[发明专利]兼容不同大小块变换的编解码方法及编解码器

说明书

技术领域

本发明涉及视频图像编码技术，尤其涉及一种兼容不同大小块变换的编解码方法及编解码器。

背景技术

原始视频图象数据所含信息量通常较大，因此直接将整个原始视频图像数据所含信息量作为传输或存储视频内容的对象，因需要耗费庞大的存储或传输资源，而不具有现实意义。

原始视频图象数据中包含一系列的静止图像信息，通常将一片静止图像称为一帧。一段视频中包含多帧，并通过帧的连续播放来产生动态的视觉效果，因而连续帧中的数据内容是非常相似的，也就是说后一帧相对于前一帧包含很多冗余信息。视频编码技术作为一种信息压缩技术，就是通过尽量消除冗余信息，保留图像的特征信息，来实现视频图像数据信息量的压缩，从而极大程度地降低信息存储量，并方便视频图像的传输。

典型的视频编码，如国际电信联盟(ITU)制定的H.261、H.263、H.264等标准，国际标准化组织(ISO)的数字音频压缩技术(MPEG)组织制定的MEPG-1，MPEG-2，MPEG-4，以及中国数字音视频编解码技术标准(AVS)工作组制定的AVS标准，都基于混合编码框架进行。参见图1，图1是现有的混合编码框架示意图。如图1所示，在混合编码框架中，对视频图像数据编码的过程通常包括：

利用预测去除时间/空间域的冗余性：基于帧内(I)或帧间(P)等模式编码，对原始图像数据进行预测和估计，得到预测块，然后得出待压缩的原始图像数据与预测块之差，即得到残差块；

利用变换去除空间域的冗余性：对此残差块作基于块的变换编码，如离散余弦变换(DCT)、整数变换等，得到变换系数块，再对该变换系数块中的系数进行量化处理，得到量化后的变换系数块；

利用熵编码去除统计上的冗余性：对变换系数块进行熵编码。其中，熵编码的类型可包括：上下文自适应可变长编码(CAVLC)、上下文自适应二进制算术编码(CABAC)、逆向游程扫描结合二维可变长编码(2D-VLC)等等熵编码。

对于上述基于块的变换编码，其中，所谓“块”是指将帧划分为多个矩形区域，每个矩形区域称为一个“块”。常用块的尺寸可包括：4×4块、8×8块、16×16块、8×4块等。由于基于不同的块进行编码所能够获得的效果不同，因此，为取得更好的编码效果，在一些标准中，引入自适应块变换(ABT)技术，即在一个视频编码系统中，可针对不同的需要，采用不同的块的变换编码方式进行编码。上述变换系数块(或量化后的变换系数块)是基于块的变换编码的结果，且变换系数块具有与ABT变换中不同频率相对应的系数。

熵编码方式(或算法)通常是针对基于块的变换编码所设计的，或者说熵编码方式与进行变换编码时所选块的尺寸是相匹配的，如8×8块的变换编码对应一种CAVLC，4×4块的变换编码对应另一种CAVLC。而由于熵编码算法的设计具有一定的复杂度，且其硬件实现的复杂度也较高，因此，为避免遇到软件与硬件设计上的复杂度问题，在一个视频编码系统中，通常设计一套熵编码算法，即采用一种熵编码方式进行编码。而对于引入了ABT技术的编码系统中，由于基于块的变换编码中采用了不同大小的块进行变换编码，因此在进行熵编码之前，需要采用措施，以使编码系统中适用于一种块的熵编码方式也能够对其他尺寸的块进行编码。

如，在H.264高级视频编码(AVC)标准中，基于块的变换编码存在4×4和8×8两种，而该标准中的熵编码方式所能够适用的是4×4块，则8×8变换系数块可按照如下方式使用4×4变换系数块所适用的熵编码方式：

先将8×8变换系数块的64个变换系数按照图2扫描方式序列化为：

a0，a1，a2，a3，a4，a5，a6，a7，a8，...，a63；

然后，从上述64个系数中通过子采样，得出四个分别含16个系数的序列Si，i＝1、2、3、4，该子采样方式是：每个序列中系数编号之间满足关系：a[j×4+i-1]，j＝0，1，...，15；得到：

S1：a0，a4，a8，...，a60；

S2：a1，a5，a9，...，a 61；

S3：a2，a6，a10，...，a62；

S4：a3，a7，a11，...，a63；

之后，将上述四个序列按照4×4变换系数块所适用的熵编码方式进行编码。这样，在一个编码系统中，即使基于不同尺寸的块进行能够变换编码，也可以采用同一套熵编码算法，对该算法所不适用的变换系数块进行编码。