使用用于定點變換的比特深度調(diào)整的視頻編碼方法及其設備，以及視頻解碼方法及其設備的制作方法
【專利摘要】一種調(diào)整編碼的輸出數(shù)據(jù)的范圍以在恢復編碼的樣值期間調(diào)整比特深度的視頻編碼方法，和一種防止在解碼處理的操作中輸出數(shù)據(jù)發(fā)生溢出的視頻解碼方法。所述視頻解碼方法包括：從接收到的比特流中以圖像的塊為單位來解析并恢復被量化的變換系數(shù)；通過對被量化的變換系數(shù)執(zhí)行反量化來恢復第一比特深度或小于第一比特深度的變換系數(shù)；通過對被量化的變換系數(shù)執(zhí)行一維（1D）逆變換和逆縮放來恢復第二比特深度或小于第二比特深度的樣值。
【專利說明】使用用于定點變換的比特深度調(diào)整的視頻編碼方法及其設備，以及視頻解碼方法及其設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及通過使用定點變換/逆變換編碼和解碼視頻。
【背景技術】
[0002]隨著用于再現(xiàn)和存儲高分辨率或高質(zhì)量視頻內(nèi)容的硬件的發(fā)展和提供，越來越需要用于有效地編碼或解碼高分辨率或高質(zhì)量視頻內(nèi)容的視頻編解碼器。在傳統(tǒng)的視頻編解碼器中，基于具有預定尺寸的宏塊根據(jù)受限的編碼方法來對視頻進行編碼。
[0003]空域中的圖像數(shù)據(jù)通過變換被變換成頻域中的系數(shù)。對于快速變換，視頻編解碼器將圖像劃分成預定尺寸的塊，并對預定尺寸的塊中的每個塊執(zhí)行離散余弦變換(DCT)以按預定尺寸的塊為單位來編碼頻率系數(shù)。頻域中的系數(shù)具有可比空域中的圖像數(shù)據(jù)的系數(shù)更容易壓縮的形式。具體地，可用通過視頻編解碼器的幀間預測或幀內(nèi)預測的預測誤差來表示空域中的圖像的像素值。因此，當對預測誤差執(zhí)行變換時，大量的數(shù)據(jù)會被轉(zhuǎn)換成“O”。視頻編解碼器通過用小量數(shù)據(jù)代替連續(xù)和重復產(chǎn)生的數(shù)據(jù)來減少數(shù)據(jù)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術問題
[0005]本發(fā)明提供一種調(diào)整編碼的輸出數(shù)據(jù)的范圍以在恢復編碼的樣值期間調(diào)整比特深度的視頻編碼方法，和一種防止在解碼處理的子操作中輸出數(shù)據(jù)溢出的視頻解碼方法。
[0006]解決方案
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種視頻解碼方法，所述視頻解碼方法包括:從接收到的流中以圖像的塊為單位解析并恢復被量化的變換系數(shù)；通過對被量化的變換系數(shù)執(zhí)行反量化來恢復第一比特深度或小于第一比特深度的變換系數(shù)；通過對被量化的變換系數(shù)執(zhí)行一維(ID)逆變換和逆縮放來恢復第二比特深度或小于第二比特深度的樣值。
[0008]有益效果
[0009]當在視頻解碼處理期間執(zhí)行定點變換時防止溢出，從而節(jié)省用于執(zhí)行裁剪(clip)的硬件資源。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的視頻編碼設備的框圖。
[0011]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的視頻解碼設備的框圖。
[0012]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的在編碼/解碼系統(tǒng)中改變比特深度的處理。
[0013]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的視頻編碼方法的流程圖。
[0014]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的視頻解碼方法的流程圖。
