一种视频编码的整数dst变换基选择方法
【专利摘要】本发明公开了一种视频编码的整数DST变换基选择方法，包括以下步骤：步骤1，依据DST变换系数矩阵C，求解其对应整数变换矩阵I的表达式，其中C的系数标记为ck，I的系数标记为ik，k=0～N；步骤2，将ik归一化，求得标定系数jk，k=0～N；步骤3，采用搜索方法搜索求解ik以组成变换基，搜索时依循以下4个约束条件，IIT矩阵中对角线以外的元素均满足取值为0；限制搜索求解ik时的搜索步长为1/2；标定系数jk需满足门限要求，门限数值取决于期望搜索得到的变换基数目；所取整数变换矩阵I中系数ik的最大幅度为15；步骤4，将搜索得到的变换基尺度化到整数，得到矩阵C对应的整数变换基。采用本发明可以全面快速地得到高质量的整数DST变换基。
【专利说明】一种视频编码的整数DST变换基选择方法
【技术领域】
[0001]本发明属于视频编码领域，特别涉及一种视频编码标准中的整数DST变换基的优选方法及优选得到的变换基。
【背景技术】
[0002]2013年4月，国际电联(ITU)正式发布了 HEVC/H.265标准，标准全称为高效视频编码(High Efficiency Video Coding)。相较于之前的Η.264标准，H.265有了相当大的改善，仅需原先一半的码率即可播放相同质量的视频。H.265标准采用了多项新技术加以平衡码流结构、编码质量、延时和算法复杂度之间的关系。其中在变换方面，H.265首次将离散正弦变换(DST)引入到标准中。在此之前，视频编码标准化技术中占统治地位的变换方法一直是离散余弦变换(DCT)。
[0003]DST变换有效改善了帧内预测块的变换编码效率。帧内预测往往相对图像块左边或上方的已编码的邻居像素来展开，因此，离邻居越近的像素比远离邻居的像素能获得更高的预测精度或者说更小预测残差。大量研究表明，相对于DCT变换，DST变换更适合描述帧内预测块的这种统计特性。因此，H.265在保留现有DCT变换的同时，正式将DST变换纳入到标准中，专门用于帧内预测亮度块的4x4变换编码。而且，为了降低变换误差，提高运算速度，吸收了 H.264中整数变换的思想，采用了近似DST的无乘法整数变换的实现方案。
[0004]不同于普通的DST变换，整数DST变换基不唯一。寻找相关能力强、运算简单的整数变换基是视频编码标准化过程中的一项重要的工作。H.265中的整数变换基已经得到了专利保护，我国正在加紧制定与H.265性能相当的本土标准AVS2，因此，必须提出新的有别于H.265中已经采用的整数变换基。
【发明内容】
[0005]为了从根本上解决了变换基的发现问题，本发明基于整数DST变换的原理，提出了一种变换基的通用生成算法，该发明对于制定我国自主知识产权的视频压缩标准具有积极作用。
[0006]本发明所采用的技术方案是:一种视频编码的整数DST变换基选择方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0007]步骤1:依据DST变换系数矩阵C，求解其对应整数变换矩阵I的表达式，其中C的系数标记为ck, I的系数标记为ik, k=0, I,..., N ;其中，N表示DST变换系数矩阵中数值不同的系数的个数；
[0008]步骤2:将ik归一化，求得标定系数jk，k=0, I,。..，N ;
[0009]步骤3:采用搜索方法搜索求解ik以构成变换基，其中，按照以下4个约束条件进行搜索求解ik，
[0010]约束条件一:IIT矩阵中对角线以外的元素均满足取值为0，所述的IIt矩阵由整数变换矩阵I乘以其转置矩阵取得；[0011]约束条件二:限制搜索求解ik时的搜索步长为1/2 ；
[0012]约束条件三:标定系数jk需满足
【权利要求】
1.一种视频编码的整数DST变换基选择方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1:依据DST变换系数矩阵C，求解其对应整数变换矩阵I的表达式，其中C的系数标记为ck，I的系数标记为ik，k=0, I,..., N ;其中，N表示DST变换系数矩阵中数值不同的系数的个数； 步骤2:将ik归一化，求得标定系数jk，k=0, I,..., N； 步骤3:采用搜索方法搜索求解ik以构成变换基，其中，按照以下4个约束条件进行搜索求解ik， 约束条件一:IIT矩阵中对角线以外的元素均满足取值为O，所述的IIt矩阵由整数变换矩阵I乘以其转置矩阵取得； 约束条件二:限制搜索求解ik时的搜索步长为1/2 ； 约束条件三:标定系数jk需满足
2.根据权利要求1所述的视频编码的整数DST变换基选择方法，其特征在于:所述的标定系数jk需满足
3.根据权利要求1或2所述的视频编码的整数DST变换基选择方法，其特征在于:所述的Tf的取值为0.03。
4.根据权利要求1所述的视频编码的整数DST变换基选择方法，其特征在于:利用所述的视频编码的整数DST变换基选择方法，对4x4DST变换矩阵中的2个系数0.371748、0.601501搜索得到对应的10组整数变换基，其10组整数变换基中的2个系数分别为:
(1)4,6.5 ；
(2)2.5、4 ；
(3)1.5,2.5 ；
(4)3.5,5.5 ；
(5)3.5、6 ；
(6)2,3.5 ；
(7)1,1.5 ；
(8)2.5,4.5 ；
(9)4.5,6.5 ；
(10)3,5.5。
5.根据权利要求4所述的视频编码的整数DST变换基选择方法，其特征在于:所述的10组整数变换基同原始4X4DST变换矩阵中的2个系数的偏差按照由小到大排列，偏差越小的基对原始4x4DST性质的保留越 好，在使用时优先选择。
【文档编号】H04N19/00GK103561265SQ201310573819
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2013年11月15日
【发明者】王中元 申请人:武汉大学