用于hevc范圍擴(kuò)展的殘差差分脈沖編碼調(diào)制方法
【專利說明】
[0001 ]交叉引用
[0002] 本發(fā)明主張在2013年10月14日提出的申請?zhí)枮?1/890,365、名稱為"Unification and Harmonization of Residue Differential Pulse-Code Modulation(RDPCM)with Transform-Skip and Residue Rotation for 肥VC Range Extension"的美國臨時專利申 請的優(yōu)先權(quán),W及主張在2013年10月14日提出的申請?zhí)枮?1/890,361、名稱為 "Modifications to the Text Specification of HEVC Range Extension"的美國臨時專 利申請的優(yōu)先權(quán)。因此在全文中合并參考該些專利申請案。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明是有關(guān)于用于高效視頻編碼化igh Efficien巧Video Coding(肥VC)范圍 擴(kuò)展(Range Extension)的殘差差分脈沖編碼調(diào)制(Residue Differential Pulse-Code Modulation, W下簡稱為RDPCM)的編碼,特別是有關(guān)于用于高效視頻編碼范圍擴(kuò)展或相似 應(yīng)用的帖內(nèi)(Intra)RDPCM編碼、帖內(nèi)區(qū)塊復(fù)制(Intra-block copy, IntraBC)、W及帖間 (Inter)畑PCM編碼模式。
【背景技術(shù)】
[0004] 在當(dāng)前開發(fā)的用于高效視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的范圍擴(kuò)展中,由于一些工具在用于屏幕內(nèi) 容的編碼效率上的改進(jìn),而采用運(yùn)些工具。特別是,利用殘差差分脈沖編碼調(diào)制W及殘差旋 轉(zhuǎn)(residue rotation)工具W用于視頻壓縮。運(yùn)些工具可應(yīng)用于無損變換-量化略過區(qū)塊 (lossless transform-quantization bypass blocks)或有損變換-跳過區(qū)塊(lossy transform-skip(TS)blocks)。變換-跳過編碼模式為一種編碼模式,在運(yùn)個編碼模式中,變 換處理被跳過W使得殘差直接被量化并賭編碼。雖然用于區(qū)塊的變換被跳過,但是用于變 換編碼區(qū)塊的其他處理仍然被應(yīng)用于該區(qū)塊。相應(yīng)地,縮放(scaling)仍然被應(yīng)用于變換-跳過區(qū)塊。兩維區(qū)塊殘差需要被轉(zhuǎn)換為一維信號。相應(yīng)地,掃描(例如,垂直或水平掃描)被 應(yīng)用于殘差區(qū)塊。掃描也可應(yīng)用于縮放之前或之后、或者量化之后。在解碼器端,逆變換-跳 過將應(yīng)用于已編碼的區(qū)塊。逆變換-跳過包括逆縮放。需要注意的是,編碼單元為應(yīng)用編碼 處理的基本單元。殘差形成于每一個編碼單元,該編碼單元被進(jìn)一步分割為名為變換單元 (transform unit)的區(qū)塊,W用于在現(xiàn)有的編碼處理(即,非變換-跳過)中的變換處理。進(jìn) 一步,也可W跳過變換和量化處理,W使能編碼單元的無損編碼。在無損編碼的情況下,環(huán) 路濾波也被關(guān)閉。
