专利名称：预测视频块的系数的设备和方法
技术领域：
根据本发明的设备和方法涉及对视频数据编码，更具体地讲，涉及预测视频块的系数。
背景技术：
由于视频包含大量数据，所以压缩编码对于视频数据的存储或传输是必要的。以诸如16×16像素的宏块或4×4像素的块为数据单位对视频数据执行编码或解码。为了以预定块为单位对视频数据编码或解码，应该扫描在画面中包括的像素。
图1示出传统的光栅扫描方案。根据传统光栅扫描方案，从左到右和从上到下地扫描在画面中包括的像素。因此，光栅扫描从画面的左上角的像素开始。
作为视频数据压缩方法之一，有帧内空间预测。帧内空间预测是通过使用一个画面片中的数据之间的相似性来压缩视频数据的技术。
根据作为运动图像压缩国际标准之一的运动图像专家组(MPEG)-4第二部分，在当前块经过离散余弦变换(DCT)之后，通过使用当前块的邻近块的系数来预测当前块的DC和AC系数。
图2是解释根据MPEG-4第二部分来预测当前块的DC系数的示图。参照图2，为了预测当前块X4的DC系数，使用先前块A3、B1和C2。根据如图1所示的光栅扫描，从左到右和从上到下地扫描在画面中包括的像素。因此，先前块A3、B1和C2在当前块X4之前都已经被扫描、编码或解码。先前块A3、B1和C2以及当前块X4是8×8块。
以下，将描述根据MPEG-4第二部分预测当前块X4的DC系数。
计算先前块A3的DC系数30和先前块B1的DC系数10之间的差，并计算先前块C2的DC系数20和先前块B1的DC系数10之间的差。如果DC系数30和DC系数10之间的差小于DC系数20和DC系数10之间的差，则先前块A3和先前块B1可被认为它们之间具有相似的视频特性。此外，当前块X4和先前块C2可被认为彼此相似。这是因为块的DC系数是该块像素的平均。因此，先前块C2被确定为用于预测当前块X4的DC系数40的参考块，并且先前块C2的系数20被确定为当前块X4的DC系数40的预测值。然而，如果DC系数30和DC系数10之间的差大于DC系数20和DC系数10的差，则先前块A3被确定为用于预测当前块X4的DC系数40的参考块，并且先前块A3的DC系数30被确定为当前块X4的DC系数40的预测值。一旦确定了当前块X4的DC系数40的预测值，DC系数40和其预测值之间的差就被进行熵编码，并被发送到解码器或被存储在存储介质中。
如果先前块A3、B1和C2之一位于视频对象面(VOP)外面或者不是帧内块，则当前块X4的DC系数40的预测值被确定是预定值，例如，1024。VOP是在MPEG-4第二部分中规定的用于视频编码和解码的一种视频单位，一个视频帧被分成多个VOP，并以VOP为单位被编码或解码。
当完成当前块X4的DC系数40的预测时，通过使用该DC系数40的预测结果来执行当前块X4的AC系数的预测。换句话讲，通过使用被确定为用于预测当前块X4的DC系数的参考块的先前块A3的DC系数30或先前块C2的DC系数20来预测当前块X4的AC系数。
图3和图4是解释根据MPEG-4第二部分预测当前块X4的AC系数的示图。
图3是解释当先前块C2被用作用于预测当前块X4的DC系数40的参考块时预测当前块X4的AC系数的示图。根据MPEG-4第二部分，当先前块C2被用作用于预测当前块X4的DC系数40的参考块时，先前块C2的第一行中包括的AC系数21至27被确定为当前块X4的第一行中包括的AC系数41至47的预测值。例如，先前块C2的AC系数21是当前块X4的AC系数41的预测值，先前块C2的AC系数22是当前块X4的AC系数42的预测值。不用预测就对除当前块X4的第一行中包括的AC系数41至47之外的其它AC系数进行熵编码。
图4是解释当先前块A3被用作用于预测当前块X4的DC系数40的参考块时预测当前块X4的AC系数的示图。根据MPEG-4第二部分，当先前块A3被用作用于预测当前块X4的DC系数40的参考块时，先前块A3的第一列中包括的AC系数31至37被确定为当前块X4的第一列中包括的AC系数51至57的预测值。例如，先前块A3的AC系数31是当前块X4的AC系数51的预测值，先前块A3的AC系数32是当前块X4的AC系数52的预测值。不用预测就对除当前块X4的第一列中包括的AC系数51至57之外的其它AC系数进行熵编码。