[0015]圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的基于具有樹結(jié)構(gòu)的編碼單元的視頻編碼設備的框圖。[0016]圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的基于具有樹結(jié)構(gòu)的編碼單元的視頻解碼設備的框圖。
[0017]圖8是根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于描述編碼單元的概念的示圖。
[0018]圖9是根據(jù)本發(fā)明的實施例的基于編碼單元的圖像編碼器的框圖。
[0019]圖10是根據(jù)本發(fā)明的實施例的基于編碼單元的圖像解碼器的框圖。
[0020]圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的根據(jù)深度的較深層編碼單元和分區(qū)的示圖。
[0021]圖12是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的編碼單元和變換單元之間的關系的示圖。
[0022]圖13是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的與編碼深度相應的編碼單元的編碼信息的示圖。
[0023]圖14是根據(jù)本發(fā)明的實施例的根據(jù)深度的較深層編碼單元的示圖。
[0024]圖15至圖17是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的編碼單元、預測單元和變換單元之間的關系的示圖。
[0025]圖18是用于描述根據(jù)表I的編碼模式信息的編碼單元、預測單元或分區(qū)以及變換單元之間的關系的示圖。
[0026]最佳實施方式
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種視頻解碼方法，所述方法包括:從接收到的比特流中以圖像的塊為單位來解析并恢復被量化的變換系數(shù)；通過對被量化的變換系數(shù)執(zhí)行反量化來恢復第一比特深度或小于第一比特深度的變換系數(shù)；通過對被量化的變換系數(shù)執(zhí)行一維(ID)逆變換和逆縮放來恢復第二比特深度或小于第二比特深度的樣值。
[0028]其中，恢復變換系數(shù)的步驟可包括:在無需對通過執(zhí)行反量化而獲得的變換系數(shù)進行裁剪的情況下，在反量化被執(zhí)行之后產(chǎn)生第一比特深度或小于第一比特深度的變換系數(shù)。第一比特深度可等于用于存儲通過執(zhí)行反量化而獲得的變換系數(shù)的第一存儲單元的大小。
[0029]恢復樣值的步驟可包括:在無需對通過執(zhí)行ID逆變換和逆縮放而獲得的樣值進行裁剪的情況下，在ID逆變換和逆縮放被執(zhí)行之后產(chǎn)生第二比特深度或小于第二比特深度的樣值。第二比特深度可等于用于存儲通過執(zhí)行逆變換和逆縮放而獲得的樣值的第二存儲單元的大小。
[0030]解析并恢復被量化的變換系數(shù)的步驟可包括按以下方式解析并恢復具有調(diào)整的最大范圍的被量化的變換系數(shù):在反量化被執(zhí)行之后產(chǎn)生第一比特深度或小于第一比特深度的變換系數(shù)，并在逆變換和逆縮放被執(zhí)行之后產(chǎn)生第二比特深度或小于第二比特深度的樣值。
[0031]如果通過對在ID反量化被執(zhí)行之后所獲得的數(shù)據(jù)位移預定比特值來執(zhí)行逆縮放，則基于用于在ID逆變換被執(zhí)行之后的逆縮放的移位比特數(shù)來確定被量化的變換系數(shù)的最大范圍。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種視頻編碼方法，所述方法包括:通過以圖像的塊為單位執(zhí)行變換和量化來產(chǎn)生被量化的變換系數(shù)；按以下方式確定被量化的變換系數(shù)的最大范圍:通過對被量化的變換系數(shù)執(zhí)行反量化而獲得的輸出數(shù)據(jù)和/或通過對變換系數(shù)執(zhí)行ID逆變換和逆縮放而獲得的輸出數(shù)據(jù)均具有預定比特深度或小于預定比特深度；調(diào)整被量化的變換系數(shù)的范圍以落在最大范圍內(nèi)。
