[发明专利]视频编码方法和编码器、视频解码方法和解码器、存储介质

说明书

本发明公开了为视频压缩和解压缩系统提供改进的带宽控制的视频压缩和解压缩技术。具体地讲，视频编码和解码技术在多个维度中对输入视频进行量化。根据这些技术，可从对输入数据的阵列与预测数据的阵列的比较生成像素残差。可在第一维度量化像素残差。在量化之后，可以将量化像素残差变换成变换系数的阵列。变换系数可在第二维度量化，并且进行熵编码。解码技术将这些过程颠倒。在其他实施方案中，可以并行地或级联地在变换阶段的上游提供多个量化器，这为视频编码器提供更大的灵活性以争取在不同维度量化数据，从而平衡压缩效率的竞争兴趣和重建视频的质量。

优先权要求

本公开得益于2016年8月29日提交的题为“Multidimensional QuantizationTechniques For Video Coding/Decoding Systems”的美国专利申请15/250,608的优先权，该专利申请的全部以引用方式并入本文。

背景技术

本公开涉及视频压缩和解压缩技术，更具体地讲，涉及为视频压缩和解压缩系统提供改善的带宽控制和编码性能。

现代视频压缩系统，例如MPEG-4AVC/H.264，MPEG-H第二部分/HEVC/H.265，VP9，VP10和其他系统采用多种工具，包括空间和时间预测，变换，量化，回路滤波和熵编码等，作为其实现压缩的编码过程的一部分。在执行预测过程之后，通常将变换编码应用于特定块大小的残差数据，以更好地与该信息去相关并实现能量压缩。对转换处理后产生的系数进行量化，然后对其进行熵编码。这相当于单个维度中的量化。通常使用均匀量化。

在较早期系统中，使用离散余弦变换(“DCT”)，然而，最近使用该变换的整数近似以及离散正弦变换(“DST”)。还使用其他变换，例如Walsh Hadamard，Haar等。通常使用用于预测，例如4x4，8x8，16x16，32x32和64x64块预测和变换两者的不同块大小。非正方形变换以及形状自适应变换也被一些系统使用，而在应用变换之前也可应用对残差数据的自适应色彩空间变换。

对于一些场景，尤其是对于高比特率/低压缩比，发现跳过块的变换过程实际上是有利的，并且在量化之后比变换编码提供更好的编码效率。此类方案在HEVC中采用，并且被命名为“变换跳过”编码模式。另一方面，除了变换编码和量化之外，一些编解码器诸如H.263+还引入了在应用变换和量化之前减少残差数据的分辨率的想法。解码器随后将必须对数据进行去量化，反转变换系数，然后使用预定义插值滤波器将所得的块放大，以最终重建残差信号。然后将该残差信号添加到预测信号以生成最终重建块。然后可应用附加的回路滤波。该编码模式被命名为“降低分辨率更新”(“RRU”)编码模式。在H.263中以及在MPEG-4AVC/H.264和HEVC/H.265中提出时，将该编码模式应用于整个图像。

现有的编码技术仅提供有限的灵活性来控制视频的回路量化。现有编码器仅能够在子帧/子画面级量化输入数据的单个特征—变换系数的量化，其在块或宏块级进行。一些类型的量化根本不在回路中执行，并且不能在子帧级别控制。因此，本发明人认为需要允许视频编码器沿多个维度对输入图像数据进行量化并且针对子帧级别的那些维度选择量化参数的编码技术。

附图说明

图1为根据本公开的实施方案的视频递送系统的简化框图。

图2是根据本公开的实施方案的编码系统的功能框图。

图3是根据本公开的实施方案的解码系统的功能框图。

图4示出了根据图2的编码系统和图3的解码系统由示例性像素块进行的处理。

图5示出了根据本公开的实施方案的解码方法。

图6是根据本公开的实施方案的编码系统的功能框图。

图7为与图6的编码系统可操作的解码系统的功能框图。

图8是根据本公开的另一实施方案的编码系统的功能框图。