視訊編碼裝置及視訊解碼裝置以及其編碼與解碼方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明與多媒體信號處理技術相關,并且尤其與視訊系統(tǒng)中的編碼/解碼技術相 關。
【背景技術】
[0002] 隨著通訊技術的進步,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)字電視信號也可透過基地臺或人造衛(wèi)星等設備W無線信號的型態(tài)被傳遞。為了兼顧提升 畫面質量和降低傳輸數(shù)據(jù)量的需求,傳送端通常會將待傳遞的影像及聲音信號編碼、壓縮。 相對應地,接收端必須正確地將收到的信號解碼、解壓縮,始能還原影音信號。
[0003] 圖1呈現(xiàn)符合數(shù)字音視頻編解碼技術標準(audio video coding standard, AV巧 的一編碼系統(tǒng)的局部功能方塊圖。頓內預測(intra-prediction)模塊12負責針對一視訊 頓中的各個影像區(qū)塊進行頓內預測程序,W產(chǎn)生各影像區(qū)塊的亮度殘余值(resi化al)區(qū) 塊。該亮度殘余值區(qū)塊接著被提供至離散余弦轉換(discrete cosine transform, DCT)模 塊14,進行離散余弦轉換,W產(chǎn)生一離散余弦轉換系數(shù)矩陣。為了進一步降低數(shù)據(jù)量,二次 轉換(secondary transform)模塊16會對該離散余弦轉換系數(shù)矩陣中的低頻成分施W二 次轉換。就AVS編碼系統(tǒng)而言,無論離散余弦轉換系數(shù)矩陣的大小為何,二次轉換模塊16 都是針對其中位于最左上角的4*4個低頻成分進行二次轉換。隨后,經(jīng)過二次轉換后的低 頻成分,W及其他未經(jīng)二次轉換的高頻離散余弦轉換系數(shù)會在量化模塊18被重新結合,并 且施W量化程序。
[0004] 實務上,離散余弦轉換模塊14所執(zhí)行的離散余弦轉換包含一組沿垂直方向進行 的離散余弦轉換,W及一組沿水平方向進行的離散余弦轉換。相似地,二次轉換模塊16所 執(zhí)行的二次轉換,是由一組沿垂直方向進行的二次轉換與一組沿水平方向進行的二次轉換 共同組成。根據(jù)AVS規(guī)范,離散余弦轉換模塊14應先沿水平方向對亮度殘余值區(qū)塊逐行進 行離散余弦轉換,直到所有沿水平方向進行的離散余弦轉換完成后,再開始沿垂直方向逐 列進行離散余弦轉換。另一方面,根據(jù)AVS規(guī)范,二次轉換模塊16應先對離散余弦轉換系 數(shù)矩陣中的低頻成分沿垂直方向逐列進行二次轉換,直到所有沿垂直方向進行的二次轉換 完成后,再開始沿水平方向逐行進行二次轉換。圖2A呈現(xiàn)上述各轉換的順序關系。
[0005] W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 散余弦轉換與二次轉換的詳細時序關系。符號R。~Rs代表區(qū)塊中的四個行,符號C。~Cs 代表區(qū)塊中的四個列。如圖2B所示,在工作周期0~3中,沿水平方向進行的離散余弦轉 換依序施加于行R。~行Rs ;在工作周期4~7中,沿垂直方向進行的離散余弦轉換依序施 加于列C。~列C3。在施加于列C。的離散余弦轉換完成后,列C。的內容不會再受到離散余 弦轉換的影響而變動,二次轉換模塊16因此可W自工作周期5開始沿垂直方向對列C。施加 二次轉換。依此類推,在工作周期6~8中,沿垂直方向進行的二次轉換依序施加于列Cl~ 列Cs ;在工作周期9~12中,沿水平方向進行的二次轉換依序施加于行R。~行R3。由圖2B 可看出,完成對一個4*4亮度殘余值區(qū)塊的離散余弦轉換與二次轉換總共需要13個工作周 期的時間。相較之下,若不施加二次轉換,完成對一個4*4亮度殘余值區(qū)塊的離散余弦轉換 只需要8個工作周期的時間。也就是說,在典型的AVS編碼系統(tǒng)中,雖然二次轉換能貢獻降 低編碼結果數(shù)據(jù)量的好處,卻會造成編碼作業(yè)時間的延長,進而影響系統(tǒng)的整體效率。
【發(fā)明內容】
[0006] 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。藉由結合 離散余弦轉換與二次轉換并配合適當?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。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一具體實施例為一種視訊編碼裝置,其中包含一轉換模塊。該轉換 模塊系用W根據(jù)一轉換矩陣,對一目標影像數(shù)據(jù)區(qū)塊沿一特定方向施W-結合后轉換。該 轉換矩陣為一初步轉換矩陣與一二次轉換矩陣的乘積。該初步轉換矩陣對應于一二維初步 轉換中沿該特定方向進行的一維初步轉換。該二次轉換矩陣對應于一二維二次轉換中沿該 特定方向進行的一維二次轉換。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的另一具體實施例為一種視訊編碼方法。