[0033]確定被量化的變換系數(shù)的最大范圍的步驟可包括通過使用第一比特深度來確定被量化的變換系數(shù)的最大范圍，使得在樣值的恢復期間，在無需在反量化被執(zhí)行之后執(zhí)行裁剪的情況下產(chǎn)生第一比特深度或小于第一比特深度的變換系數(shù)。第一比特深度可等于用于存儲變換系數(shù)的第一存儲單元的大小。
[0034]確定被量化的變換系數(shù)的最大范圍的步驟可包括通過使用第二深度來確定被量化的變換系數(shù)的最大范圍，使得在樣值的恢復期間，在無需在ID逆變換和逆縮放被執(zhí)行之后執(zhí)行裁剪的情況下產(chǎn)生第二比特深度或小于第二比特深度的樣值。第二比特深度等于用于存儲樣值的第二存儲單元的大小。
[0035]確定被量化的變換系數(shù)的最大范圍的步驟可包括通過使用預定比特深度值來確定被量化的變換系數(shù)的最大范圍，使得在無需裁剪在逆縮放被執(zhí)行之后所獲得的樣值的情況下，通過對在ID逆變換被執(zhí)行之后所獲得的數(shù)據(jù)位移移位比特數(shù)來產(chǎn)生第二比特深度或小于第二比特深度的樣值。
[0036]調(diào)整被量化的范圍的步驟可包括:對被量化的變換系數(shù)的范圍進行裁剪以落在最大范圍內(nèi)。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種視頻解碼設備，所述視頻解碼設備包括:接收單元，用于從接收到的比特流中以圖像的塊為單位來解析并恢復被量化的變換系數(shù)；反量化單元，用于通過對被量化的變換系數(shù)執(zhí)行反量化來恢復第一比特深度或小于第一比特深度的變換系數(shù)；逆變換單元，用于通過對被量化的變換系數(shù)執(zhí)行一維(ID)逆變換和逆縮放來恢復第二比特深度或小于第二比特深度的樣值；圖像恢復單元，用于通過使用以塊為單位而恢復的樣值來恢復圖像。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種視頻編碼設備，所述視頻編碼設備包括:變換量化單元，用于通過以圖像的塊為單位執(zhí)行變換和量化來產(chǎn)生被量化的變換系數(shù)；最大范圍確定單元，用于按以下方式確定被量化的變換系數(shù)的最大范圍:通過對被量化的變換系數(shù)執(zhí)行反量化而獲得的輸出數(shù)據(jù)和/或通過對變換系數(shù)執(zhí)行ID逆變換和逆縮放而獲得的輸出數(shù)據(jù)均具有預定比特深度或小于預定比特深度；輸出單元，用于調(diào)整被量化的變換系數(shù)的范圍以落在最大范圍內(nèi)，并將調(diào)整的被量化的變換系數(shù)輸出在比特流中。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于通過計算機執(zhí)行所述視頻解碼方法的計算機可讀記錄介質(zhì)。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于通過計算機執(zhí)行所述視頻編碼方法的計算機可讀記錄介質(zhì)。
【具體實施方式】
[0041]在下文中，將參照附圖更加全面地描述本發(fā)明，在所述附圖中示出了本發(fā)明的示例性實施例。
[0042]在下文中，將參照圖1至圖5來描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的通過調(diào)整定點變換和逆變換的比特深度而執(zhí)行的視頻編碼方法和視頻解碼方法。將參照圖6至圖18描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的通過調(diào)整定點變換和逆變換的比特深度基于具有樹結(jié)構(gòu)的編碼單元而執(zhí)行的視頻編碼方法和視頻解碼方法。在下文中，術語“圖像”可表示視頻的靜止圖像或運動畫面(即，視頻)。
[0043]首先，將參照圖1至圖5來描述通過調(diào)整定點變換和逆變換的比特深度而執(zhí)行的視頻編碼方法和視頻解碼方法。
[0044]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的視頻編碼設備10的框圖。
