自适应色彩空间变换编码的制作方法_2

文档序号:9553563阅读:来源:国知局
SPS)NALU、图片参数集(PPS)和/或切片标头内向包括类型、参数和 系数的色彩变换发信号通知或进行指定。就比特率而言,尽管编码树单元(CTU)内的信令 可能会消耗更多一些比特率(其可能是不可取的),但是该信令也可为可能的。
[0025] 如果针对视频序列(即序列、帧和CTU的像素块)的不同级别规定此类变换信息, 则可在这些元素的层级中预测变换。即,PPS中的变换可从在SPS中限定的变换预测,并且 切片标头中的变换可从PPS和/或SPS中的变换预测。可限定新的语法元素和单元,并且 用于允许视频序列层级的不同级别之间的变换的预测,以包括来自指定变换或更高级别变 换的变换的预测或非预测,以及变换系数的精度和系数本身的预测或非预测)。明确限定的 色彩变换的推导可基于现有数据诸如来自整个序列、图片、切片或CTU的样本数据。编码器 可选择(choose或select)使用与当前像素样本(如果有的话)对应的数据,或使用来自 过去已编码的帧或单元的数据。主分量分析法例如协方差法、迭代法、非线性迭代偏最小二 乘法等可用于推导变换系数。
[0026] 系统可通过信令或语义(即由编解码器或设定档/级别强加)来指示仅应针对整 个序列来使用单次变换,因此不允许序列的任何子分量内(即图片、切片、CTU或变换单元 (TU))的色彩变换的任何改变。可在较低级别(即图片、切片或CTU内)处执行类似的限 制。
[0027] 然而,系统也可允许序列、图片、切片或者甚至是CTU内的色彩变换的切换。可通 过针对覆盖高级别或先前的数据块变换参数的每个新的数据块向新的色彩变换参数发信 号通知来完成每个图片和切片的色彩变换的切换。可在较低层处向附加变换参数发信号通 知,从而有效地允许整个CTU、编码单元(CU)或者甚至TU的色彩变换的切换。然而,此类信 令可能占用所得的经编码的数据流中的大量的比特,因此将增大数据流大小。
[0028]作为替代方案,可基于比特流中的各种预定义的条件或发信号通知的条件来推导 色彩变换。具体地,可为特定的变换块大小、编码单元大小或预测模式(例如,帧内与帧间) 预分配具体的色彩变换。例如,假设具体的视频序列的亮度数据和色度数据的变换单元对 准,如果要使用的亮度变换的大小为16X16,则使用色彩变换A,如果要使用8X8的亮度变 换,则使用色彩变换B,并且如果使用32X32或4X4变换,则不使用任何色彩变换。如果亮 度数据和色度数据的变换单元不对准,则可使用色彩变换的预定义的条件推导的替代的但 类似的方式来说明变换单元不对准。
[0029] 系统可缓冲或高速缓存多个预定义的色彩变换以及编码或解码过程中的相关联 的处理算法,使得系统可存储码本,例如可经由查找表(LUT)来查找预定义的色彩变换。系 统还可计算或预测色彩变换并将其存储在缓冲区中以供以后查找。
[0030]在一些编解码器标准中,可在⑶内限定预测单元(PU)和TU,并且两者之间无严格 的依赖关系。因此,就大小而言,预测单元(PU)和TU可能不直接相关。在其他编解码器标 准中,如果TU被严格限定在PU内,则PU信息诸如预测列表和参考指标可用于导出色彩变 换。
[0031]对于复杂度不重要的系统,可使用上述方法的组合。即,对于每一CTU、⑶或变 换块,编码器可在经编码的数据流中发信号通知是否使用先前限定/发信号通知的色彩变 换,或是否应基于邻域信息来单独导出当前单元的色彩变换。这允许系统控制解码器的复 杂度并避免没有足够的信息来从其领域导出色彩变换的情况。在邻域数据可能不具有相关 性的对象或色彩边界或噪声数据周围,这可能尤其正确。可较不频繁地计算和更新自适应 计算的色彩变换(例如每个CTU行或者甚至是每个CTU)以降低解码器复杂度。可通过使 用先前生成的值缓慢适应色彩变换来提高色彩变换的稳定性。即,单元(例如,变换单元) η处的当前色彩变换的计算可按如下等式执行:
[0032]Transform(n) =w〇*Transform(n-1) +w1*ComputedTransform(n)
