[發明專利]用于編碼和解碼圖像的裝置和方法

有效

• 申請號: 201680060372.0
• 申請日: 2016-10-13
• 公開（公告）號: CN108141612B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: G·弗拉卡斯托羅;E·麥格麗
• 申請（專利權）人: 西斯維爾科技有限公司
• 主分類號: H04N19/625
• 分類號: H04N19/625
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 劉前紅

本發明涉及用于編碼和/或解碼數字圖像或視頻流的方法和裝置，其中編碼裝置(11)包括處理單元(1100)，處理單元(1100)被配置用于讀取圖像(f)的至少一部分、基于所述圖像(f)的所述部分確定旋轉角度(θ)、確定作為按所述旋轉角度(θ)旋轉離散余弦變換矩陣(V)的至少一個基向量的結果的旋轉后的變換矩陣(V')、基于圖像(f)的所述部分中包含的像素值和所述旋轉后的變換信息(V')來計算經變換的系數(f^)、將經變換的系數(f^)輸出到目的地(1110)。

技術領域

本發明涉及用于編碼和/或解碼數字圖像或視頻流的方法和裝置；特別地，描述了借助于所謂的可控離散余弦變換(Steerable Discrete Cosine Transform，SDCT)來壓縮和解壓縮數字圖像或視頻流的裝置和方法。

背景技術

本發明解決的問題

2D離散余弦變換(DCT)是用于基于塊的圖像和視頻壓縮的最常見變換，其基礎是流行的視頻編碼標準，諸如MPEG-2(例如，用于地面和衛星標清視頻廣播和DVD存儲格式)、H.264/AVC(用于在IP網絡和藍光光盤上的高清視頻廣播、流傳輸)以及最近標準化的H.265/HEVC(預計將取代上述場景中的H.264/AVC)。任何DCT變換都包括一個包含恒定值基函數的所謂的DC(直流)分量或基函數，以及包含圖像的高頻譜分量(即，細節)的AC(交流)分量。

在典型的編碼框架中，圖像被細分為具有正方形形狀的像素(或樣本)塊，然后DCT將應用于每個塊(有可能使塊的尺寸適應圖像特性)，每個塊然后在最簡單的情況下被獨立地編碼和解碼(更高級的壓縮方案可以包括幀內和幀間塊預測，以進一步提高編解碼器性能)。

特別地，DCT將圖像分離成關于圖像視覺質量具有不同重要性的部分(或頻譜子帶)。

作用于二維信號(例如，圖像的像素)的N×N個輸入樣本的正方形塊或矩陣上的每個2D離散余弦變換使用其分量為余弦的一組實數基向量。每個DCT基包含對稱“二次差”矩陣的特征向量(參見例如G.Stang SIAM review，第41卷，第1期，第135-147頁，1999年)。

顯然，DCT壓縮信號能量的實際能力取決于要編碼的特定圖像或圖像塊的語義。由變換產生的值一般被稱為系數或經變換的系數。

2D DCT由沿著垂直和水平方向的兩個可分離的1D(一維)變換組成，因此被應用于所考慮的塊的每一行和列。出于這個原因，由水平和垂直圖案支配的圖像是期望的并且可以通過這種常規DCT高效地表示。

但是，數字圖像，尤其是自然圖像，常常呈現任意形狀的不連續性；在那些情況下，2D離散余弦變換變得低效，因為重要的系數不限于經變換的系數的矩陣的區域，并且這導致在解碼側較高的位速率或重構偽像。圖18-a在視覺上描述了上述說法：圍繞所表示的傾斜屋頂的邊緣，重構偽像變得明顯。

現有技術描述

過去幾年間已經提出了幾種解決方案來修改可分離的2D DCT的實現，以便將方向信息結合到變換中。定向DCT(DDCT)是這種意義上的第一次嘗試，其中第一個1D DCT可以選擇遵循除垂直或水平之外的方向，然后在第一步中由所有定向變換產生的系數被重新布置，使得可以將第二變換應用于彼此最佳對準的系數(參見B.Zeng和J.Fu的“Directionaldiscrete cosine transforms-a new framework for image coding”，Circuits andSystems for Video Technology，IEEE Transactions on，第18卷，第3期，第305-313頁，2008)。但是，這種方法面臨著幾個問題：需要各種長度的1D DCT，其中有一些非常短，并且它們的長度不總是2的冪。而且，第二DCT可能不總是被應用于相似的AC頻率的系數。