[0045]視頻編碼設備10包括變換量化單元12、最大范圍確定單元14和輸出單元16。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的實施例,視頻編碼設備10接收視頻圖像，將每個視頻圖像劃分成塊，并以所述塊為單位來編碼視頻圖像。所述塊均可具有正方形、矩形或任何其他幾何形狀。也就是說，所述塊不限于預定尺寸的數(shù)據(jù)單元。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述塊可包括在具有樹結(jié)構(gòu)的編碼單元中的最大編碼單元、編碼單元、預測單元和變換單元。以下將參照圖6至圖8來描述基于具有樹結(jié)構(gòu)的編碼單元而執(zhí)行的視頻編碼/解碼。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的實施例，視頻編碼設備10通過對所述塊中的每個塊執(zhí)行幀內(nèi)預測、幀間預測、變換和量化來產(chǎn)生樣值，對所述樣值執(zhí)行熵編碼，然后將熵編碼的結(jié)果輸出在比特流中。
[0048]根據(jù)本發(fā)明的實施例，變換量化單元12可通過對所述塊中的每個塊執(zhí)行變換和量化來產(chǎn)生被量化的變換系數(shù)。變換量化單元12可通過接收像素值或經(jīng)由圖像預測編碼而獲得的在像素值之間的差別信息，并通過以變換單元為單位對所述像素值或所述差別信息進行變換，來產(chǎn)生變換系數(shù)。變換量化單元12可通過對變換系數(shù)進行量化來產(chǎn)生被量化的變換系數(shù)(即，量化系數(shù))。根據(jù)本發(fā)明的實施例，變換量化單元12以變換單元為單位執(zhí)行定點變換以產(chǎn)生變換系數(shù)。
[0049]為了恢復樣值，可執(zhí)行反量化以從被量化的變換系數(shù)中恢復變換系數(shù)，并且可將作為執(zhí)行反量化的結(jié)果而被輸出的輸出數(shù)據(jù)存儲在預定數(shù)據(jù)大小的存儲單元中。
[0050]用于存儲通過執(zhí)行反量化而獲得的變換系數(shù)的第一存儲單元的數(shù)據(jù)大小可等于能夠存儲第一比特深度的數(shù)據(jù)的存儲單元的數(shù)據(jù)大小。因此，作為執(zhí)行反量化的結(jié)果而被輸出的輸出數(shù)據(jù)可以是第一比特深度或小于第一比特深度的數(shù)據(jù)。
[0051]在下文中，假設可通過比特深度來確定數(shù)據(jù)的最大絕對值，數(shù)據(jù)值是最小值和最大值之間的值，并且可通過比特深度來確定數(shù)據(jù)的動態(tài)范圍。也可通過數(shù)據(jù)的比特深度來確定用于存儲預定比特深度的存儲單元的數(shù)據(jù)大小。在本公開中，“數(shù)據(jù)的比特深度”、“最大絕對值”、“數(shù)據(jù)的動態(tài)范圍”和“存儲單元的數(shù)據(jù)大小”應該被理解為具有相似含義的術語。
[0052]在樣值的恢復期間，對變換系數(shù)執(zhí)行逆變換以從通過定點變換而獲得的變換系數(shù)中恢復原始數(shù)據(jù)?？蓪⑼ㄟ^與定點變換相應的定點逆變換而獲得的輸出數(shù)據(jù)逆縮放到預定比特深度或小于預定比特深度?？蓪⒆鳛樵诙c逆變換之后執(zhí)行逆縮放的結(jié)果而被輸出的輸出數(shù)據(jù)存儲在預定數(shù)據(jù)大小的存儲單元中。換句話說，用于存儲通過執(zhí)行逆變換和逆縮放而獲得的樣值的第二存儲單元的數(shù)據(jù)大小可等于能夠存儲第二比特深度的數(shù)據(jù)的存儲單元的大小。因此，通過執(zhí)行逆變換和逆縮放而獲得的輸出數(shù)據(jù)可以是第二比特深度或小于第二比特深度的數(shù)據(jù)。
