用于混合视频编解码器的改进架构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及视频编解码技术，尤其涉及用于混合视频编解码器的改进架构.关于由联邦政府资助的研发的声明
[0002]不适用。
微缩胶片附录参考
[0003]不适用。
【背景技术】
[0004]从20世纪80年代中期以来，国际电信联盟(ITU)电信标准化部门(ITU-T)视频编码专家组(VCEG)及国际标准化组织和国际电工委员会(ISO/IEC)移动图片专家组(MPEG)已开发了若干代数字视频译码标准。视频译码标准的实例包含H.261、MPEGU H.262或MPEG2、MPEG4、H.263、H.264或MPEG-AVC (高级视频译码)。一些所述视频译码标准实际上是由上述两个标准组织联合开发的。当前，通常称为高效率视频译码(HEVC)的另一视频译码标准正由视频译码联合合作小组(JCTVC)开发，视频译码联合合作小组为由ITU-T与ISO/IEC联合创建的专家组。
[0005]为实现视频信号的高压缩效率，在一些现有视频译码格式或标准中，视频编码及解码架构的设计可能已大部分相同或类似。此类格式或标准的实例可包含那些前述格式或标准、由谷歌(GOOGLE)开发且称为VP8的开放视频压缩格式及最初由微软(MICROSOFT)开发且称为VC-1的另一视频压缩格式。典型架构可为经运动补偿的帧间预测、具有标量量化的空间变换译码、变换系数扫描与熵编码的混合。因此，使用此类架构的视频译码标准有时也称为混合视频译码系统。
【发明内容】
[0006]在一个实施例中，本发明包含一种用于视频编码的方法，其包括:变换多个像素以产生第一多个变换系数；量化所述第一多个变换系数以产生多个经量化变换系数；基于多个经重建构像素计算多个预测像素，所述多个经重建构像素为用于所述多个像素的预测参考物；变换所述多个预测像素以产生第二多个变换系数；以及将多个预测残差系数计算为所述多个经量化变换系数与所述第二多个变换系数之间的差。
[0007]在另一实施例中，本发明包含一种设备，其包括处理器，所述处理器经配置以:变换包括多个像素的像素块以产生包括多个变换系数的变换块；量化所述变换块以产生包括多个经量化变换系数的经量化变换块；基于一组经重建构像素计算预测块，所述经重建构像素为用于所述像素块的预测参考物；变换所述预测块以产生经变换预测块；以及将预测残差块计算为所述经量化变换块与所述经变换预测块之间的差。
[0008]在又一实施例中，本发明包含一种用于视频解码的方法，其包括:对多个经编码残差系数进行解码以产生多个经解码残差系数；变换多个预测像素以产生多个变换系数；将多个经重建构系数计算为所述多个经解码残差系数与所述多个变换系数的总和；以及基于所述多个经重建构系数产生多个经重建构像素，其中所述多个预测像素是所述多个经重建构像素的预测版本。
[0009]从结合附图以及权利要求书进行的以下详细描述中将更清楚地理解这些以及其它特征。
【附图说明】
[0010]为了更完整地理解本发明，现在参考以下结合附图和详细描述进行的简要描述，其中相同参考标号表不相同部分。
[0011]图1是常规视频编码器的示意图。
[0012]图2是常规视频解码器的示意图。
[0013]图3是视频编码器的实施例的示意图。
[0014]图4是视频解码器的实施例的示意图。
[0015]图5是展示两个视频帧之间的帧间预测的示意图。
[0016]图6是视频编码方法的实施例的流程图。
[0017]图7是视频解码方法的实施例的流程图。
[0018]图8是网络组件的实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0019]最初应理解，尽管下文提供一或多个实施例的说明性实施方案，但可使用任何数目的技术，不管是当前已知还是现有的，来实施所揭示的系统和/或方法。本发明决不应限于下文所说明的所述说明性实施方案、图式和技术，包含本文所说明并描述的示范性设计和实施方案，而是可在所附权利要求书的范围以及其均等物的完整范围内修改。
[0020]为有效地移除数字视频信号中的冗余且因此实现高压缩效率，一些现有视频译码标准运行类似的混合译码系统，所述系统可包括经运动补偿的图片间预测、具有标量量化的空间变换译码、变换系数扫描及熵编码。在此混合系统中，先前经译码像素可用作预测参考物来预测当前正译码的像素块。取决于预测参考物所位于的位置，存在图片间或帧间预测(简称为帧间预测，在此情况下，参考像素驻留在先前经译码视频图片或帧中)及帧内预测(简称为帧内预测，在此情况下，参考像素驻留在当前视频帧的先前经译码像素块中)。