[0005] 對于帖內(nèi)區(qū)塊,帖內(nèi)預(yù)測基于自相鄰區(qū)塊的已重建像素利用預(yù)測而執(zhí)行。帖內(nèi)預(yù) 測可自一組帖內(nèi)模式而選擇帖內(nèi)模式,該組帖內(nèi)模式包括垂直模式、水平模式、W及各種角 度預(yù)測模式。對于除由帖內(nèi)區(qū)塊復(fù)制編碼的區(qū)塊之外的帖內(nèi)區(qū)塊來說,RDPCM的處理方向依 賴于該區(qū)塊的帖內(nèi)模式。RDPCM僅應(yīng)用于水平和垂直模式的帖內(nèi)編碼的區(qū)塊,在相應(yīng)的的水 平和垂直方向上應(yīng)用。對于帖間和帖內(nèi)區(qū)塊復(fù)制的區(qū)塊,編碼器決定是否通過發(fā)送一個標(biāo) 志來利用RDPCM。編碼器也通過發(fā)送另一標(biāo)志來確定RDPCM的方向。盡管用于帖內(nèi)殘差(除了 帖內(nèi)區(qū)塊復(fù)制)和帖間殘差的RDPCM使用水平差分脈沖編碼調(diào)制或垂直差分脈沖編碼調(diào)制, 在帖內(nèi)RDPCM處理和帖間RDPCM處理之間存在一些差異。用于帖內(nèi)RDPCM處理的預(yù)測方向 (即,水平或垂直方向)的選擇基于用于區(qū)塊的帖內(nèi)模式而隱式確定。另一方面,是否利用 RDPCM和預(yù)測方向在編碼器側(cè)被確定,W及該確定結(jié)果被明確地發(fā)送出去。在本申請中, RDPCM處理指的是應(yīng)用于殘差信號或已處理的殘差信號(例如,由TS處理的殘差信號)的差 分脈沖編碼調(diào)制過程。RDPCM編碼指的是包括RDPCM處理的編碼方法。
[0006] 圖1描述了無損垂直RDPCM處理的示意圖。其中,帖內(nèi)已編碼區(qū)塊的殘差采樣減去 除頂行的采樣之外的垂直相鄰采樣,W進(jìn)一步降低冗余。對于具有N列M行采樣的區(qū)塊,令 ri,j,0 ^含M-I,0幻'如-巧帖內(nèi)預(yù)測之后的預(yù)測殘差。假設(shè)跳過變換和量化。無損垂直 畑PCM處理被應(yīng)用于殘差采樣,如下所示: ~ n h / = 〇, o<j<{N-\)
[0007] ';'廣1、/;'廠/!/_|),戶 1^^/單/-|),〇含'/牽-1). 片)
[000引對于RDPCM編碼來說,差分脈沖編碼調(diào)制處理的殘差(即,璋J )被進(jìn)一步編碼W代 替殘差信號(即,rij)本身。對于無損水平RDPCM處理來說,除第一列中的采樣之外,在當(dāng)前 采樣和左相鄰采樣之間執(zhí)行減法。對于有損的情況,殘差差分受制于量化。公式(2)指示應(yīng) 用于殘差采樣的有損垂直畑PCM處理。 1 ~ / 二 0,0 勾?幸--1)
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[0010]其中,Qb(I-IU)為殘差采樣的已量化版本。對于帖間RDPCM處理,殘差差分 脈沖編碼調(diào)制被應(yīng)用于帖間已編碼區(qū)塊。公式(1)也應(yīng)用于帖間RDPCM處理。其中,殘差信號 對應(yīng)于帖間預(yù)測殘差,W代替用于帖內(nèi)RDPCM情況下的帖內(nèi)預(yù)測殘差。對于無損水平RDPCM 處理,除第一列中的采樣之外,在當(dāng)前采樣和左相鄰采樣之間執(zhí)行減法。對于有損的情況, 殘差差分受制于量化。
[0011]對于殘差旋轉(zhuǎn)(residue rotation,RR),殘差區(qū)塊被180度旋轉(zhuǎn)W可能使得可能的 較大的差分脈沖編碼調(diào)制預(yù)測殘差從右下角被旋轉(zhuǎn)至左上角。已旋轉(zhuǎn)的差分脈沖編碼調(diào)制 預(yù)測殘差將更適合于最初設(shè)計用于變換系數(shù)的賭編碼器。圖2描述了殘差旋轉(zhuǎn)處理的示意 圖。其中差分脈沖編碼調(diào)制預(yù)測殘差在右下角具有一些非零采樣。非零采樣通過殘差旋轉(zhuǎn) 處理被旋轉(zhuǎn)至左上角。