[0053]可連續(xù)地執(zhí)行兩次一維(1D)變換以對2D塊執(zhí)行二維(2D)變換。在樣值的恢復期間，可連續(xù)地執(zhí)行兩次與由變換量化單元12執(zhí)行的變換相應的ID逆變換以執(zhí)行2D逆變換。每當ID逆變換被執(zhí)行時都可執(zhí)行逆縮放。[0054]根據(jù)本公開的實施例，可將通過逆變換而獲得的輸出數(shù)據(jù)位移預定比特值，從而對執(zhí)行逆變換的結(jié)果進行逆縮放。因此，對用于逆縮放的輸出數(shù)據(jù)進行位移的結(jié)果的比特深度可以是第二比特深度或小于第二比特深度。
[0055]如果通過順序地執(zhí)行逆變換和逆縮放而獲得的輸出數(shù)據(jù)的比特深度被限制為第二比特深度，則作為輸入到逆變換中的輸入值的變換系數(shù)也可基于第二比特深度被限制為小于或等于預定范圍的值。
[0056]作為輸入到反量化的輸入值的被量化的變換系數(shù)也可被限制為小于或等于另一范圍的值，從而將通過反量化而獲得的變換系數(shù)限制為小于或等于輸入到逆變換中的輸入值。
[0057]因此，根據(jù)本發(fā)明的實施例，視頻編碼設備10可考慮反量化的輸出范圍和逆變換/逆縮放的輸出范圍，來調(diào)整將輸出到比特流中的量化變換系數(shù)的動態(tài)范圍。因此，最大范圍確定單元14可確定將從視頻編碼設備10輸出的被量化的變換系數(shù)的最大范圍。
[0058]根據(jù)本發(fā)明的實施例，最大范圍確定單元14可確定被量化的變換系數(shù)的最大范圍，使得在樣值的恢復期間，通過對被量化的變換系數(shù)執(zhí)行反量化而獲得的輸出數(shù)據(jù)和/或通過對變換系數(shù)執(zhí)行逆變換和逆縮放而獲得的輸出數(shù)據(jù)可小于或等于預定比特深度。
[0059]根據(jù)本發(fā)明的實施例，最大范圍確定單元14可確定基于第一比特深度而被量化的變換系數(shù)的最大范圍，使得在樣值的恢復期間，可在無需裁剪通過反量化而獲得的變換系數(shù)的情況下，產(chǎn)生第一比特深度或小于第一比特深度的變換系數(shù)。
[0060]根據(jù)本發(fā)明的實施例，最大范圍確定單元14可基于第二比特深度確定被量化的變換系數(shù)的最大范圍，使得在樣值的恢復期間，可在無需裁剪通過執(zhí)行ID逆變換和逆縮放而獲得的樣值的情況下，產(chǎn)生第二比特深度或小于第二比特深度的樣值。
[0061]根據(jù)本發(fā)明的實施例，當在樣值的恢復期間將數(shù)據(jù)位移預定比特值以便在ID逆變換之后執(zhí)行逆縮放時，最大范圍確定單元14可基于移位的比特數(shù)確定被量化的變換系數(shù)的最大范圍。
[0062]根據(jù)本發(fā)明的實施例，輸出單元16可調(diào)整被量化的變換系數(shù)的范圍以落在由最大范圍確定單元14確定的最大范圍內(nèi)，并將所述調(diào)整的結(jié)果輸出在比特流中?？蓪⒈涣炕淖儞Q系數(shù)裁剪成落在由最大范圍確定單元14確定的最大范圍內(nèi)的值。
[0063]如上所述，最大范圍確定單元14可以以下方式確定被量化的變換系數(shù)的最大范圍:在樣值的恢復期間，可均在執(zhí)行反量化之后和在執(zhí)行逆變換之后跳過裁剪。如另一示例，最大范圍確定單元14可以以下方式確定被量化的變換系數(shù)的最大范圍:在樣值的恢復期間，可在執(zhí)行反量化之后跳過裁剪。
[0064]根據(jù)本發(fā)明的實施例，視頻編碼設備10可包括中央處理器(CPU)(未示出)，所述中央處理器控制變換量化單元12、最大范圍確定單元14和輸出單元16的全部操作。另外，可通過視頻編碼設備10中的不同處理器(未示出)來操作變換量化單元12、最大范圍確定單元14和輸出單元16，并且所述不同處理器可相互操作以操作視頻編碼設備10的全部操作。另外，可在視頻編碼設備10的外部處理器(未示出)的控制下操作變換量化單元12、最大范圍確定單元14和輸出單元16。
[0065]根據(jù)本發(fā)明的實施例，視頻編碼設備10可包括至少一個數(shù)據(jù)存儲單元(未示出)，所述至少一個數(shù)據(jù)存儲單元用于存儲輸入到變換量化單元12、最大范圍確定單元14和輸出單元16的數(shù)據(jù)以及從變換量化單元12、最大范圍確定單元14和輸出單元16輸出的數(shù)據(jù)。視頻編碼設備10可包括存儲控制器(未示出)，所述存儲控制器控制數(shù)據(jù)輸入到至少一個存儲單元和從至少一個存儲單元輸出。
