視頻解碼中的量化的製作方法
2023-12-02 04:42:36
視頻解碼中的量化的製作方法
【專利摘要】本發明的方面涉及用於提供對用於視頻解碼的量化量的更大控制的方法。第一實例包含：確定用於對殘餘視頻數據進行解碼的量化參數QP，其中所述QP被索引到量化器步長；確定用於對所述量化器步長進行按比例縮放的量化按比例縮放值；以及使用所述按比例縮放的量化器步長對所述殘餘視頻數據進行解碼。第二實例包含在至少兩個QP粒度之間進行選擇。
【專利說明】視頻解碼中的量化
[0001]本申請案主張2011年6月25日申請的第61/501,213號美國臨時專利申請案、2011年6月29日申請的第61/502，751號美國臨時專利申請案、2011年10月12日申請的第61/546,450號美國臨時專利申請案和2011年10月13日申請的第61/546,723號美國臨時專利申請案的優先權，上述申請案中的每一者的全部內容以全文引用的方式併入本文中。
【技術領域】
[0002]本發明涉及視頻解碼技術，並且更確切地說涉及視頻解碼中的量化。
【背景技術】
[0003]數字視頻能力可併入到廣泛範圍的裝置中，包含數位電視、數字直播系統、無線廣播系統、個人數字助理(PDA)、膝上型或桌上型計算機、數位相機、數字記錄裝置、數字媒體播放器、視頻遊戲裝置、視頻遊戲控制臺、蜂窩式或衛星無線電電話、視頻電話會議裝置和類似裝置。
[0004]數字視頻裝置可以實施視頻壓縮技術(例如，由MPEG-2、MPEG-4、ITU-T H.263或ITU-T H.264/MPEG-4第10部分高級視頻解碼(AVC)所定義的標準和這些標準的擴展中所描述的視頻壓縮技術)，以較有效地發射和接收數字視頻信息。人們正在研發新視頻解碼標準，例如，由「視頻解碼聯合開發團隊」(JCT-VC)開發的高效率視頻解碼(HEVC)標準，其為MPEG與ITU-T之間的合作成果。新出現的HEVC標準有時被稱作H.265，但此名稱尚未正式確定。
【發明內容】
[0005]本發明的技術總體上涉及視頻解碼和視頻解碼中的量化。舉例來說，可以在視頻解碼期間根據量化參數(QP)執行變換係數的量化(或逆量化)。在一些實例中，可以將QP索引到在量化期間應用的量化步長(例如，在給定QP的情況下，較高步長產生較大量化)。本發明的某些技術涉及對與一個QP相關聯的量化器步長應用比例因子。應用此比例因子可以提供對於在視頻解碼期間應用於變換係數的量化量的更大控制。此外，本發明的方面涉及提供可用於對量化器步長進行按比例縮放的比例因子的指示(例如，經編碼位流中的一個或一個以上語法元素)，以及對此指示進行解碼。
[0006]本發明的其它技術總體上涉及控制視頻解碼器可以應用量化參數的粒度。本發明總體上用「量化粒度」表示預定義的量化量可以細分或分解為較小部分的程度。舉例來說，視頻解碼器可以使用被索引到從最小量化量到最大量化量的量化器步長範圍的某個範圍的QP對變換係數進行量化。所以，QP(和其相關聯的量化器步長)限定可以應用於變換係數的量化總量的界限。在這個實例中，量化粒度可以指代全部量化被細分和用QP值索引的程度，QP接著可以在量化期間應用於變換係數。
[0007]本發明的一些方面涉及自適應地改變圖片或切片內的量化粒度。舉例來說，本發明的方面涉及選擇用於對變換係數塊進行量化的量化粒度和與所述選定量化粒度相關聯的信令(例如，產生位流的語法元素)。在一實例中，視頻編碼器可以在經編碼位流中在切片等級和/或塊等級上用信號表示量化粒度指示，並且視頻解碼器可以對其進行解碼。
[0008]在一實例中，本發明的方面涉及一種對視頻數據進行解碼的方法，其包含:確定用於對殘餘視頻數據進行解碼的量化參數(QP)，其中所述QP被索引到量化器步長；確定用於對所述量化器步長進行按比例縮放的量化按比例縮放值；對所述量化器步長應用所述量化按比例縮放值的按比例縮放；以及使用所述按比例縮放的量化器步長對所述殘餘視頻數據進行解碼。