在根据MPEG-4第二部分对当前块的AC和DC系数进行预测的情况下，通过使用为预测当前块的DC系数而被确定的参考块来预测当前块的AC系数。换句话讲，当前块的AC系数的预测以与当前块的DC系数的预测相同的方向被执行。
然而，根据块的像素的分布方式，可能产生多个非零AC系数。换句话讲，在一些情况下，当前块AC系数以与当前块DC系数的预测相同的方向被预测可能是不可取的。结果，AC系数的预测的准确性降低，导致编码和解码的效率降低。
发明内容
本发明提供了一种预测视频块的系数的设备和方法，其中，当前块的AC系数独立于当前块的DC系数而被预测，从而提高了AC系数的预测的准确性。
本发明还提供了一种将实现用于预测视频块的系数的方法的程序记录在其上的计算机可读记录介质，其中，该方法提高了当前块的AC系数的预测的准确性。
根据本发明的一方面，提供了一种预测视频块的系数的方法。该方法包括通过使用与当前块邻近的多个先前块的DC系数来确定当前块的DC系数的预测值；和独立于确定当前块的DC系数的预测值，通过使用所述多个先前块的AC系数来确定当前块的多个AC系数的预测值。
根据本发明的另一方面，提供了一种预测视频块的系数的设备。该设备包括存储器和预测单元。存储器存储与当前块邻近的多个先前块的DC系数和AC系数。预测单元通过使用存储器中存储的所述多个先前块的DC系数来确定当前块的DC系数的预测值，并独立于当前块的DC系数的预测值的确定，通过使用所述多个先前块的AC系数来确定当前块的AC系数的预测值。
根据本发明的另一方面，提供了一种将实现用于预测视频块的系数的方法的程序记录在其上的计算机可读记录介质，该方法包括通过使用与当前块邻近的多个先前块的DC系数来确定当前块的DC系数的预测值；和独立于确定当前块的DC系数的预测值，通过使用所述多个先前块的AC系数来确定当前块的多个AC系数的预测值。
通过参照附图对其示例性实施例的详细描述，本发明上述和其它方面将会变得更加清楚，其中图1示出传统光栅扫描方案；图2是解释根据MPEG-4第二部分预测当前块的DC系数的示图；图3和图4是解释根据MPEG-4第二部分预测当前块的AC系数的示图；图5是根据本发明示例性实施例的视频数据编码器的方框图；图6是根据本发明示例性实施例的预测视频块的系数的设备方框图；图7是示出根据本发明示例性实施例的预测视频块的系数的方法的流程图；图8是示出图7的操作S330的详细流程图；和图9是根据本发明示例性实施例的视频数据解码器的方框图。
具体实施例方式
图5是根据本发明示例性实施例的视频数据编码器的方框图。参照图5，根据本发明示例性实施例的视频数据编码器包括变换单元110、量化单元120、逆量化单元130、AC/DC预测单元140、扫描单元150和可变长编码单元160。
变换单元110接收预定大小的输入视频块，并通过使用预定方法对该输入视频块进行变换。在本发明的该示例性实施例中，输入视频块经过离散余弦变换。当输入视频块是8×8块时，一旦对该8×8的输入视频块进行了离散余弦变换，就由变换单元110产生1个DC系数和63个AC系数。尽管在本发明的该示例性实施例中采用8×8块作为示例，但是输入视频块的大小并不限于8×8，而是可以变化的，比如4×4。
量化单元120对从变换单元110输入的系数进行量化，并将量化的系数输出给逆量化单元130和AC/DC预测单元140。逆量化单元130对量化的系数进行逆量化，并将逆量化的结果提供给用于预测当前块的DC和AC系数的AC/DC预测单元140。
根据本发明以及当前块的原始系数和该原始系数的预测值之间的差，AC/DC预测单元140执行视频块的系数的预测。稍后将更详细地描述AC/DC预测单元140的结构和操作。
扫描单元150以预定顺序扫描当前块的原始系数和该原始系数的预测值之间的差和/或当前块的原始系数，并将扫描的系数提供给可变长编码单元160。可变长编码单元160对扫描的系数执行可变长编码以输出比特流。
