[发明专利]视频编码和解码中针对帧间帧的改进色度变换的方法和装置

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2009年12月4日递交的美国临时申请序号No.61/266,537的权益，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明原理总体上涉及视频编码和解码，更具体地涉及视频编码和解码中针对帧间帧的改进色度变换的方法和装置。

背景技术

通常被称作基于块的混合编码方法的通用且高效的视频编码方法涉及使用基于块的时间预测和变换编码。该方法实质上是所有国际视频编码标准的核心。

在基于块的混合视频编码器中，每个画面被划分成块。使用运动补偿预测和变换编码的组合来编码帧间画面中的每个块。当运动补偿预测去除了时间相关时，变换编码还对空域中的信号进行去相关，并且将能量压缩为几个系数。

针对各种国际标准已经开发了不同的变换。在国际标准化组织/国际电工委员会(ISO/IEC)运动图像专家组-4(MPEG-4)第10部分高级视频编码(AVC)标准/国际电信联盟电信分部(ITU-T)H.264推荐标准(以下称为“MPEG-4AVC标准”)之前的标准中，变换块大小典型地为8×8。8×8变换大小具有以下优点：是二进(dyadic)的，大到足以捕获趋势和周期性，而同时小到足以最小化由于变换区域上的局部瞬变所引起的扩散效应。

在MPEG-4AVC标准中，如下三种附加变换也是可用的：

●16×16模式下预测的帧内宏块中针对4×4亮度DC系数阵列的Hadamard变换；

●任何宏块中针对2×2色度DC系数阵列的Hadamard变换；以及

●4×4基于DCT的变换。

这种4×4的较小尺寸使得编码器能够使预测误差编码适合于移动对象的边界，使编码块尺寸与运动补偿的最小块尺寸相匹配，以及通常使变换更好地适合于局部预测误差信号。

为了编码针对帧间帧的亮度分量的残差数据，编码器从8×8和4×4变换中进行选择。相反，如下针对色度分量的变换是固定的：与针对DC系数的2×2Hadamard编码级联的4×4变换。

KTA中针对帧间画面的亮度和色度残差的变换

VCEG“关键技术区域(key technical area)”(KTA)软件已经提供了一种公共平台，以在MPEG-4AVC标准的结束之后在视频编码中集成新的进展。在KTA中采用使用扩展块尺寸和大变换的建议。在当前KTA软件中，实现了大于16×16像素的运动分区(motion partition)。具体地，除了现有的MPEG-4AVC标准分区尺寸以外，还使用尺寸为64×64、64×32、32×64、32×32、32×16、16×32的宏块。较大的块变换还用于更好地捕获高清视频中通常更平滑的内容。更大的块变换包括16×16、16×8和8×16变换。注意，所有这些变换应用于亮度分量。针对色度分量的变换与MPEG-4AVC标准相同，是级联的4×4变换。这样的固定变换不考虑视频内容的特性。

典型色度变换

转向图1，视频编码器中针对色度编码的传统方法由附图标记100总体指示。方法100包括开始框110，开始框110将控制传递至循环限制框120。循环限制框120使用范围从1，...，画面数目(#)(例如，在输入视频序列中)的变量j开始第一循环(循环(1))，并且将控制传递至循环限制框130。循环限制框130使用范围从1，...，块数目(#)(例如，在输入视频序列的当前画面中)的变量i开始第一循环(循环(2))，并且将控制传递至功能框140。功能框140对画面j中针对块i的亮度分量进行编码，并且将控制传递至功能框150。功能框150利用固定变换对画面j中针对块i的色度分量进行编码，并且将控制传递至循环限制框160。循环限制框160结束循环(2)，并且将控制传递至功能框170。功能框170结束循环(1)，并且将控制传递至结束框199。