[0009]在另一實例中，本發明的方面涉及一種對視頻數據進行解碼的設備，其包含一個或一個以上經配置以執行以下操作的處理器:確定用於對殘餘視頻數據進行解碼的量化參數(QP)，其中所述QP被索引到量化器步長；確定用於對所述量化器步長進行按比例縮放的量化按比例縮放值；對所述量化器步長應用所述量化按比例縮放值的按比例縮放；以及使用所述按比例縮放的量化器步長對所述殘餘視頻數據進行解碼。
[0010]在另一實例中，本發明的方面涉及一種對視頻數據進行解碼的設備，其包含:用於確定用於對殘餘視頻數據進行解碼的量化參數(QP)的裝置，其中所述QP被索引到量化器步長；用於確定用於對所述量化器步長進行按比例縮放的量化按比例縮放值的裝置；用於對所述量化器步長應用所述量化按比例縮放值的按比例縮放的裝置；以及用於使用所述按比例縮放的量化器步長對所述殘餘視頻數據進行解碼的裝置。
[0011]在另一實例中，本發明的方面涉及一種上面存儲有指令的非暫時計算機可讀存儲媒體，所述指令在被執行時致使一個或一個以上處理器執行以下操作:確定用於對殘餘視頻數據進行解碼的量化參數(QP)，其中所述QP被索引到量化器步長；確定用於對所述量化器步長進行按比例縮放的量化按比例縮放值；對所述量化器步長應用所述量化按比例縮放值的按比例縮放；以及使用所述按比例縮放的量化器步長對所述殘餘視頻數據進行解碼。
[0012]在另一實例中，本發明的方面涉及一種對視頻數據進行解碼的方法，其包含:在至少第一量化粒度與第二不同量化粒度之間進行選擇，其中量化粒度包括預定量化量被細分的程度；以及使用所述選定量化粒度對與殘餘視頻數據相關聯的一個或一個以上變換係數進行解碼。
[0013]在另一實例中，本發明的方面涉及一種對視頻數據進行解碼的設備，其包含一個或一個以上經配置以執行以下操作的處理器:在至少第一量化粒度與第二不同量化粒度之間進行選擇，其中量化粒度包括預定量化量被細分的程度；以及使用所述選定量化粒度對與殘餘視頻數據相關聯的一個或一個以上變換係數進行解碼。
[0014]在另一實例中，本發明的方面涉及一種對視頻數據進行解碼的設備，其包含:用於在至少第一量化粒度與第二不同量化粒度之間進行選擇的裝置，其中量化粒度包括預定量化量被細分的程度；以及用於使用所述選定量化粒度對與殘餘視頻數據相關聯的一個或一個以上變換係數進行解碼的裝置。
[0015]在另一實例中，本發明的方面涉及一種上面存儲有指令的非暫時計算機可讀存儲媒體，所述指令在被執行時致使一個或一個以上處理器執行以下操作:在至少第一量化粒度與第二不同量化粒度之間進行選擇，其中量化粒度包括預定量化量被細分的程度；以及使用所述選定量化粒度對與殘餘視頻數據相關聯的一個或一個以上變換係數進行解碼。[0016]在附圖和以下描述中陳述本發明的一個或一個以上方面的細節。通過描述和圖式並通過權利要求書，將明白本發明中所描述的技術的其它特徵、目的和優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是圖解說明可利用本發明的技術的實例視頻編碼和解碼系統的框圖。
[0018]圖2是圖解說明可實施本發明的任何或所有技術的視頻編碼器的實例的框圖。
[0019]圖3是圖解說明對經編碼視頻序列進行解碼的視頻解碼器的實例的框圖。
[0020]圖4A和4B是圖解說明實例四叉樹和對應最大解碼單元(LCU)的概念圖。
[0021]圖5是圖解說明用於對視頻數據進行量化的實例技術的流程圖。
[0022]圖6是圖解說明用於對視頻數據進行量化的另一實例技術的流程圖。
【具體實施方式】
[0023]總的來說，經編碼視頻數據可包含預測數據和殘餘數據。舉例來說，視頻編碼器可在幀內預測模式或幀間預測模式期間產生預測數據。幀內預測總體上包括相對於一個圖片的相鄰經先前解碼塊中的參考樣本預測同一圖片的一個塊中的像素值。幀間預測總體上包括相對於經先前解碼圖片的數據預測一個圖片的一個塊中的像素值。
[0024]遵照幀內預測或幀間預測，視頻編碼器可以計算所述塊的殘餘像素值。所述殘餘值總體上對應於所述塊的所預測的像素值數據與所述塊的真實像素值數據之間的差。舉例來說，所述殘餘值可包含指示經解碼像素與預測性像素之間的差的像素差值。所述經解碼像素可以與待解碼像素的一個塊相關聯，並且所述預測性像素可以與用於預測經解碼塊的像素的一個或一個以上塊相關聯。