[0066]根據(jù)本發(fā)明的實施例，為了輸出執(zhí)行編碼的結(jié)果，視頻編碼設備10可執(zhí)行包括通過與內(nèi)部視頻編碼處理器或外部視頻編碼處理器相關聯(lián)地被執(zhí)行的變換的視頻編碼。根據(jù)本發(fā)明的實施例，視頻編碼設備10的內(nèi)部視頻編碼處理器可被實現(xiàn)為單獨的處理器，或者包括在視頻編碼設備10、用于執(zhí)行基本視頻編碼操作的中央算術裝置或圖形算術裝置中的視頻編碼處理模塊。
[0067]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的視頻解碼設備20的框圖。
[0068]根據(jù)本發(fā)明的實施例，視頻解碼設備20包括接收單元22、反量化單元24、逆變換單元26和圖像恢復單元28。
[0069]根據(jù)本發(fā)明的實施例，視頻解碼設備20可接收包含編碼的視頻數(shù)據(jù)的比特流。視頻解碼設備20可從比特流解析編碼的視頻樣值，并通過以圖像塊執(zhí)行熵解碼、反量化、逆變換、預測和運動估計來產(chǎn)生恢復的像素，從而獲得恢復的圖像。
[0070]根據(jù)本發(fā)明的實施例，接收單元22以圖像塊為單位從比特流解析并恢復被量化的變換系數(shù)。因此，根據(jù)本發(fā)明的實施例，接收單元22可從比特流解析并恢復落在預定的最大范圍內(nèi)的被量化的變換系數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，從比特流解析出的被量化的變換系數(shù)已在編碼處理期間被調(diào)整為落在預定的最大范圍內(nèi)并隨后被輸出在比特流中。
[0071]根據(jù)本發(fā)明的實施例，反量化單元24可通過對被量化的變換系數(shù)執(zhí)行反量化來恢復第一比特深度或小于第一比特深度的變換系數(shù)。第一比特深度可等于用于存儲通過執(zhí)行反量化而獲得的變換系數(shù)的第一存儲單元的數(shù)據(jù)大小。根據(jù)本發(fā)明的實施例，反量化單元24可在無需裁剪通過反量化而獲得的變換系數(shù)的情況下，在執(zhí)行反量化之后產(chǎn)生第一比特深度或小于第一比特深度的變換系數(shù)。
[0072]根據(jù)本發(fā)明的實施例，反變換單元26可通過對變換系數(shù)執(zhí)行至少一次ID逆變換和逆縮放來恢復第二比特深度或小于第二比特深度的樣值。例如，對于2D逆變換，可連續(xù)地執(zhí)行兩次逆變換和逆縮放。第二比特深度可等于用于存儲通過執(zhí)行逆變換和逆縮放而產(chǎn)生的樣值的第二存儲單元的數(shù)據(jù)大小。
[0073]根據(jù)本發(fā)明的實施例，逆變換單元26可在無需裁剪通過執(zhí)行ID逆變換和逆縮放而獲得的樣值的情況下，通過執(zhí)行ID逆變換和逆縮放來產(chǎn)生第二比特深度或小于第二比特深度的樣值。
[0074]根據(jù)本發(fā)明的實施例，對于逆縮放，逆變換單元26可將通過執(zhí)行ID逆變換而獲得的數(shù)據(jù)位移達預定比特值。接收單元22可接收被量化的變換系數(shù)，其中，所述被量化的變換系數(shù)根據(jù)基于移位比特數(shù)而確定的最大范圍被裁剪。
[0075]如上所述，應將具有受限范圍的被量化的變換系數(shù)輸入到反量化單元24，使得反量化單元24可在無需執(zhí)行裁剪的情況下輸出第一比特深度或小于第一比特深度的變換系數(shù)。類似地，應將具有受限范圍的變換系數(shù)輸入到逆變換單元26，使得逆變換單元26可在無需執(zhí)行裁剪的情況下輸出第二比特深度或小于第二比特深度的變換系數(shù)。
[0076]由于由接收單元22接收到的被量化的變換系數(shù)具有受限的最大范圍，因此在反量化單元24執(zhí)行反量化之后，可在無需執(zhí)行裁剪的情況下產(chǎn)生第一比特深度或小于第一比特深度的變換系數(shù)，并且，在逆變換單元26執(zhí)行逆變換和逆縮放之后，可在無需執(zhí)行裁剪的情況下產(chǎn)生第二比特深度或小于第二比特數(shù)深度的樣值。
