用于媒体编码的4x4变换的制作方法
【专利说明】
[0001] 分案申请的相关信息
[0002] 本申请是国际申请日为2010年6月4日、国际申请号为PCT/US2010/037513、发明名 称为"用于媒体编码的4X4变换"的PCT申请进入中国国家阶段申请号为201080023552.4的 发明专利申请的分案申请;原发明专利申请案的优先权日为2009年6月5日。
[0003] 相关申请案的交叉引用
[0004] 本专利申请案是20 10年5月27日递交的名称为"用于媒体编码的4X4变换 (4X4TRANSF0RM FOR MEDIA CODING)"的第12/788,625号美国专利申请案的接续申请案。所 述美国专利申请案依据35 U.S.C. §120主张2010年5月27日递交的第12/788,666号共同待 决的美国专利申请案的递交日。所述共同待决的美国专利申请案依据35 U.S.C.§119(e)主 张2009年6月5日申请的第61/184,656号美国临时申请案及2009年6月24日申请的第61/ 219,887号美国临时申请案的权利，且已转让给本受让人且在此W引用的方式明确地并入 本文中。
技术领域
[0005] 本发明设及数据压缩，且更特定来说，设及包含变换的数据压缩。
【背景技术】
[0006] 数据压缩广泛用于多种应用中W减少对数据存储空间、发射带宽或两者的消耗。 数据压缩的实例应用包括可见或可听媒体数据编码，例如，数字视频、图像、语音及音频编 码。数字视频编码(例如）用于广泛范围的装置中，其包括数字电视、数字直接广播系统、无 线通信装置、个人数字助理(PDA)、膝上型或桌上型计算机、数码相机、数字记录装置、视频 游戏装置、蜂窝式或卫星无线电电话等等。数字视频装置实施例如Μ阳G-2、MPEG-4或H. 264/ MPEG-4先进视频编码(AVC)等视频压缩技术W更有效地发射及接收数字视频。
[0007] 大体来说，视频压缩技术执行空间预测、运动估计及运动补偿W减少或移除视频 数据中所固有的冗余。特定来说，帖内编码依赖于空间预测来减少或移除给定视频帖内的 视频中的空间冗余。帖间编码依赖于时间预测来减少或移除邻近帖内的视频中的时间冗 余。对于帖间编码，视频编码器执行运动估计W跟踪在两个或两个W上邻近帖之间的匹配 的视频块的移动。运动估计产生运动向量，其指示视频块相对于一个或一个W上参考帖中 的对应视频块的位移。运动补偿使用运动向量W从参考帖产生预测视频块。在运动补偿之 后，通过从原始视频块减去预测视频块而形成残余视频块。
[000引视频编码器接着应用变换，继之W量化及无损耗统计编码过程，W进一步减小通 过视频编码过程产生的残余块的位速率。在一些情况下，所应用的变换包含离散余弦变换 (DCT)。通常，将DCT应用于大小为二的幕的视频块，例如，4像素高乘4像素宽的视频块(其通 常被称为"4 X 4视频欺'）。运些DCT因此可被称为4 X 4DCT，因为运些DCT被应用于4 X 4视频 块W产生DCT系数的4X4矩阵。由将4X4DCT应用于残余块所产生的DCT系数的4X4矩阵接 着经历量化及无损耗统计编码过程W产生位流。统计编码过程(也被称为"赌编码"过程)的 实例包括上下文自适应性可变长度编码（CAVLC)或上下文自适应性二进制算术编码 (CABAC)。视频解码器接收经编码的位流且执行无损耗解码W解压缩用于块中的每一者的 残余信息。通过使用残余信息及运动信息，视频解码器重建构经编码的视频。
【发明内容】
[0009] 大体来说，本发明是针对用于使用可相对于常规4X4DCT提供增加的编码增益的4 X4离散余弦变换(DCT)的近似的一个或一个W上实施方案来编码例如媒体数据等数据的 技术。根据本发明的技术所应用的4X4DCT的实施方案设及在经缩放因子与内部因子之间 的各种关系。术语"经缩放因子"指代经由因式分解移除的在4X4DCT的实施方案外部的因 子。术语"内部因子"指代在因式分解之后保留的在4 X4DCT的实施方案内部的因子。4X 4DCT的一个实例实施方案为正交的，其意味着表示4X4DCT的系数矩阵在乘W此矩阵的转 置时等于单位矩阵。4X4DCT的另一实例实施方案为接近正交的（或近似正交的）。通过遵守 W下详细描述的各种关系，所述技术促进在两种情况下选择导致正交与接近正交4X4DCT 实施方案的矩阵系数，所述实施方案在应用于数据时可相对于常规4X4DCT促进增加的编 码增益。