图6是图5的AC/DC预测单元140的详细方框图。参照图6，AC/DC预测单元140包括预测单元141和存储器143。存储器143存储与当前块邻近的多个先前块的DC系数和AC系数。根据图5中示出的示例性实施例，存储器143中存储的多个先前块的DC系数和AC系数是逆量化的值。通过使用在存储器143中存储的多个先前块的DC系数和AC系数以及从量化单元120输入的当前块的量化的系数，预测单元141确定当前块的DC系数和多个AC系数的预测值。
参照图7和图8，将更详细地描述预测单元141的操作。
在操作S310中，预测单元141通过使用在存储器143中存储的多个先前块的DC系数和从量化单元120输入的当前块的量化的DC系数来确定当前块的DC系数的预测值。由于当前块的DC系数的预测通过使用公知的预测方法而被执行，所以在此将不描述它。
在操作S330中，独立于当前块的DC系数的预测值的确定，预测单元141通过使用在存储器143中存储的多个先前块的AC系数和从量化单元120输入的当前块的量化的AC系数来确定当前块的AC系数的预测值。
图8是示出图7的操作S330的详细流程图。当前块的AC系数的预测包括AC系数的预测方向的确定和AC系数的预测。确定AC系数的预测方向涉及在多个先前块中确定将被用于确定当前块的AC系数的预测值的参考块。
参照图8，在操作S331中，预测单元141从多个先前块之中选择将被用于确定当前块的AC系数的预测值的参考块。
根据本发明，独立于当前块的DC系数的预测来预测当前块的AC系数。具体地讲，不用参考当前块的DC系数的预测方向而独立确定当前块的AC系数的预测方向。
当前块的AC系数的预测方向，即，用于当前块的AC系数的预测的参考块如下被确定。首先，假定当前块和多个先前块是8×8块，和通过使用如图3所示的垂直预测或图4所示的水平预测来预测当前块的AC系数。
预测单元141通过使用下面的方程1来计算T1。
T1=Σi=17Wi×|ACA(0,i)-ACB(0,i)|.........(1)]]>其中，Wi表示预定加权值，ACA(0，i)表示如图2所示与当前块左邻的先前块A3的第一列中的AC系数，ACB(0，i)表示与先前块A3上邻的先前块B1的第一列中AC系数。较大的加权值分配给对确定AC系数的预测方向重要的低频率的AC系数。例如，3分配给加权值W1，2分配给加权值W2和W3，1分配给加权值W4至W7。另一方面，为了更容易并更快速地确定AC系数的预测方向，1可分配给加权值W1，0可分配给其它加权值。预测单元141通过使用下面的方程2来计算T2。
T2=Σi=17Wi×|ACB(0,i)-ACC(0,i)|.........(2)]]>其中，ACB(i，0)表示先前块B1的第一行中的AC系数，ACC(i，0)表示先前块C2的第一行中的AC系数，Wi表示预定加权值，其最好被设置为与方程1中使用的Wi相同的值。
一旦通过使用方程1和2计算了T1和T2，预测单元141就确定T1和T2哪一个比另一个大。如果T1比T2小，则先前块A3和先前块B1被认为具有相似的视频特性。因此，选择先前块C2作为用于预测当前块X4的AC系数的参考块。另一方面，如果T1比T2大，则选择先前块A3作为用于预测当前块X4的AC系数的参考块。
一旦在操作S331中选择了用于预测当前块的AC系数的参考块，就在操作S333中通过使用选择的参考块的AC系数来确定当前块的AC系数的预测值。通过使用公知的预测方法来执行当前块的AC系数的预测。换句话讲，通过使用如图3所示的垂直预测或如图4所示的水平预测来预测当前块的AC系数。
由于在存储器143中存储的先前块的系数是逆量化的值，所以当前块的系数的预测值也是逆量化的值。输入到预测单元141中的当前块的系数是量化的值。因此，当前块的系数的预测值应该再次被量化。
根据图5所示的视频数据编码器方面的示例性实施例对关于预测视频块的系数的设备和方法进行描述。类似地，根据本发明示例性实施例的预测视频块的系数的设备和方法也可应用于解码器。