[0012] 根據(jù)現(xiàn)有的RExURange Extension的簡稱)實踐,當(dāng)畑PCM和殘差旋轉(zhuǎn)處理均被調(diào) 用時,用于殘差的編碼和解碼處理依賴帖間/帖內(nèi)W及有損/無損的選擇而改變。W下是殘 差信號的對應(yīng)的編碼和解碼處理的要點(diǎn)。標(biāo)記"inv-TS"表示逆變換-跳過、W及"inv-畑PCM"表示逆畑PCM。
[0013] 請注意,畑 PCM 僅在變換-量化(transform-quantization, transquant)略過,或在 變換-跳過的情況下才被調(diào)用。也請注意,殘差旋轉(zhuǎn)本身具有獨(dú)立的控制標(biāo)志,該控制標(biāo)志 不受RDPCM的約束而使能。換句話說,當(dāng)使用RDPCM時,殘差旋轉(zhuǎn)可W開啟或關(guān)閉,W及當(dāng)使 用殘差旋轉(zhuǎn)時,RDPCM可W開啟或關(guān)閉。
[0014] 編碼處理
[001引帖內(nèi)(除帖內(nèi)區(qū)塊復(fù)審化外)編碼;
[0016] 若編碼單元變換-量化略過而被編碼:RDPCM 一殘差旋轉(zhuǎn)
[0017] 若變換單元變換-跳過而被編碼:畑PCM 一變換-跳妊今潑差掘巧一量化 [001引帖間W及帖內(nèi)區(qū)塊復(fù)制編碼:
[0019] 若編碼單元變換-量化略過而被編碼:RDPCM 一殘差旋轉(zhuǎn)
[0020] 若變換單元變換-跳過而被編碼:變換-跳過今殘差旋轉(zhuǎn)一畑PCM一量化
[0021] 解碼處理
[0022] 帖內(nèi)(除帖內(nèi)區(qū)塊復(fù)制之外)解碼:
[0023] 若編碼單元變換-量化略過而被編碼:殘差旋轉(zhuǎn)一逆RDPCM
[0024] 若變換單元變換-跳過而被編碼:反量化(De-quantization)一竊差旋轉(zhuǎn)今 逆變換-挑娃一 逆畑PCM
[0025] 帖間W及帖內(nèi)區(qū)塊復(fù)制解碼:
[00%]若編碼單元變換-量化略過而被編碼:殘差旋轉(zhuǎn)一逆RDPCM
[0027] 若變換單元變換-跳過而被編碼:反量化一逆RDPCM一殘差旋轉(zhuǎn)今逆變 換-跳過
[0028] 在上述編碼和解碼過程中,"變換-量化略過"指的是特定無損編碼模式,其中無損 編碼意味著略過離散余弦變換(DCT)和略過量化被應(yīng)用。運(yùn)兩個過程用粗體來表示,例如 變換-挑妊今殘差旋轉(zhuǎn)和磯差施轉(zhuǎn)今逆變換-跳過,指示他們捆綁在一起。對于基于 軟件的實現(xiàn),殘差旋轉(zhuǎn)可W在變換-跳過和逆變換-跳過功能中來執(zhí)行。解碼處理的不一致 增加了實現(xiàn)的難度。因此,需要一致并統(tǒng)一對于RDPCM和殘差旋轉(zhuǎn)的組合的解碼處理。
[0029] 在現(xiàn)有的肥VC的RExt中,帖間-RDPCM僅應(yīng)用于帖間區(qū)塊。同一圖片中的當(dāng)前區(qū)塊 和參考區(qū)塊之間而形成的帖內(nèi)區(qū)塊復(fù)制殘差被視為帖內(nèi)區(qū)塊。因此,帖間-RDPCM不應(yīng)用于 由帖內(nèi)區(qū)塊復(fù)制預(yù)測模式處理的區(qū)塊。另外,在帖內(nèi)區(qū)塊復(fù)制預(yù)測模式中編碼的區(qū)塊不利 用水平或垂直帖內(nèi)模式,因此,運(yùn)些區(qū)塊也不由帖內(nèi)RDPCM處理。需要開發(fā)一種編碼方案,W 改善由帖內(nèi)區(qū)塊復(fù)制預(yù)測模式處理的區(qū)塊的性能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0030] 根據(jù)本發(fā)明實施方式,掲示了一種殘差差分脈沖編碼調(diào)制的編碼方法,包括統(tǒng)一 的帖內(nèi)和帖間殘差差分脈沖編碼調(diào)制的編碼。用于當(dāng)前區(qū)塊的預(yù)測模式被確定。其中預(yù)測 模式自第一組而選擇,第一