該視訊編碼方法包含一轉換 步驟:根據(jù)一轉換矩陣,對一目標影像數(shù)據(jù)區(qū)塊沿一特定方向施W-結合后轉換。該轉換矩 陣為一初步轉換矩陣與一二次轉換矩陣的乘積。該初步轉換矩陣對應于一二維初步轉換中 沿該特定方向進行的一維初步轉換。該二次轉換矩陣對應于一二維二次轉換中沿該特定方 向進行的一維二次轉換。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的另一具體實施例為一種視訊解碼裝置,其中包含一反向轉換模塊。 該反向轉換模塊系用W根據(jù)一反向轉換矩陣,對一目標影像數(shù)據(jù)區(qū)塊沿一特定方向施W - 結合后反向轉換。該反向轉換矩陣為一反向初步轉換矩陣與一反向二次轉換矩陣的乘積。 該反向初步轉換矩陣對應于一二維反向初步轉換中沿該特定方向進行的一維反向初步轉 換。該反向二次轉換矩陣對應于一二維反向二次轉換中沿該特定方向進行的一維反向二次 轉換。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的另一具體實施例為一種視訊解碼方法。該視訊解碼方法包含一反向 轉換步驟;根據(jù)一反向轉換矩陣,對一目標影像數(shù)據(jù)區(qū)塊沿一特定方向施W-結合后反向 轉換。該反向轉換矩陣為一反向初步轉換矩陣與一反向二次轉換矩陣的乘積。該反向初步 轉換矩陣對應于一二維反向初步轉換中沿該特定方向進行的一維反向初步轉換。該反向二 次轉換矩陣對應于一二維反向二次轉換中沿該特定方向進行的一維反向二次轉換。
[0011] 關于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可W藉由W下發(fā)明詳述及所附圖式得到進一步的了解。
【附圖說明】
[0012] 圖1呈現(xiàn)符合數(shù)字音視頻編解碼技術標準(AV巧的一編碼系統(tǒng)的局部功能方塊 圖。
[0013] 圖2A和圖2B呈現(xiàn)符合數(shù)字音視頻編解碼技術標準(AV巧的一離散余弦轉換/二 次轉換的時序關系。
[0014] 圖3為根據(jù)本發(fā)明的一實施例中的視訊編碼裝置的功能方塊圖。
[0015] 圖4A~圖4D呈現(xiàn)二次轉換尺寸與初步轉換尺寸的四種相對關系可能性。
[0016] 圖5A~圖5C呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的一實施例中的轉換模塊的運作程序范例。
[0017] 圖6A和圖6B呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的另一實施例中的轉換模塊的運作程序范例。
[0018] 圖7A和圖7B呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的又一實施例中的轉換模塊的運作程序范例。
[0019] 圖8A和圖8B呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的一實施例中的轉換模塊的運作程序范例。
[0020] 圖9A和圖9B呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的另一實施例中的轉換模塊的運作程序范例。
[0021] 須說明的是,本發(fā)明的圖式包含呈現(xiàn)多種彼此關聯(lián)的功能性模塊的功能方塊圖。 該等圖式并非細部電路圖,且其中的連接線僅用W表示信號流。功能性組件及/或程序間 的多種互動關系不一定要透過直接的電性連結始能達成。此外,個別組件的功能不一定要 如圖式中繪示的方式分配,且分布式的區(qū)塊不一定要W分布式的電子組件實現(xiàn)。
[00過符號說明
[0023] 12;頓內預測模塊 14;離散余弦轉換模塊
[0024] 16 ;二次轉換模塊 18 ;量化模塊
[00巧]300 ;視訊編碼裝置 32 ;頓內預測模塊
[0026] 34 ;轉換模塊 38 ;量化模塊
[0027] S51~S52 ;流程步驟 S61~S64 ;流程步驟
[002引 S71~S74 ;流程步驟
【具體實施方式】
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的一具體實施例為一種視訊編碼裝置。實務上,該視訊編碼裝置可被 整合在各種具有二次轉換(secondary transform)機制的視訊編碼系統(tǒng)中,亦可獨立存在。 為便于說明,W下說明主要W該視訊編碼裝置系設置于數(shù)字音視頻編解碼技術標準(AV巧 編碼系統(tǒng)的情況為例,其局部功能方塊圖系繪示于圖3。
[0030] 于此實施例中,頓內預測模塊32負責針對一視訊頓中的各個影像區(qū)塊進行頓內 預測程序,W產(chǎn)生各影像區(qū)塊的亮度殘余值區(qū)塊。轉換模塊34負責對亮度殘余值區(qū)塊施W 一初步轉換與一二次轉換。舉例而言,該初步轉換可為一離散余弦轉換值CT)或者是由離 散余弦轉換變形而成的整數(shù)轉換(integer tran