图9是根据本发明示例性实施例的视频数据解码器的方框图。图9的视频数据解码器对由图5的视频数据编码器编码的视频数据进行解码。参照图9，根据本发明示例性实施例的视频数据解码器包括可变长解码单元510、逆扫描单元530、逆AC/DC预测单元550、逆量化单元570、和逆变换单元590。可变长解码单元510、逆扫描单元530、逆AC/DC预测单元550、逆量化单元570、和逆变换单元590执行关于图5所示的视频数据编码器的可变长编码单元160、扫描单元150、AC/DC预测单元140、量化单元120、和变换单元110的逆操作。逆AC/DC预测单元550是根据本发明另一示例性实施例的用于预测视频块的系数的设备，它的详细操作除以下内容之外与图6所示的AC/DC预测单元140类似，即AC/DC预测单元140的输入和输出分别是逆AC/DC预测单元550的输出和输入。
如上所述，根据本发明，当前块AC系数独立于当前块的DC系数的预测而被预测，从而提高了AC系数的预测的准确性，因此提高了编码和解码的效率。
根据本发明示例性实施例的预测视频块的系数的方法也可在计算机可读记录介质上被实施为计算机可读代码。所述计算机可读记录介质是可存储数据的任何数据存储装置，所述数据其后可由计算机系统读取。所述计算机可读记录介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储装置、和载波。计算机可读记录介质也可被分布在与计算机系统连接的网络，以使所述计算机可读代码以分布方式被存储并被执行。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示并描述了本发明，但是本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种改变。
权利要求
1.一种预测视频块的系数的方法，该方法包括通过使用与当前块邻近的多个先前块的DC系数来确定当前块的DC系数的预测值；和独立于确定当前块的DC系数的预测值，通过使用所述多个先前块的AC系数来确定当前块的多个AC系数的预测值。
2.如权利要求1所述的方法，其中，确定当前块的多个AC系数的预测值的步骤包括从所述多个先前块中选择参考块；和通过使用选择的参考块的AC系数来确定当前块的多个AC系数的预测值。
3.如权利要求2所述的方法，其中，选择参考块的步骤包括从位于当前块的左边的第一先前块或位于当前块上面的第二先前块之间选择具有与当前块的视频特性相似的视频特性的先前块作为参考块。
4.如权利要求3所述的方法，其中，选择参考块的步骤包括比较第一先前块的至少一个AC系数与位于第一先前块上面的第三先前块的至少一个AC系数，和比较第二先前块的至少一个AC系数和第三先前块的至少一个AC系数，以选择参考块。
5.如权利要求4所述的方法，其中，选择参考块的步骤包括将第一先前块的AC系数和与所述第一先前块的AC系数对应的第三先前块的AC系数之间的差，与第二先前块的AC系数和与所述第二先前块的AC系数对应的第三先前块的AC系数之间的差，进行比较以选择参考块。
6.如权利要求4所述的方法，其中，选择参考块的步骤包括将第一先前块的多个AC系数和与所述第一先前块的多个AC系数对应的第三先前块的多个AC系数之间的差的和，与第二先前块的多个AC系数和与所述第二先前块的多个AC系数对应的第三先前块的多个AC系数之间的差的和，进行比较以选择参考块。
7.如权利要求6所述的方法，其中，选择参考块的步骤包括将第一先前块和第三先前块的AC系数之间的差的和，与第二先前块和第三先前块的AC系数之间的差的和，进行比较以选择参考块，其中，每个差都乘以预定加权值。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个先前块的DC系数和AC系数是逆量化的值。
9.如权利要求1所述的方法，其中，当前块和所述多个先前块是8×8块或4×4块。
10.一种预测视频块的系数的设备，该设备包括存储器，存储与当前块邻近的多个先前块的DC系数和AC系数；和预测单元，通过使用所述存储器中存储的所述多个先前块的DC系数来确定当前块的DC系数的预测值，并独立于当前块的DC系数的预测值的确定，通过使用所述多个先前块的AC系数来确定当前块的AC系数的预测值。