[0025]為了進一步壓縮一個塊的殘餘值，視頻編碼器可以將殘餘值變換成一組變換係數，這些變換係數將儘可能多的數據(也稱為「能量」)壓緊成儘可能少的係數。所述變換將像素的殘餘值從空間域轉化成變換域中的變換係數。所述變換係數對應於一般與原始塊相同大小的係數的二維矩陣。換句話說，通常僅存在與原始塊中的像素一樣多的變換係數。但是，歸因於所述變換，許多變換係數可以具有等於零的值。
[0026]視頻編碼器於是可以對變換係數進行量化以進一步壓縮視頻數據。量化總體上包括相對大範圍內的值向相對小範圍內的值的映射，因而減少了表示經量化變換係數所需的數據的量。視頻編碼器可以通過根據預定義算法應用量化參數(QP)對變換係數進行量化。視頻編碼器可以通過調整QP來修改應用於變換係數值的量化程度。在一些實例中，視頻編碼器可以選擇在0-51範圍內的QP。在其它實例中，視頻編碼器可以選擇在-26到+25範圍(或其它某個範圍)內的QP。雖然本文中總體上將較高QP描述為增加所應用的量化量，但是如下文較詳細描述，應理解，在其它實例中，較高QP可能與應用減少量的量化相關。
[0027]根據一些實例，可以將預定組的QP索引到量化器步長。也就是說，可以將QP的範圍索引到從最小量化量到最大量化量的量化器步長範圍。舉例來說，常規上，值的量化可以基於均一重建量化器(URQ)。用於對數據進行量化的分類規則可以由編碼器定義，並且類似地由視頻解碼器應用。量化的一個實例是所謂的死區加均一閾值量化(DZ-UTQ)方法。在這個實例中，如下方的等式(I)中所示，此死區量化器可以實施死區參數A，其中O ^ f0 ^ 0.5:
【權利要求】
1.一種對視頻數據進行解碼的方法，所述方法包括: 確定用於對殘餘視頻數據進行解碼的量化參數QP，其中所述QP被索引到量化器步長； 確定用於對所述量化器步長進行按比例縮放的量化按比例縮放值； 對所述量化器步長應用所述量化按比例縮放值的按比例縮放；以及 使用所述按比例縮放的量化器步長對所述殘餘視頻數據進行解碼。
2.根據權利要求1所述的方法，其中對所述量化器步長應用所述量化按比例縮放值包括應用使所述量化器步長改變成小於被索引到在QP範圍內鄰近於所述QP的第二 QP的量化器步長的按比例縮放值。
3.根據權利要求1所述的方法，其進一步包括基於△量化按比例縮放值產生所述量化按比例縮放值，其中所述△量化按比例縮放值包括所述量化按比例縮放值與參考量化按比例縮放值之間的差。
4.根據權利要求1所述的方法，其中對所述殘餘視頻數據進行解碼包括對殘餘數據的一個或一個以上變換係數進行解碼，並且其中對所述一個或一個以上變換係數進行解碼包括使用所述按比例縮放的量化器步長對所述變換係數進行解量化。
5.根據權利要求4所述的方法，其中確定所述量化按比例縮放值包括對包含所述量化按比例縮放值的指示的切片標頭進行解碼。
6.根據權利要求4所述的方法，其中確定所述量化按比例縮放值包括對包含所述量化按比例縮放值的指示的最大解碼單元進行解碼。
7.根據權利要求1所述的方法，其中對所述殘餘視頻數據進行解碼包括對一個或一個以上變換係數進行編碼，並且其中對所述一個或一個以上變換係數進行編碼包括使用所述按比例縮放的量化器步長對所述變換係數進行量化。
8.根據權利要求7所述的方法，其進一步包括在經編碼位流的切片標頭中指示所述量化按比例縮放值。
9.根據權利要求7所述的方法，其進一步包括使用與經編碼位流的最大解碼單元相關聯的一個或一個以上語法元素指示所述量化按比例縮放值。
10.一種用於對視頻數據進行解碼的設備，所述設備包括經配置以執行以下操作的一個或一個以上處理器: 確定用於對殘餘視頻數據進行解碼的量化參數QP，其中所述QP被索引到量化器步長； 確定用於對所述量化器步長進行按比例縮放的量化按比例縮放值； 對所述量化器步長應用所述量化按比例縮放值的按比例縮放；以及 使用所述按比例縮放的量化器步長對所述殘餘視頻數據進行解碼。
11.根據權利要求10所述的設備，其中為了對所述量化器步長應用所述量化按比例縮放值，所述一個或一個以上處理器經配置以應用使所述量化器步長改變成小於被索引到在QP範圍內鄰近於所述QP的第二 QP的量化器步長的按比例縮放值。