[0010] 在一个方面中，一种设备包含4X4离散余弦变换(DCT)硬件单元，其实施具有奇数 部分的正交4X4DCT，所述奇数部分应用与经缩放因子(ξ)有关的第一内部因子及第二内部 因子(C、S)W使得经缩放因子等于第一内部因子(C)的平方加第二内部因子(S)的平方的总 和的平方根，其中4X4DCT硬件单元将4X4DCT实施方案应用于媒体数据W将媒体数据从空 间域变换到频域。
[0011] 在另一方面中，一种方法包含通过4 X 4DCT硬件单元将正交4 X 4离散余弦变换 (DCT)实施方案应用于媒体数据W将媒体数据从空间域变换到频域，其中正交4X4DCT实施 方案包括奇数部分，所述奇数部分应用与经缩放因子α)有关的第一内部因子及第二内部 因子(C、S)W使得经缩放因子等于第一内部因子(C)的平方加第二内部因子(S)的平方的总 和的平方根。
[0012] 在另一方面中，一种设备包含用于将正交4X4离散余弦变换(DCT)实施方案应用 于媒体数据W将媒体数据从空间域变换到频域的装置，其中正交4X4DCT实施方案包括奇 数部分，所述奇数部分应用与经缩放因子α)有关的第一内部因子及第二内部因子(C、S)W 使得经缩放因子等于第一内部因子(C)的平方加第二内部因子(S)的平方的总和的平方根。
[0013] 在另一方面中，一种非暂时性计算机可读存储媒体存储指令，所述指令在由处理 器执行时引起处理器通过4X4DCT硬件单元将正交4X4离散余弦变换(DCT)实施方案应用 于媒体数据W将媒体数据从空间域变换到频域，其中正交4X4DCT实施方案包括奇数部分， 所述奇数部分应用与经缩放因子α)有关的第一内部因子及第二内部因子(C、S)W使得经 缩放因子等于第一内部因子(C)的平方加第二内部因子(S)的平方的总和的平方根。
[0014] 在另一方面中，一种设备包含4X4反离散余弦变换（IDCT)硬件单元，其实施具有 奇数部分的正交4X4DCT的IDCT，所述奇数部分应用与经缩放因子(ξ)有关的第一内部因子 及第二内部因子(C、S)W使得经缩放因子等于第一内部因子(C)的平方加第二内部因子(S) 的平方的总和的平方根，其中4 X 4IDCT硬件单元将4 X 4IDCT实施方案应用于代表媒体数据 的DCT系数W将媒体数据从频域变换到空间域。
[0015] 在另一方面中，一种方法包含通过4 X 4IDCT硬件单元将正交4 X 4DCT的4 X 4反离 散余弦变换（IDCT)应用于代表媒体数据的DCT系数W将媒体数据从频域变换到空间域，其 中正交4X4DCT包括奇数部分，所述奇数部分应用与经缩放因子(ξ)有关的第一内部因子及 第二内部因子(C、S)W使得经缩放因子等于第一内部因子(C)的平方加第二内部因子(S)的 平方的总和的平方根。
[0016] 在另一方面中，一种设备包含用于将正交4 X 4DCT的4 X 4反离散余弦变换（IDCT) 应用于代表媒体数据的DCT系数W将媒体数据从频域变换到空间域的装置，其中正交4X 4DCT包括奇数部分，所述奇数部分应用与经缩放因子（ξ)有关的第一内部因子及第二内部 因子(C、S)W使得经缩放因子等于第一内部因子(C)的平方加第二内部因子(S)的平方的总 和的平方根。
[0017] 在另一方面中，一种非暂时性计算机可读存储媒体存储指令，所述指令在由处理 器执行时引起处理器通过4 X 4IDCT硬件单元将正交4 X 4DCT的4 X 4反离散余弦变换（IDCT) 应用于代表媒体数据的DCT系数W将媒体数据从频域变换到空间域，其中正交4X4DCT包括 奇数部分，所述奇数部分应用与经缩放因子α)有关的第一内部因子及第二内部因子(C、S) W使得经缩放因子等于第一内部因子(C)的平方加第二内部因子(S)的平方的总和的平方 根。
[0018] 在另一方面中，一种设备包含4X4离散余弦变换(DCT)硬件单元，其中DCT模块实 施具有奇数部分的非正交4X4DCT，所述奇数部分应用按W下方程式与经缩放因子(ξ)有关 的第一变量及第二变量(C、S):
[0019]
[0020] 其中变量ω及Φ表示无理内部变换因子且变量C及S表示在非正交4X4DCT的整数 实施方案中代替变量ω及iH吏用的二元有理内部变换因子，且其中4X4DCT硬件单元将4Χ 4DCT实施方案应用于媒体数据W将媒体数据从空间域变换到频域。
[0021] 在另一方面中，一种方法包含通过4 X 4DCT硬件单元将非正交4 X 4离散余弦变换 (DCT)应用于媒体数据W将媒体数据从空间域变换到频域，其中非正交4X4DCT包括奇数部 分，所述奇数部分应用按W下方程式与经缩放因子α)有关的第一变量及第二变量(C、S):