11.如权利要求10所述的设备，其中，预测单元从所述多个先前块中选择参考块，并通过使用选择的参考块的AC系数来确定当前块的多个AC系数的预测值。
12.如权利要求11所述的设备，其中，预测单元从位于当前块的左边的第一先前块或位于当前块的上边的第二先前块之间选择具有与当前块的视频特性相似的视频特性的先前块作为参考块。
13.如权利要求12所述的设备，其中，预测单元比较第一先前块的至少一个AC系数和位于第一先前块上边的第三先前块的至少一个系数，并比较第二先前块的至少一个AC系数和第三先前块的至少一个AC系数，以选择参考块。
14.如权利要求13所述的设备，其中，预测单元将第一先前块的AC系数和与所述第一先前块的AC系数对应的第三先前块的AC系数之间的差，与第二先前块的AC系数和与所述第二先前块的AC系数对应的第三先前块的AC系数之间的差，进行比较以选择参考块。
15.如权利要求13所述的设备，其中，预测单元将第一先前块的多个AC系数和与所述第一先前块的多个AC系数对应的第三先前块的多个AC系数之间的差的和，与第二先前块的多个AC系数和与所述第二先前块的多个AC系数对应的第三先前块的多个AC系数之间的差的和，进行比较以选择参考块。
16.如权利要求15所述的设备，其中，预测单元将第一先前块和第三先前块的AC系数之间的差的和，与第二先前块和第三先前块的AC系数之间的差的和，进行比较以选择参考块，其中，每个差都乘以预定加权值。
17.如权利要求10所述的设备，其中，所述多个先前块的DC系数和AC系数是逆量化的值。
18.如权利要求10所述的设备，其中，当前块和所述多个先前块是8×8块或4×4块。
19.一种将实现用于预测视频块的系数的方法的程序记录在其上的计算机可读记录介质，该方法包括通过使用与当前块邻近的多个先前块的DC系数来确定当前块的DC系数的预测值；和独立于确定当前块的DC系数的预测值，通过使用所述多个先前块的AC系数来确定当前块的多个AC系数的预测值。
20.如权利要求19所述的计算机可读记录介质，其中，确定当前块的多个AC系数的预测值的步骤包括从所述多个先前块中选择参考块；和通过使用选择的参考块的AC系数来确定当前块的多个AC系数的预测值。
21.如权利要求20的计算机可读记录介质，其中，选择参考块的步骤包括从位于当前块的左边的第一先前块或位于当前块上面的第二先前块之间选择具有与当前块的视频特性相似的视频特性的先前块作为参考块。
22.如权利要求21的计算机可读记录介质，其中，选择参考块的步骤包括比较第一先前块的至少一个AC系数和位于第一先前块上边的第三先前块的至少一个AC系数，以及比较第二先前块的至少一个AC系数和第三先前块的至少一个AC系数，以选择参考块。
23.如权利要求22的计算机可读记录介质，其中，选择参考块的步骤包括将第一先前块的AC系数和与所述第一先前块的AC系数对应的第三先前块的AC系数之间的差，与第二先前块的AC系数和与所述第二先前块的AC系数对应的第三先前块的AC系数之间的差，进行比较以选择参考块。
24.如权利要求22的计算机可读记录介质，其中，选择参考块的步骤包括将第一先前块的多个AC系数和与所述第一先前块的多个AC系数对应的第三先前块的多个AC系数之间的差的和，与第二先前块的多个AC系数和与所述第二先前块的多个AC系数对应的第三先前块的多个AC系数之间的差的和，进行比较以选择参考块。
25.如权利要求24的计算机可读记录介质，其中，选择参考块的步骤包括将第一先前块和第三先前块的AC系数之间的差的和，与第二先前块和第三先前块的AC系数之间的差的和，进行比较以选择参考块，其中，每个差都乘以预定加权值。
全文摘要
提供了一种预测视频块的系数的设备和方法。该方法包括通过使用与当前块邻近的多个先前块的DC系数来确定当前块的DC系数的预测值；和独立于确定当前块的DC系数的预测值，通过使用所述多个先前块的AC系数来确定当前块的多个AC系数的预测值。
文档编号H04N7/32GK1822677SQ20061000114
公开日2006年8月23日 申请日期2006年1月13日 优先权日2005年2月18日
发明者李相来, 朴正熏, 朴胜兰, 金昭营, 孙有美 申请人:三星电子株式会社