[发明专利]用于视频编码和译码中的嵌入量化参数调节的方法和装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年10月5日递交的美国临时申请序列号No.61/248,541(律师案件编号No.PU090143)的优先权，其全部内容通过引用被结合于此。

技术领域

本原理一般地涉及视频编码和译码，更具体地涉及用于视频编码和译码中的嵌入量化参数调节的方法和装置。

背景技术

大多数视频应用都寻求针对一组给定的比特率限制的最高可能的感知质量(perceptual quality)。例如，在诸如视频电话系统之类的低比特率应用中，视频编码器可以通过消除在视觉上更重要的感兴趣的区域上的强烈伪像来提供更高的质量。另一方面，在较高比特率的应用中，期望在图片中的任何地方都具有视觉无损的质量，并且视频编码器还需要实现透明的视觉质量。在高比特率的应用中获取透明视觉质量的一个挑战是保存细节，尤其是平滑区域的细节(其中，由于人类视觉系统的纹理遮蔽特征，平滑区域的细节损失比非平滑区域的细节损失更明显)。

增大比特率是用于提高质量的最直接的方法。当比特率给定时，编码器操纵它的比特分配模块，以将可用比特用在可以获得最大的视觉质量改善方面。在诸如DVD创作之类的非实时应用中，视频编码器可以利用可变比特率(VBR)设计，针对困难和容易的视频内容产生一贯的恒定质量。在这种应用中，可用比特被适当地分布到不同的视频段，以获取恒定的质量。相反，恒定比特率(CBR)系统向一个或者多个图片的间隔指派相同数目的比特而不管这些图片的编码难度如何，并且产生随视频内容变化的视觉质量。对于VBR和CBR编码系统，编码器可以根据图片内的感知模型来分配比特。人类感知的一个特性是纹理遮蔽(texture marking)，该特性解释了为什么人类的眼睛对平滑区域中的质量损失比纹理区域中的质量损失更敏感。为了获取较高的视觉质量，可以使用该特征来增大向平滑区域分配的比特数目。

视频编码器中的量化处理控制编码比特的数目和质量。通常通过调节量化参数(QP)来调节质量。量化参数可以包括量化步长、取整偏移(rounding offset)、以及比例变换矩阵。在当前的现有技术和现有标准中，量化参数值在比特流中被明确发送。编码器具有调谐量化参数并用信号向译码器发送量化参数的灵活性。然而，用信号发送量化参数会不利地导致开销成本。

提高感知质量的处理中的一个重要方面是保存精细的细节，诸如胶片颗粒和计算机生成的噪声等。这对于精细的细节损失很容易被注意到的平滑区域尤其重要。现有算法中的一种通用方法是以更精细的量化步长来编码这些平滑区域、或者包括平滑区域的视频片断。尽管对于横跨多个标准的本领域的当前状态是共同的，但是在以下的描述中我们将使用国际标准化组织/国际电工委员会(ISO/ICE)移动图片专家组-2(MPEG-2)标准参考软件测试模型版本5(以下称为“TM5”)来阐述怎样针对图片内的平滑区域获取更高的质量。

在TM5中，使用如下的原始像素值，从四个8×8的亮度帧组织的子块(n＝1，...，4)和四个亮度场组织的子块(n＝5，...，8)计算宏块(MB)j的空间活动性度量：

act_j＝1+min(vblk₁，vblk₂，...vblk₈)                 (1)

其中