11585，10298}，并且其中QP是預(yù)定量化參數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括:當(dāng)所述輸出M等于整數(shù)值時(shí)，確定是否使用所述第一組常數(shù)來執(zhí)行所述量化變換系數(shù)的熵代碼化，否則確定是否所述使用第二組常數(shù)來執(zhí)行所述量化變換系數(shù)的熵代碼化。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中應(yīng)用所述第一量化算法的步驟包括:使用第一映射表來計(jì)算第一組常數(shù)，所述第一組常數(shù)用來生成量化變換系數(shù)的所述塊，以及應(yīng)用所述第二量化算法的步驟包括:使用移位的第一映射表來計(jì)算第二組常數(shù)，所述第二組常數(shù)用來生成量化變換系數(shù)的所述塊。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中: 所述第一映射表包括 Ql=f(QP%6)，其中 f (X = 0，I, 2，3，4，5) = {26214，23302，20560，18396，16384，14564};以及 所述移位的第一映射表包括 Q2=f((QP+3)%6)，其中 f(x = 0, I, 2，3，4，5) = {26214，23302，20560, 18396，16384，14564}，并且其中QP是選擇的量化參數(shù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中當(dāng)WxH=2X2時(shí)，應(yīng)用所述第二量化算法。
16.—種系統(tǒng),包括: 解碼器，所述解碼器具有去量化器塊，所述去量化器塊被配置成: 接收量化變換系數(shù)的第一 WxH塊，其中W是所述塊的行寬度并且H是所述塊的列高度； 對(duì)量化變換系數(shù)的第一塊應(yīng)用去量化處理，以生成變換系數(shù)的第一塊，所述變換系數(shù)的第一塊被用來生成與量化變換系數(shù)的所述第一 WxH塊相對(duì)應(yīng)的第一圖片，其中所述去量化處理包括:當(dāng)函數(shù)M = 1g2(VfZZ)的輸出M等于整數(shù)值時(shí)，應(yīng)用第一去量化算法；以及當(dāng)所述輸出M等于非整數(shù)值時(shí)，應(yīng)用所述第二去量化算法。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述去量化器塊進(jìn)一步被配置成: 使用第一映射表來計(jì)算第一組常數(shù)，同時(shí)應(yīng)用所述第一去量化算法，其中所述第一組常數(shù)在去量化函數(shù)內(nèi)被用來從量化變換系數(shù)的第一塊生成變換系數(shù)的第一塊； 使用第二映射表來計(jì)算第二組常數(shù)，同時(shí)應(yīng)用所述第二去量化算法，其中所述第二組常數(shù)在所述去量化函數(shù)內(nèi)被用來從量化變換系數(shù)的所述第一塊生成變換系數(shù)的所述第一塊。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述去量化器塊進(jìn)一步被配置成: 使用第一映射表來計(jì)算第一組常數(shù)，同時(shí)應(yīng)用所述第一去量化算法，其中所述第一組常數(shù)在去量化函數(shù)內(nèi)被用來從量化變換系數(shù)的所述第一塊生成變換系數(shù)的所述第一塊；使用移位的第一映射表來計(jì)算第二組常數(shù)，同時(shí)應(yīng)用所述第二去量化算法，其中所述第二組常數(shù)在所述去量化函數(shù)內(nèi)被用來從量化變換系數(shù)的所述第一塊生成變換系數(shù)的所述第一塊。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括: 編碼器，所述編碼器具有量化器塊，所述量化器塊被配置成: 接收從第二圖片生成的變換系數(shù)的第二 WxH塊，其中W是變換系數(shù)的所述第二塊的行寬度并且H是變換系數(shù)的所述第二塊的列高度；對(duì)變換系數(shù)的所述第二塊應(yīng)用量化處理，以生成用來生成比特序列的量化變換系數(shù)的第二塊，所述比特序列被用來重建所述第二圖片，其中所述量化處理包括:當(dāng)函數(shù)M = log2(V>.//)的輸出M等于整數(shù)值時(shí)，應(yīng)用第一量化算法；以及當(dāng)所述輸出M等于非整數(shù)值時(shí)，應(yīng)用第二量化算法。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述解碼器被配置成:依照高效率視頻代碼化標(biāo)準(zhǔn)來操作。
【文檔編號(hào)】H04N19/176GK103797796SQ201280043710
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月8日
【發(fā)明者】孔維穎, 方雪, 金在勛 申請(qǐng)人:摩托羅拉移動(dòng)有限責(zé)任公司