[發(fā)明專利]率失真優(yōu)化量化的加速技術

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080040506.5
• 申請日: 2010-09-07
• 公開（公告）號: CN102648627A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設計）人: 葉琰;亞歷山德羅斯·圖拉皮斯
• 申請（專利權）人: 杜比實驗室特許公司
• 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)權代理有限公司 11227
• 代理人: 李春暉;李德山

相關申請的交叉引用

本申請要求2009年9月10日提交的名稱為“SPEEDUP?TECHNIQUES?FOR?RATE?DISTORTION?OPTIMIZED?QUANTIZATION”的第61/241,130號美國臨時申請的優(yōu)先權，在此通過引用包括其全部內容。

技術領域

本公開涉及數(shù)字視頻編碼，尤其涉及視頻信號的量化。更特別地，本公開涉及用于率失真優(yōu)化量化和編碼模式判定的加速技術。

背景技術

視頻編碼系統(tǒng)被廣泛用于降低再現(xiàn)、存儲和發(fā)送數(shù)字視頻信號所需的帶寬。通常使用的視頻編碼系統(tǒng)包括基于塊的視頻編碼系統(tǒng)，基于區(qū)域的視頻編碼系統(tǒng)以及基于小波的視頻編碼系統(tǒng)等等。

基于塊的視頻編碼系統(tǒng)是一種被廣泛采用的視頻編碼系統(tǒng)，其用于壓縮數(shù)字視頻信號。這種編碼系統(tǒng)的例子包括諸如MPEG1/2/4、H.264的國際視頻編碼標準（請參見參考文獻1）、VC-1（請參見參考文獻2）標準、根據(jù)諸如VP-6、VP-7和VP-8的On2技術的編碼系統(tǒng)、Dirac編解碼器以及Theora視頻編解碼器等。

圖1示出基于塊的通用視頻編碼系統(tǒng)的方塊圖。輸入視頻信號（102）被逐塊處理。通常使用的視頻塊單位由N×M個像素構成，通常N=M=16（通常還被稱為宏塊）。對于每個輸入視頻塊，可以執(zhí)行空間預測（160）和/或者時間預測（162）。空間預測利用同一個視頻幀/片段中已經(jīng)編碼的相鄰塊來預測當前視頻塊。空間預測通常還被稱為“幀內預測（intra?prediction）”。可以利用各種大小的視頻塊或者視頻區(qū)域執(zhí)行空間預測；例如，H.264/AVC允許4×4、8×8和16×16像素的塊大小用于視頻信號的亮度分量的空間預測。另一方面，時間預測利用來自先前編碼的、通常相鄰的視頻幀/片段的信息來預測當前視頻塊。時間預測通常還被稱為“幀間預測”和/或者“運動預測”。與空間預測類似，時間預測也可以對各種大小或者形狀的視頻塊或者區(qū)域來進行；例如，對于亮度分量，H.264/AVC可以利用諸如16×16、16×8、8×16、8×8、8×4、4×8和4×4的塊大小進行基于塊的幀間預測。還可以考慮其中有多個參考可以被用于預測并且可以被進一步線性或者非線性組合的多參考預測和多假設預測。

預測之后，在求和器(116)中把預測塊從原始視頻塊中減去。殘差塊在變換單元（104）中被變換并且在量化單元（106）中被量化。然后，經(jīng)量化的殘差塊變換系數(shù)被送到熵編碼單元（108）以被執(zhí)行熵編碼，從而進一步降低位速率。可以采用各種熵編碼方法或者模式。例如，H.264/AVC允許兩種熵編碼模式，即，上下文自適應可變長編碼（CAVLC）模式和上下文自適應二進制算術編碼（CABAC）模式。然后，經(jīng)熵編碼殘差系數(shù)被打包，以形成輸出視頻位流（120）的一部分。

經(jīng)量化的變換系數(shù)在反量化單元（110）中被反量化，并且在反變換單元（112）中被反變換，以獲得重構的殘差塊。然后，在求和器（126）中該重構的殘差塊與預測視頻塊相加，以形成重構視頻塊。可以在環(huán)路濾波單元（166）中對該重構的視頻塊進行附加濾波，以減小特定編碼贗象。例如，與在H.264/AVC中一樣，環(huán)內去塊濾波器是在單元（166）執(zhí)行的用于去除或者減小視覺上令人不舒服的成塊贗象的環(huán)路濾波的例子。環(huán)路濾波之后，重構的視頻塊被存儲在參考畫面存儲器（164）中，用作該視頻幀/片段和/或者未來（根據(jù)編碼順序）視頻幀/片段中的其它視頻塊的預測。

圖1所示的編碼器使用模式判定和通用編碼器控制邏輯單元（180），以通常根據(jù)特定預定判據(jù)選擇當前視頻塊的最佳編碼模式，例如，根據(jù)拉格朗日（Lagrangian）率失真成本：

J(λ)＝D(r)+λ·r??????????(1)