[发明专利]率失真优化量化的加速技术

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年9月10日提交的名称为“SPEEDUP TECHNIQUES FOR RATE DISTORTION OPTIMIZED QUANTIZATION”的第61/241,130号美国临时申请的优先权，在此通过引用包括其全部内容。

技术领域

本公开涉及数字视频编码，尤其涉及视频信号的量化。更特别地，本公开涉及用于率失真优化量化和编码模式判定的加速技术。

背景技术

视频编码系统被广泛用于降低再现、存储和发送数字视频信号所需的带宽。通常使用的视频编码系统包括基于块的视频编码系统，基于区域的视频编码系统以及基于小波的视频编码系统等等。

基于块的视频编码系统是一种被广泛采用的视频编码系统，其用于压缩数字视频信号。这种编码系统的例子包括诸如MPEG1/2/4、H.264的国际视频编码标准（请参见参考文献1）、VC-1（请参见参考文献2）标准、根据诸如VP-6、VP-7和VP-8的On2技术的编码系统、Dirac编解码器以及Theora视频编解码器等。

图1示出基于块的通用视频编码系统的方块图。输入视频信号（102）被逐块处理。通常使用的视频块单位由N×M个像素构成，通常N=M=16（通常还被称为宏块）。对于每个输入视频块，可以执行空间预测（160）和/或者时间预测（162）。空间预测利用同一个视频帧/片段中已经编码的相邻块来预测当前视频块。空间预测通常还被称为“帧内预测（intra prediction）”。可以利用各种大小的视频块或者视频区域执行空间预测；例如，H.264/AVC允许4×4、8×8和16×16像素的块大小用于视频信号的亮度分量的空间预测。另一方面，时间预测利用来自先前编码的、通常相邻的视频帧/片段的信息来预测当前视频块。时间预测通常还被称为“帧间预测”和/或者“运动预测”。与空间预测类似，时间预测也可以对各种大小或者形状的视频块或者区域来进行；例如，对于亮度分量，H.264/AVC可以利用诸如16×16、16×8、8×16、8×8、8×4、4×8和4×4的块大小进行基于块的帧间预测。还可以考虑其中有多个参考可以被用于预测并且可以被进一步线性或者非线性组合的多参考预测和多假设预测。

预测之后，在求和器(116)中把预测块从原始视频块中减去。残差块在变换单元（104）中被变换并且在量化单元（106）中被量化。然后，经量化的残差块变换系数被送到熵编码单元（108）以被执行熵编码，从而进一步降低位速率。可以采用各种熵编码方法或者模式。例如，H.264/AVC允许两种熵编码模式，即，上下文自适应可变长编码（CAVLC）模式和上下文自适应二进制算术编码（CABAC）模式。然后，经熵编码残差系数被打包，以形成输出视频位流（120）的一部分。

经量化的变换系数在反量化单元（110）中被反量化，并且在反变换单元（112）中被反变换，以获得重构的残差块。然后，在求和器（126）中该重构的残差块与预测视频块相加，以形成重构视频块。可以在环路滤波单元（166）中对该重构的视频块进行附加滤波，以减小特定编码赝象。例如，与在H.264/AVC中一样，环内去块滤波器是在单元（166）执行的用于去除或者减小视觉上令人不舒服的成块赝象的环路滤波的例子。环路滤波之后，重构的视频块被存储在参考画面存储器（164）中，用作该视频帧/片段和/或者未来（根据编码顺序）视频帧/片段中的其它视频块的预测。

图1所示的编码器使用模式判定和通用编码器控制逻辑单元（180），以通常根据特定预定判据选择当前视频块的最佳编码模式，例如，根据拉格朗日（Lagrangian）率失真成本：

J(λ)＝D(r)+λ·r          (1)