[發(fā)明專利]視訊編碼裝置及視訊解碼裝置以及其編碼與解碼方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410495725.2
• 申請(qǐng)日: 2014-09-24
• 公開（公告）號(hào): CN105516730B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林和源
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 晨星半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類號(hào): H04N19/61
• 分類號(hào): H04N19/61;H04N19/124
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司31100
• 代理人: 徐偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明與多媒體信號(hào)處理技術(shù)相關(guān)，并且尤其與視訊系統(tǒng)中的編碼/解碼技術(shù)相關(guān)。

背景技術(shù)

隨著通訊技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)字電視廣播漸趨成熟、普及。除了經(jīng)由電纜線路傳送外，數(shù)字電視信號(hào)也可透過基地臺(tái)或人造衛(wèi)星等設(shè)備以無(wú)線信號(hào)的型態(tài)被傳遞。為了兼顧提升畫面質(zhì)量和降低傳輸數(shù)據(jù)量的需求，傳送端通常會(huì)將待傳遞的影像及聲音信號(hào)編碼、壓縮。相對(duì)應(yīng)地，接收端必須正確地將收到的信號(hào)解碼、解壓縮，始能還原影音信號(hào)。

圖1呈現(xiàn)符合數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(audio video coding standard,AVS)的一編碼系統(tǒng)的局部功能方塊圖。幀內(nèi)預(yù)測(cè)(intra-prediction)模塊12負(fù)責(zé)針對(duì)一視訊幀中的各個(gè)影像區(qū)塊進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)程序，以產(chǎn)生各影像區(qū)塊的亮度殘余值(residual)區(qū)塊。該亮度殘余值區(qū)塊接著被提供至離散余弦轉(zhuǎn)換(discrete cosine transform,DCT)模塊14，進(jìn)行離散余弦轉(zhuǎn)換，以產(chǎn)生一離散余弦轉(zhuǎn)換系數(shù)矩陣。為了進(jìn)一步降低數(shù)據(jù)量，二次轉(zhuǎn)換(secondary transform)模塊16會(huì)對(duì)該離散余弦轉(zhuǎn)換系數(shù)矩陣中的低頻成分施以二次轉(zhuǎn)換。就AVS編碼系統(tǒng)而言，無(wú)論離散余弦轉(zhuǎn)換系數(shù)矩陣的大小為何，二次轉(zhuǎn)換模塊16都是針對(duì)其中位于最左上角的4*4個(gè)低頻成分進(jìn)行二次轉(zhuǎn)換。隨后，經(jīng)過二次轉(zhuǎn)換后的低頻成分，以及其他未經(jīng)二次轉(zhuǎn)換的高頻離散余弦轉(zhuǎn)換系數(shù)會(huì)在量化模塊18被重新結(jié)合，并且施以量化程序。

實(shí)務(wù)上，離散余弦轉(zhuǎn)換模塊14所執(zhí)行的離散余弦轉(zhuǎn)換包含一組沿垂直方向進(jìn)行的離散余弦轉(zhuǎn)換，以及一組沿水平方向進(jìn)行的離散余弦轉(zhuǎn)換。相似地，二次轉(zhuǎn)換模塊16所執(zhí)行的二次轉(zhuǎn)換，是由一組沿垂直方向進(jìn)行的二次轉(zhuǎn)換與一組沿水平方向進(jìn)行的二次轉(zhuǎn)換共同組成。根據(jù)AVS規(guī)范，離散余弦轉(zhuǎn)換模塊14應(yīng)先沿水平方向?qū)α炼葰堄嘀祬^(qū)塊逐行進(jìn)行離散余弦轉(zhuǎn)換，直到所有沿水平方向進(jìn)行的離散余弦轉(zhuǎn)換完成后，再開始沿垂直方向逐列進(jìn)行離散余弦轉(zhuǎn)換。另一方面，根據(jù)AVS規(guī)范，二次轉(zhuǎn)換模塊16應(yīng)先對(duì)離散余弦轉(zhuǎn)換系數(shù)矩陣中的低頻成分沿垂直方向逐列進(jìn)行二次轉(zhuǎn)換，直到所有沿垂直方向進(jìn)行的二次轉(zhuǎn)換完成后，再開始沿水平方向逐行進(jìn)行二次轉(zhuǎn)換。圖2A呈現(xiàn)上述各轉(zhuǎn)換的順序關(guān)系。

以亮度殘余值區(qū)塊的尺寸為4*4的情況為例，圖2B呈現(xiàn)AVS編碼系統(tǒng)中典型的離散余弦轉(zhuǎn)換與二次轉(zhuǎn)換的詳細(xì)時(shí)序關(guān)系。符號(hào)R₀～R₃代表區(qū)塊中的四個(gè)行，符號(hào)C₀～C₃代表區(qū)塊中的四個(gè)列。如圖2B所示，在工作周期0～3中，沿水平方向進(jìn)行的離散余弦轉(zhuǎn)換依序施加于行R₀～行R₃；在工作周期4～7中，沿垂直方向進(jìn)行的離散余弦轉(zhuǎn)換依序施加于列C₀～列C₃。在施加于列C₀的離散余弦轉(zhuǎn)換完成后，列C₀的內(nèi)容不會(huì)再受到離散余弦轉(zhuǎn)換的影響而變動(dòng)，二次轉(zhuǎn)換模塊16因此可以自工作周期5開始沿垂直方向?qū)α蠧₀施加二次轉(zhuǎn)換。依此類推，在工作周期6～8中，沿垂直方向進(jìn)行的二次轉(zhuǎn)換依序施加于列C₁～列C₃；在工作周期9～12中，沿水平方向進(jìn)行的二次轉(zhuǎn)換依序施加于行R₀～行R₃。由圖2B可看出，完成對(duì)一個(gè)4*4亮度殘余值區(qū)塊的離散余弦轉(zhuǎn)換與二次轉(zhuǎn)換總共需要13個(gè)工作周期的時(shí)間。相較之下，若不施加二次轉(zhuǎn)換，完成對(duì)一個(gè)4*4亮度殘余值區(qū)塊的離散余弦轉(zhuǎn)換只需要8個(gè)工作周期的時(shí)間。也就是說，在典型的AVS編碼系統(tǒng)中，雖然二次轉(zhuǎn)換能貢獻(xiàn)降低編碼結(jié)果數(shù)據(jù)量的好處，卻會(huì)造成編碼作業(yè)時(shí)間的延長(zhǎng)，進(jìn)而影響系統(tǒng)的整體效率。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提出一種新的視訊編碼裝置及視訊解碼裝置。藉由結(jié)合離散余弦轉(zhuǎn)換與二次轉(zhuǎn)換并配合適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)排程，將視訊編碼/解碼所需要工作周期數(shù)量可被有效減少。

根據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例為一種視訊編碼裝置，其中包含一轉(zhuǎn)換模塊。該轉(zhuǎn)換模塊系用以根據(jù)一轉(zhuǎn)換矩陣，對(duì)一目標(biāo)影像數(shù)據(jù)區(qū)塊沿一特定方向施以一結(jié)合后轉(zhuǎn)換。該轉(zhuǎn)換矩陣為一初步轉(zhuǎn)換矩陣與一二次轉(zhuǎn)換矩陣的乘積。該初步轉(zhuǎn)換矩陣對(duì)應(yīng)于一二維初步轉(zhuǎn)換中沿該特定方向進(jìn)行的一維初步轉(zhuǎn)換。該二次轉(zhuǎn)換矩陣對(duì)應(yīng)于一二維二次轉(zhuǎn)換中沿該特定方向進(jìn)行的一維二次轉(zhuǎn)換。