[發(fā)明專利]混合視頻編碼中預(yù)測誤差的自適應(yīng)編碼

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680050791.2
• 申請日: 2006-12-22
• 公開（公告）號: CN101356823A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬蒂亞斯·納羅施克;漢斯－格奧爾格·穆斯曼
• 申請（專利權(quán)）人: 馬蒂亞斯·納羅施克;漢斯－格奧爾格·穆斯曼
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/50
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 李春暉;楊紅梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及采用預(yù)測誤差的自適應(yīng)編碼的編碼和解碼方法、編碼器和解碼器以及數(shù)據(jù)信號。

背景技術(shù)

最新的標(biāo)準(zhǔn)化視頻編碼方法基于混合編碼。混合編碼規(guī)定時域中的編碼步驟和空間域中的編碼步驟。首先，通過采用由運動矢量確定的在要編碼的圖像塊與已傳輸?shù)膱D像的參考塊之間的基于塊的運動補償預(yù)測使視頻信號的時間冗余度降低。保留的預(yù)測誤差采樣被按塊地排列，并變換到頻域，得到系數(shù)塊。這些系數(shù)被量化并根據(jù)固定的且眾所周知的鋸齒形掃描方案被掃描，該方案以表示DC值的系數(shù)開始。根據(jù)典型的表達(dá)，該系數(shù)被設(shè)置在位于塊的左上角的低頻率系數(shù)內(nèi)。鋸齒形掃描產(chǎn)生一維系數(shù)陣列，這些系數(shù)被隨后的編碼器進行熵編碼。所述編碼器被優(yōu)化用于能量降低的系數(shù)陣列。由于塊內(nèi)的系數(shù)順序是預(yù)先確定且是固定的，因此如果預(yù)測誤差采樣是相關(guān)的，那么鋸齒形掃描會產(chǎn)生能量降低的系數(shù)陣列。然后，可針對這種情況，對隨后的編碼步驟進行優(yōu)化。為此目的，最新的標(biāo)準(zhǔn)H.264/AVC提出基于上下文的自適應(yīng)二進制算術(shù)編碼(CABAC)或上下文自適應(yīng)的可變長度編碼(CAVLC)。然而，僅在預(yù)測誤差采樣是相關(guān)的情況下，變換的編碼效率是高的。對于在空間域內(nèi)僅邊緣相關(guān)的采樣，變換效率則較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供比現(xiàn)有技術(shù)更有效的編碼和解碼方法、相應(yīng)的編碼器和解碼器、數(shù)據(jù)信號以及用于編碼和解碼視頻信號的相應(yīng)的系統(tǒng)和語義。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種基于混合編碼對視頻信號進行編碼的方法。所述方法包括以下步驟：通過基于塊的運動補償預(yù)測使時間冗余度降低，以便確立預(yù)測誤差信號；決定是將預(yù)測誤差信號變換到頻域中、還是使預(yù)測誤差信號保持在空間域中用于解碼。

根據(jù)本發(fā)明的相應(yīng)方面，提供一種解碼器，所述解碼器適于應(yīng)用視頻信號的混合編碼。該解碼器包括用于通過基于塊的運動補償預(yù)測使時間冗余度降低、以便確立預(yù)測誤差信號的裝置；和用于決定是將預(yù)測誤差信號變換到頻域中、還是使預(yù)測誤差信號保持在空間域中的裝置。根據(jù)本發(fā)明的該方面，提供一種理念及相應(yīng)的裝置、信號以及語義，以自適應(yīng)地決定是在頻域還是在空間域中處理預(yù)測誤差信號。如果預(yù)測誤差采樣僅具有很小的相關(guān)性，則與在頻域中的系數(shù)編碼相比，對所述采樣進行編碼的后續(xù)步驟可能更有效，且所述步驟會得到降低的數(shù)據(jù)速率。因此，本發(fā)明實現(xiàn)了進行該決定的自適應(yīng)的決定步驟和自適應(yīng)的控制裝置。相應(yīng)地，考慮預(yù)測誤差信號來決定是采用頻域變換還是使預(yù)測誤差信號保持在空間域中。隨后的編碼機制可以與在頻域中的相同，或者可以專門適合于空間域中采樣的需求。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，對視頻信號進行編碼的方法，特別是決定步驟基于代價函數(shù)。通常，決定是使用頻域中的系數(shù)還是空間域中的采樣可基于各種類型的決定機構(gòu)。可以針對視頻信號特定部分內(nèi)的所有采樣立即做出決定，或者例如針對特定數(shù)目的塊、宏塊或片做出決定。該決定可以基于代價函數(shù)，例如拉格朗日函數(shù)。對頻域中的編碼和空間域中的編碼均計算代價。針對具有較低代價的編碼做出決定。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，代價函數(shù)包括在空間域中編碼和用于在頻域中編碼的率失真代價。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，率失真代價可以通過由拉格朗日參數(shù)對所需速率和所得的失真進行加權(quán)來計算。另外，失真測量可以是均方量化誤差或平均絕對量化誤差。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，空間域中的采樣可使用與頻域中的系數(shù)基本相同的方法被編碼。這些方法可包括CABAC或CAVLC編碼方法。相應(yīng)地，如果自適應(yīng)控制裝置決定在頻域和空間域之間進行切換，僅需要很小地或不需要改變編碼機制。然而，還可針對兩種域內(nèi)的系數(shù)采用不同的編碼方案。