[0033] 其中,ComputedTransform(n)是纯粹基于本地像素组信息来估计的变换。可在 针对如何控制色彩变换的计算来提供更多灵活性的系统中预定义或发信号通知两个加权 W。和W1<3即,W。相对于^的值的增加提高最终色彩变换Transform(n)对邻近色彩变换 Transform(n-Ι)的依赖性。
[0034]编码系统可通过例如分析视频序列中的图像数据来确定编码视频序列所需的所 有变换,并执行成本效益评估以优化编码、解码、数据的质量和/或经编码的数据的大小。 例如,如果编码系统具有足够的计算资源,则其可通过对所有单个帧或变换单元执行多次 可能的色彩变换来执行"暴力"分析,然后针对每个变换单元选择一个导致最小速率失真的 色彩变换(如果要优化速率失真)。然而,此类"暴力"分析将需要很多计算资源并且将很 慢,因此其在需要几乎"实时"进行编码的应用程序(诸如"直播"视频流)中可能不是很 有用。
[0035]每个块使用不同的色彩变换可影响编码和解码过程的其他部分。具体地,例如基 于上下文自适应二进制算术编码(CABAC)的熵编码假设邻域块中的系数在同一色域内,熵 编码过程的统计值可相应累计,并且解块可利用当过滤块边缘时用于每个色彩分量的量化 参数(QP)。
[0036] 然而,在使用可影响编码性能的块级自适应色彩变换的系统中,情况可能并非如 此。如果是熵编码,则影响可能不重要,因此可忽略色彩空间的差异。就复杂性和具体实施 而言,限制过程考虑同一色彩空间中的邻域数据可能对性能不利,因为已被使用的每个新 色彩变换可能需要处理和补偿更多的上下文。因此,系统可无需更改自适应色彩变换的编 码过程。
[0037] 在另一方面,在解块期间可能更加易于说明自适应色彩变换改变。具体地,当得到 用于解块的每个色彩分量的合适阈值时,在忽略所使用的色彩空间的同时可使发信号通知 的QP值,或考虑到QP值用于对经变换的残余进行编码,QP值可近似在原色域中。例如,一 种简单的方式是将与应用于残余数据的色彩变换相同的色彩变换也应用于量化器值,或限 定并发信号通知有利于将经变换的残余的所使用的量化器值转化为原色空间量化器值的 附加变换。为简单起见,系统可无需转化或调整自适应色彩变换的量化值。
[0038] 根据图2所示的实施例,系统200可包括解码器230、可选残余逆变换器220和积 分器240。
[0039] 解码器230可接收和解码输入数据210。可选残余逆变换器220可由解码器230 控制,以对进解码的输入数据执行可选逆变换,从而生成经逆变换的残余图像。积分器240 可将逆变换残余图像与当前图像区域的预测图像组合,以生成输出视频290的恢复的当前 图像区域。解码器230可基于输入数据210中的经编码的信息来选择可选逆变换,该经编 码的信息识别可选逆变换并且指示当前图像区域的可选逆变换不同于输出视频290的前 一图像区域的变换。
[0040] 可选地,系统200可包括用于存储输出视频290的信息例如先前处理的图像数据 的帧缓冲区280。帧缓冲区280中的此类数据可被由解码器230控制的帧间预测装置250 用于执行时间预测,即基于前一帧的数据生成当前图像区域的预测的图像数据。帧内预测 装置260可由解码器230控制以执行空间预测,即基于当前帧的另一部分的数据生成当前 图像区域的预测的图像数据。积分器240可将帧间预测装置250和/或帧内预测装置260 生成的当前图像区域的预测的图像数据与来自可选残余逆变换器220的逆变换残余图像 组合(或相加),以生成输出视频290的恢复的当前图像区域。系统220可包括对输出视频 290的恢复的当前图像区域执行调整的调节器270。调节器270可包括解块272和采样点 自适应偏移(SA0) 274。调节器270可输出至输出视频290和/或帧缓冲区280。
[0041] 根据一个实施例,当前图像区域可以是帧、切片以及编码树单元中的一者。可选逆 变换可包括色彩空间变换。解码器230可包括熵解码器。用于识别可选逆变换的经编码的 信息可指定可选逆变换的系数。用于识别可选逆变换的经编码的信息可被包含在位于当前 图像区域的经编码的残余图像数据之前的序列参数集、图片参数集以及切片标头中的一者 中。解码
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