[發明專利]失真加權

有效

• 申請號: 201080018881.X
• 申請日: 2010-04-27
• 公開（公告）號: CN102415097A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 理查德·肖伯格;肯尼思·安德森;程曉音
• 申請（專利權）人: 瑞典愛立信有限公司
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王波波

技術領域

本發明一般地涉及像素塊的失真加權，更具體地，涉及可以結合像素塊編碼使用的這種失真加權。

背景技術

視頻編碼標準定義了用于視頻數據的編碼表示的語法。只指定了用于解碼的比特流語法，這在設計編碼器中留出了靈活性。視頻編碼標準也考慮到了優化圖像質量和降低比特率之間的折衷。

可以使用量化參數來調整(modulate)編碼器中的量化器或者數據壓縮器的步長。一般地，編碼視頻的質量和比特率取決于編碼器所使用的量化參數的具體值。從而，較粗的量化使用較少的比特來編碼視頻景象，然而也降低了圖像質量。較精細的量化使用更多比特來編碼視頻景象，然而典型地，增加了圖像質量。

使用所謂的自適應量化，可以獲得主觀(Subjective)視頻壓縮增益，在自適應量化中，在視頻景象或者幀內改變量化參數(QP)。一般地，在適應性量化中，在具有平滑紋理的區域上使用較低的QP，而在空間活動性(spatial?activity)較高的區域上使用較高的QP。這是個好主意，因為人類視覺系統將輕易地檢測到平滑區域中的失真，而在高紋理的區域中的相同量的失真將不被注意到。

美國專利No.6,831,947B1公開了基于比特率預測的視頻幀的自適應量化。自適應量化在視頻幀中的編碼偽像(artifacts)可能更不引起人類視覺系統注意的段中增加了量化，并在視頻幀中的編碼偽像更能引起人類視覺系統注意的段中降低了量化。

已知的自適應地降低或者增加QP值的解決方案的限制在于：根據當前的視頻編碼標準，QP自適應性僅可以基于宏塊(即，具有16×16像素的塊)改變。

圖1示出了由于QP自適應性中的該限制而出現的問題。在現有技術解決方案中，為了將其分類為平滑，并得到較低的QP值，整個宏塊必須是平滑的。這可以如圖1所示，導致在平滑背景下，在高活動性對象的周圍有清晰可見的環。圖中灰色的同質的部分表示幀中宏塊根據現有技術被分類為平滑的部分。在由平滑的草地背景下的足球運動員所表示的高活動性對象的周圍，環效應是顯而易見的。

直接的解決方案可以是將這些部分平滑的宏塊包括在被指派了較低QP值的宏塊的組中。然而，降低這些宏塊的QP可能花費非常多的比特，由此為了實際可用，增加了太多的比特。

因此，需要能夠減少現有技術的環狀偽像并且可以結合視頻編碼使用的解決方案。

發明內容

總的目的是提供改進的失真表示。

具體目的是提供可以結合幀的像素塊的編碼使用的失真表示。

簡言之，針對幀的像素塊估計失真表示。將像素塊分成多個(優選地，不重疊)的子群(subgroup)，每個這種子群包括像素塊的至少一個像素。針對每個子群確定活動性值或表示，其中，活動性值表示了像素鄰域中的像素值的分布，像素鄰域包括多個像素并包含了子群。

基于活動性值，針對子群來確定失真權重。將針對像素群的子群確定的失真權重與像素塊的像素值以及像素塊的參考像素值(例如，重構或預測的像素值)一起使用，以估計像素塊的失真表示。因此，失真權重表示(entail)與像素塊的其他像素相比，像素塊的像素將對失真表示貢獻得更多。

用于估計失真表示的設備包括活動性計算器，活動性計算器被配置為針對像素塊的每個子群計算活動性值。權重確定器基于對應的活動性值確定子群的對應失真權重。然后，失真估計器基于多個失真權重、像素塊的像素值和參考像素值估計或者計算像素塊的失真表示。

結合為了選擇宏塊的適當編碼模式而對幀進行編碼，可以有利地使用失真表示。在這種情況下，針對幀的每個宏塊，將宏塊活動性計算為表示宏塊內的像素值的分布。基于宏塊活動性，將幀的宏塊歸類到至少兩個類別中，例如低活動性宏塊和高活動性宏塊。向低活動性宏塊指派低量化參數值，而向高活動性宏塊指派高量化參數值。

如前所述，針對宏塊的每個子群確定活動性值?；诨顒有灾?，將子群分類為低活動性子群或高活動性子群。將低活動性宏塊中的子群和高活動性宏塊的高活動性子群的失真權重設置為等于已定義的因子。然而，相反，將高活動性宏塊中的低活動性子群的失真權重確定為大于已定義的因子，并優選地基于向對應的宏塊指派的量化參數來確定。

使用失真權重來確定宏塊的失真表示，繼而將宏塊的失真表示與率值一起使用，以獲得宏塊的率失真值。然后，根據各種編碼模式對宏塊進行偽編碼(pseudo?encode)，并針對每個這種模式計算率失真值。基于率失真值選擇針對宏塊使用的編碼模式。