[0077]根據(jù)本發(fā)明的實施例，圖像恢復單元28可從以塊為單位被恢復的樣值中恢復圖像。例如，可通過對以塊為單位被恢復的樣值執(zhí)行幀內(nèi)預測或運動補償來恢復圖像。
[0078]根據(jù)本發(fā)明的實施例，可根據(jù)接收到的被量化的變換系數(shù)的最大范圍，在反量化單元24執(zhí)行反量化之后以及在逆變換單元26執(zhí)行逆變換之后跳過裁剪。如另一示例，可根據(jù)接收到的被量化的變換系數(shù)的最大范圍，僅在反量化單元24執(zhí)行反量化之后跳過裁剪。
[0079]根據(jù)本發(fā)明的實施例，視頻解碼設備20可包括中央處理器(CPU)(未示出)，所述中央處理器控制接收單元22、反量化單元24、逆變換單元26和圖像恢復單元28的全部操作。另外，可通過在視頻解碼設備20中的不同處理器(未示出)來操作接收單元22、反量化單元24、逆變換單元26和圖像恢復單元28，并且所述不同處理器可相互操作以操作視頻編碼設備10的全部操作。另外，可在視頻解碼設備20的外部處理器(未示出)的控制下操作接收單元22、反量化單元24、逆變換單元26和圖像恢復單元28。
[0080]根據(jù)本發(fā)明的實施例，視頻解碼設備20可包括至少一個數(shù)據(jù)存儲單元(未示出)，所述至少一個數(shù)據(jù)存儲單元用于存儲輸入到接收單元22、反量化單元24、逆變換單元26和圖像恢復單元28的數(shù)據(jù)以及從接收單元22、反量化單元24、逆變換單元26和圖像恢復單元28輸出的數(shù)據(jù)。視頻解碼設備20可包括存儲控制器(未示出)，所述存儲控制器控制數(shù)據(jù)輸入到至少一個存儲單元和從至少一個存儲單元輸出。
[0081]根據(jù)本發(fā)明的實施例，為了根據(jù)解碼處理來恢復視頻，視頻解碼設備20可執(zhí)行與內(nèi)部視頻解碼處理器或外部視頻解碼處理器相關聯(lián)地被操作的視頻解碼。根據(jù)本發(fā)明的實施例，視頻解碼設備20的內(nèi)部視頻解碼處理器可被實現(xiàn)為單獨的處理器，或者包括在視頻編碼設備10、用于執(zhí)行基本視頻編碼操作的中央算術裝置或圖形算術裝置中的視頻解碼處理模塊。
[0082]根據(jù)本發(fā)明的實施例，視頻編碼設備10已經(jīng)基于存儲單元(例如，臨時緩沖器)的大小預先限制了被量化的變換系數(shù)的數(shù)據(jù)范圍，所述存儲單元用于存儲在樣值的恢復期間反量化和逆變換被執(zhí)行之后獲得的數(shù)據(jù)。因此，在對接收到的被量化的變換系數(shù)執(zhí)行反量化和逆變換期間，視頻解碼設備20可在不需裁剪輸出數(shù)據(jù)的情況下將輸出數(shù)據(jù)存儲在固定比特深度的臨時緩沖器中。因此，可防止在視頻解碼處理期間執(zhí)行定點變換時發(fā)生溢出，從而節(jié)省用于執(zhí)行裁剪的硬件資源。
[0083]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的在編碼/解碼系統(tǒng)30中改變比特深度的處理。
[0084]參照圖3，編碼/解碼系統(tǒng)30包括用于編碼處理的量化單元31，并包括用于解碼處理的解析單元33、反量化單元34、第一 ID逆變換單元36和第二 ID逆變換單元38。
[0085]量化單元31可對根據(jù)視頻編碼處理而獲得的變換系數(shù)進行量化，并輸出包括被量化的變換系數(shù)的比特流?？蓪⑤敵霰涣炕淖儞Q系數(shù)的范圍限制到預定范圍。為此，可將變換系數(shù)裁剪成落在所述預定范圍內(nèi)。
[0086]解析單元33可從比特流中解析并恢復被量化的變換系數(shù)。反量化單元34可通過對被量化的變換系數(shù)執(zhí)行反量化來恢復變換系數(shù)?？蓪⒆儞Q系數(shù)在被從反量化單元34輸出之前臨時存儲在存儲單元35中。因此，反量化單元34的輸出數(shù)據(jù)的大小可被限制為小于或等于存儲單元35的第一比特深度。[0087]第一 ID逆變換單元36可在第一方向上對變換系數(shù)執(zhí)行ID逆變換。第二 ID逆變換單元38可在第二方向上對從第一 ID逆變換單元36接收到的執(zhí)行ID逆變換的結(jié)果執(zhí)行ID逆變換。