[0021]在编码器侧上的帧间预测中，可通过将为驻留在先前经译码帧中的像素的经重建构版本的像素块用作用于驻留在当前帧中的像素块的预测参考物来执行运动补偿。可将预测残差像素产生为参考像素与当前块之间的差。此外，预测残差像素可经受变换、量化及熵编码过程。最终，经编码系数可表示当前帧的经压缩版本。在压缩过程期间，噪声信号(例如，量化噪声)可能存在于先前经量化且经编码的帧的运动补偿预测信号中。在常规译码方案中，此类噪声可在当前帧的编码期间经变换及量化。因此，噪声可能随着译码而传播，从而损害当前帧的压缩质量。
[0022]图1是常规视频编码器100的示意图，常规视频编码器100可包括如图1所示而布置的各种模块或单元，包含编码决策模块110、预测器或预测模块120、变换模块130、量化模块140、熵编码器150、解量化(或反量化)模块160、反变换模块170、环内滤波器180，及帧缓冲器190。
[0023]可将例如源视频帧或图片等包括输入像素块102的输入视频馈送到编码器100中。为对输入像素块102进行编码，可基于先前已编码的一或多个参考块产生预测块104。预测块104为输入像素块102的估计或预测版本。残差块106可产生为块102与预测块104之间的差。由于表示预测残差所需的资料量通常可小于表示输入像素块102所需的资料量，因此可对残差块106进行编码以实现较高压缩比。
[0024]如图1所示，残差块106可馈送到变换模块130中。因此，可通过应用变换矩阵而将空间域中的残差像素转换为频域中的变换系数。另外，在变换模块130之后的量化模块140中，数个高指数变换系数可缩减到零，其可在后续熵编码步骤中被跳过。在量化之后，可通过熵编码器150对经量化变换系数进行熵编码。
[0025]另外，为促进输入像素块的连续编码(或一个原始块中的像素的连续编码)，可将经量化变换系数馈送到解量化模块160中，解量化模块160可执行量化模块140的反操作且恢复变换系数的缩放比例。接着，所恢复变换系数可进一步馈送到反变换模块170中，反变换模块170可执行变换模块130的反操作且将变换系数从频域转换到空间域中的残差块172。
[0026]在编码器100中，可在经过一系列操作之后将残差块106转换为残差块172，所述操作例如包含变换、量化、解量化及反变换。由于一些或所有这些操作可能引入噪声，因此在转换过程期间可能会造成信息丢失。因此，残差块172可为对应残差块106的近似，且通常包括较少非零残差像素以获得较高压缩效率。另外，残差块172可与对应预测块104组合以形成经重建构块174，例如通过将所述两个块相加在一起以产生总和。除非另有陈述，否则对应块可指示位于图片的相同相对位置处的块。
[0027]经重建构块174可用作参考块以产生预测块104。编码决策模块110可通过确定如何预测当前帧来控制预测器120。可经由帧间和/或帧内预测来预测当前帧。在帧间预测中，编码决策模块110可基于一或多个参考帧中的对应块来确定当前帧中的块的运动向量。另一方面，在帧内预测中，邻近于当前块的参考像素可用以产生预测块。可使用多个可用预测模式或方向(例如，HEVC中用于明度分量的35个模式)中的任一者来实施帧内预测，所述可用预测模式或方向可由编码决策模块110确定。
[0028]压缩可能造成属于不同块的边界区域中的可见不连续性，这可称为方块效应。为改进经重建构视频帧的质量，可执行环内滤波步骤。举例来说，环内滤波器180可为应用于位于经重建构块174的边缘上的像素以移除或减少方块效应的解块滤波器。可在编码器中的反变换之后且在使用经重建构块174作为用于预测的预测参考物之前应用滤波器180。作为环内滤波的结果，块边界可被平滑化，从而改进经解码视频帧的外观(尤其在较高压缩比下)。环内滤波器180可进一步包括样本自适应偏移(SAO)模块，所述样本自适应偏移模块还可经配置以修改经重建构像素的值。
[0029]在环内滤波之后，经重建构块174中的未经滤波像素可转换为经滤波块182中的经滤波像素。另外，经滤波块182可存储在帧缓冲器190中。含有多个参考块的一或多个参考帧可存储在帧缓冲器190中。预测器120可搜索帧缓冲器190中的任何参考块以确定哪一参考块最佳地用于帧间/帧内预测。
[0030]如图1所示，编码器100中的预测(例如，运动补偿或帧内预测)是在变换及量化过程之前执行的。因此，使用空间域中的像素而非变换频域中的变换系数来计算预测残