[0022]
[0023] 其中变量ω及Φ表示无理内部变换因子且变量C及S表示在非正交4X4DCT的整数 实施方案中代替变量ω及Φ使用的二元有理内部变换因子。
[0024] 在另一方面中，一种设备包含用于通过4 X4DCT硬件单元将非正交4X4离散余弦 变换(DCT)应用于媒体数据W将媒体数据从空间域变换到频域的装置，其中非正交4X4DCT 包括奇数部分，所述奇数部分应用按W下方程式与经缩放因子α)有关的第一变量及第二 变量(C、S):
[0025]
[00%] 其中变量ω及Φ表示无理内部变换因子且变量C及S表示在非正交4 X 4DCT的整数 实施方案中代替变量ω及Φ使用的二元有理内部变换因子。
[0027]在另一方面中，非暂时性计算机可读存储媒体存储指令，所述指令在由处理器执 行时引起处理器通过4X4DCT硬件单元将非正交4X4离散余弦变换(DCT)应用于媒体数据 W将媒体数据从空间域变换到频域，其中非正交4 X 4DCT包括奇数部分，所述奇数部分应用 按W下方程式与经缩放因子α)有关的第一变量及第二变量(C、S):
[002引
[0029] 其中变量ω及Φ表示无理内部变换因子且变量C及S表示在非正交4X4DCT的整数 实施方案中代替变量ω及Φ使用的二元有理内部变换因子。
[0030] 在另一方面中，一种设备包含4X4反离散余弦变换（IDCT)硬件单元，其中DCT硬件 单元实施具有奇数部分的非正交4X4DCT的反DCT，所述奇数部分应用按W下方程式与经缩 放因子α)有关的第一内部因子及第二内部因子(C、S):
[0031]
[0032] 其中变量ω及Φ表示无理内部变换因子且变量C及S表示在非正交4X4DCT的整数 实施方案中代替变量ω及Φ使用的二元有理内部变换因子，且其中4X4IDCT硬件单元将4Χ 4IDCT实施方案应用于代表媒体数据的DCT系数W将媒体数据从频域变换到空间域。
[0033] 在另一方面中，一种方法包含通过4 X 4IDCT硬件单元将4 X 4反离散余弦变换 (IDCT)应用于代表媒体数据的DCT系数W将媒体数据从频域变换到空间域，其中4X4IDCT 包含具有奇数部分的非正交4X4DCT的IDCT，所述奇数部分应用按W下方程式与经缩放因 子α)有关的第一内部因子及第二内部因子(C、S):
[0034]
[0035] 其中变量ω及Φ表示无理内部变换因子且变量C及S表示在非正交4X4DCT的整数 实施方案中代替变量ω及Φ使用的二元有理内部变换因子。
[0036] 在另一方面中，一种设备包含用于通过4 X 4IDCT硬件单元将4 X 4反离散余弦变换 (IDCT)应用于代表媒体数据的DCT系数W将媒体数据从频域变换到空间域的装置，其中4Χ 4IDCT包含具有奇数部分的非正交4X4DCT的IDCT，所述奇数部分应用按W下方程式与经缩 放因子α)有关的第一内部因子及第二内部因子(C、S):
[0037]
[0038] 其中变量ω及Φ表示无理内部变换因子且变量C及S表示在非正交4X4DCT的整数 实施方案中代替变量ω及Φ使用的二元有理内部变换因子。
[0039] 在另一方面中，一种非暂时性计算机可读存储媒体存储指令，所述指令在由处理 器执行时引起处理器通过4 X 4IDCT硬件单元将4 X 4反离散余弦变换（IDCT)应用于代表媒 体数据的DCT系数W将媒体数据从频域变换到空间域，其中4X4IDCT包含具有奇数部分的 非正交4X4DCT的IDCT，所述奇数部分应用按W下方程式与经缩放因子(ξ)有关的第一内部 因子及第二内部因子(C、S):
[0040]
[0041 ] 其中变量ω及φ表示无理内部变换因子且变量C及S表示在非正交4 X 4DCT的整数 实施方案中代替变量ω及Φ使用的二元有理内部变换因子。
[0042] 在另一方面中，一种设备包含4X4离散余弦变换(DCT)硬件单元，其实施具有奇数 部分的非正交4X4DCT，所述奇数部分应用按W下方程式与经缩放因子(ξ)有关的第一内部 因子及第二内部因子(Α、Β):
[0043]
[0044] 其中经缩放因子(ξ)等于第一内部因子(A)加第二内部因子(Β)的总和除W-加一 除W二的平方根，且其中4X4DCT硬件单元将4X4DCT实施方案应用于媒体数据W将媒体数 据从空间域变换到频域。
[0045] 在另一方面中，一种方法包含通过4 X 4DCT硬件单元将非正交4 X 4离散余弦变换 (DCT)应用于媒体数据W将媒体数据从空间域变换到频域。非正交4X4DCT包括奇数