12.根據權利要求10所述的設備，其中所述一個或一個以上處理器進一步經配置以基於Λ量化按比例縮放值產生所述量化按比例縮放值，其中所述△量化按比例縮放值包括所述量化按比例縮放值與參考量化按比例縮放值之間的差。
13.根據權利要求10所述的設備，其中為了對所述殘餘視頻數據進行解碼，所述一個或一個以上處理器經配置以對殘餘數據的一個或一個以上變換係數進行解碼，並且其中對所述一個或一個以上變換係數進行解碼包括使用所述按比例縮放的量化器步長對所述變換係數進行解量化。
14.根據權利要求13所述的設備，其中為了確定所述量化按比例縮放值，所述一個或一個以上處理器經配置以對包含所述量化按比例縮放值的指示的切片標頭進行解碼。
15.根據權利要求13所述的設備，其中為了確定所述量化按比例縮放值，所述一個或一個以上處理器經配置以對包含所述量化按比例縮放值的指示的最大解碼單元進行解碼。
16.根據權利要求10所述的設備，其中為了對所述殘餘視頻數據進行解碼，所述一個或一個以上處理器經配置以對一個或一個以上變換係數進行編碼，並且其中對所述一個或一個以上變換係數進行編碼包括使用所述按比例縮放的量化器步長對所述變換係數進行量化。
17.根據權利要求16所述的設備，其中所述一個或一個以上處理器進一步經配置以在經編碼位流的切片標頭中指示所述量化按比例縮放值。
18.根據權利要求16所述的設備，其中所述一個或一個以上處理器進一步經配置以使用與經編碼位流的最大解碼單元相關聯的一個或一個以上語法元素指示所述量化按比例縮放值。
19.一種用於對視頻數據進行解碼的設備，所述設備包括: 用於確定用於對殘餘視頻數據進行解碼的量化參數QP的裝置，其中所述QP被索引到量化器步長； 用於確定用於對所述量化器步長進行按比例縮放的量化按比例縮放值的裝置； 用於對所述量化器步長應用所述量化按比例縮放值的按比例縮放的裝置；以及 用於使用所述按比例縮放的量化器步長對所述殘餘視頻數據進行解碼的裝置。
20.一種上面存儲有指令的非暫時計算機可讀存儲媒體，所述指令在被執行時致使一個或一個以上處理器執行以下操作: 確定用於對殘餘視頻數據進行解碼的量化參數QP，其中所述QP被索引到量化器步長； 確定用於對所述量化器步長進行按比例縮放的量化按比例縮放值； 對所述量化器步長應用所述量化按比例縮放值的按比例縮放；以及 使用所述按比例縮放的量化器步長對所述殘餘視頻數據進行解碼。
21.一種對視頻數據進行解碼的方法，所述方法包括: 在至少第一量化粒度與第二不同量化粒度之間進行選擇，其中量化粒度包括預定量化量被細分的程度；以及 使用所述選定量化粒度對與殘餘視頻數據相關聯的一個或一個以上變換係數進行解碼。
22.根據權利要求21所述的方法，其中所述第一量化粒度將所述QP索引到第一數目的值，並且所述第二量化粒度將所述QP索引到第二數目的值，其中所述值的第二數目比所述值的第一數目多。
23.根據權利要求22所述的方法，其中所述值的第一數目是52並且所述值的第二數目是 104。
24.根據權利要求21所述的方法，其中對所述一個或一個以上變換係數進行解碼包括確定用於所述變換係數的AQP，其中確定所述AQP包括:當所述參考QP具有與實際QP相同的量化粒度時，確定所述實際QP與所述參考QP之間的差；以及 當所述參考QP具有與所述實際QP不同的量化粒度時，將所述參考QP的所述量化粒度映射成所述實際QP的所述量化粒度，並且確定所述實際QP與所述映射的參考QP之間的差。
25.根據權利要求21所述的方法，其中對所述一個或一個以上變換係數進行解碼包括對所述一個或一個以上變換係數進行編碼，並且其中對所述一個或一個以上變換係數進行編碼包括: 確定具有所述選定量化粒度的QP ； 對所述一個或一個以上變換係數進行量化以使用所述確定的QP產生一個或一個以上經量化變換係數；以及 產生位流使其包含所述一個或一個以上經量化變換係數和所述量化粒度的指示。
26.根據權利要求25所述的方法，其中產生所述位流包括在與最大經解碼單元相關聯的切片標頭和語法元素中的一者中包含所述量化粒度的指示。
27.根據權利要求21所述的方法，其中對所述一個或一個以上變換係數進行解碼包括對所述一個或一個以上變換係數進行解碼，並且其中對所述一個或一個以上變換係數進行解碼包括: 確定具有所述選定量化粒度的QP ;以及 使用所述確定的QP對所述一個或一個以上變換係數進行逆量化以產生一個或一個以上變換係數。
28.根據權利要求27所述的方法，其中在所述至少第一和第二量化粒度之間進行選擇包括對來自與最大經解碼單元相關聯的切片標頭和語法元素中的一者的所述至少第一和第二量化粒度的指示進行解碼。
29.一種用於對視頻數據進行解碼的設備，所述設備包括經配置以執行以下操作的一個或一個以上處理器: 在至少第一量化粒度與第二不同量化粒度之間進行選擇，其中量化粒度包括預定量化量被細分的程度；以及 使用所述選定量化粒度對與殘餘視頻數據相關聯的一個或一個以上變換係數進行解碼。
30.根據權利要求29所述的設備，其中所述第一量化粒度將所述QP索引到第一數目的值，並且所述第二量化粒度將所述QP索引到第二數目的值，其中所述值的第二數目比所述值的第一數目多。
31.根據權利要求30所述的設備，其中所述值的第一數目是52並且所述值的第二數目是 104。
32.根據權利要求29所述的設備，其中為了對所述一個或一個以上變換係數進行解碼，所述一個或一個以上處理器經配置以確定用於所述變換係數的AQP，其中確定所述Δ QP包括: 當所述參考QP具有與實際QP相同的量化粒度時，確定所述實際QP與所述參考QP之間的差；以及當所述參考QP具有與所述實際QP不同的量化粒度時，將所述參考QP的所述量化粒度映射成所述實際QP的所述量化粒度，並且確定所述實際QP與所述映射的參考QP之間的差。
33.根據權利要求29所述的設備，其中為了對所述一個或一個以上變換係數進行解碼，所述一個或一個以上處理器經配置以對所述一個或一個以上變換係數進行編碼，並且其中對所述一個或一個以上變換係數進行編碼包括: 確定具有所述選定量化粒度的QP ； 對所述一個或一個以上變換係數進行量化以使用所述確定的QP產生一個或一個以上經量化變換係數；以及 產生位流使其包含所述一個或一個以上經量化變換係數和所述量化粒度的指示。
34.根據權利要求33所述的設備，其中為了產生所述位流，所述一個或一個以上處理器經配置以在與最大經解碼單元相關聯的切片標頭和語法元素中的一者中包含所述量化粒度的指示。
35.根據權利要求29所述的設備，其中為了對所述一個或一個以上變換係數進行解碼，所述一個或一個以上處理器經配置以對所述一個或一個以上變換係數進行解碼，並且其中對所述一個或一個以上變換係數進行解碼包括: 確定具有所述選定量化粒度的QP ;以及 使用所述確定的QP對所述一個或一個以上變換係數進行逆量化以產生一個或一個以上變換係數。`
36.根據權利要求35所述的設備，其中為了在所述至少第一和第二量化粒度之間進行選擇，所述一個或一個以上處理器經配置以對來自與最大經解碼單元相關聯的切片標頭和語法元素中的一者的所述至少第一和第二量化粒度的指示進行解碼。
37.一種用於對視頻數據進行解碼的設備，所述設備包括: 用於在至少第一量化粒度與第二不同量化粒度之間進行選擇的裝置，其中量化粒度包括預定量化量被細分的程度；以及 用於使用所述選定量化粒度對與殘餘視頻數據相關聯的一個或一個以上變換係數進行解碼的裝置。
38.一種上面存儲有指令的非暫時計算機可讀存儲媒體，所述指令在被執行時致使一個或一個以上處理器執行以下操作: 在至少第一量化粒度與第二不同量化粒度之間進行選擇，其中量化粒度包括預定量化量被細分的程度；以及 使用所述選定量化粒度對與殘餘視頻數據相關聯的一個或一個以上變換係數進行解碼。
【文檔編號】H04N19/44GK103621082SQ201280031325
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年6月25日 優先權日:2011年6月25日
【發明者】瑞珍·雷克斯曼·喬許, 翔林·王, 格爾特·范德奧維拉, 馬爾塔·卡切維奇 申請人:高通股份有限公司