[0088]第一 ID逆變換單元36和第二 ID逆變換單元38中的每個可執(zhí)行定點逆變換，并可對執(zhí)行逆變換的結(jié)果執(zhí)行逆縮放。
[0089]第一 ID逆變換單元36可將通過在第一方向上執(zhí)行ID逆變換而獲得的數(shù)據(jù)位移達第一移位值shiftl，來對該數(shù)據(jù)執(zhí)行逆縮放。第二 ID逆變換單元38可將通過在第二方向上執(zhí)行ID逆變換而獲得的數(shù)據(jù)位移達第二移位值shift2，來對該數(shù)據(jù)執(zhí)行逆縮放。
[0090]第一 ID逆變換單元36可將從其輸出的數(shù)據(jù)臨時存儲在存儲單元37中。因此，第
一ID逆變換單元36的輸出數(shù)據(jù)的大小可被限制為小于或等于存儲單元37的數(shù)據(jù)大小。
[0091]類似地，第二 ID逆變換單元38可將從其輸出的數(shù)據(jù)臨時存儲在存儲單元39中。因此，第二 ID逆變換單元38的輸出數(shù)據(jù)的大小可被限制為小于或等于存儲單元39的數(shù)據(jù)大小。
[0092]例如，可根據(jù)以下等式來限制由反量化單元34反量化的變換系數(shù)C的最大絕對值MaxC:
[0093][等式I]
[0094]C|<MaxC=2bq-l,
[0095]其中，如果存儲單元35的數(shù)據(jù)大小的比特深度為bq比特長，則變換系數(shù)C的最大絕對值MaxC可以是2bq-l，并且變換系數(shù)C可落在{-2'范圍內(nèi)。
[0096]與第一 ID逆變換單元36和第二 ID逆變換單元38的操作類似，可根據(jù)以下等式來限制通過執(zhí)行第klD逆變換而被逆變換的數(shù)據(jù)Ck的最大絕對值Maxk:
[0097][等式2]
[0098]|Ck|〈Maxk=2bk_l，
[0099]其中，如果存儲單元37和39為bk比特長，則被逆變換的數(shù)據(jù)Ck的最大絕對值Maxk可以是2bk-l，并且變換系數(shù)C可落在{-2bk，"％2bk-l}范圍內(nèi)。
[0100]因此，可根據(jù)等式I和等式2來限制反量化單元34、第一 ID逆變換單元36和第二ID逆變換單元38中的每個的輸出數(shù)據(jù)的范圍，以防止發(fā)生溢出。
[0101]通常，執(zhí)行裁剪，使得反量化單元34、第一 ID逆變換單元36和第二 ID逆變換單元38的輸出數(shù)據(jù)的大小可根據(jù)等式I和等式2分別小于或等于存儲單元35、存儲單元37和存儲單元39的數(shù)據(jù)大小。
[0102]然而，根據(jù)本發(fā)明的實施例，視頻編碼設備10和視頻解碼設備20采用調(diào)整被量化的變換系數(shù)的最大范圍的方法，來最小化在視頻解碼處理期間執(zhí)行的裁剪操作。
[0103]可限制輸入到第一 ID逆變換單元36或第二 ID逆變換單元38的數(shù)據(jù)的大小，來控制第一 ID逆變換單元36或第二 ID逆變換單元38的輸出數(shù)據(jù)小于或等于預定的比特深度。為此，可限制反量化單元34的輸出數(shù)據(jù)的大小。此外，輸入到反量化單元34的被量化的變換系數(shù)的大小可被限制為小于或等于預定的比特深度，以便將反量化單元34的輸出數(shù)據(jù)的大小限制為小于或等于預定的比特深度。因此，可控制從量化單元31輸出的被量化的變換系數(shù)的最大范圍以在無需執(zhí)行裁剪的情況下限制反量化單元34、第一 ID逆變換單元36和第二 ID逆變換單元38中的每個的輸出數(shù)據(jù)的范圍。[0104]首先，可通過使用以下等式基于變換矩陣來確定限制第一 ID逆變換單元36或第
二ID逆變換單元38的輸出數(shù)據(jù)的范圍所需的輸入數(shù)據(jù)的最大范圍:
[0105][等式3]
[0106]Y=TR_MATRIXXX,
[0107]其中，向量X表不用于逆變換的大小為N的輸入數(shù)據(jù)，向量Y表不大小為N的輸出數(shù)據(jù)，并且“TR_MATRIX”表示大小為NXN的變換矩陣。如果向量X的元素的最大絕對值是max_abs_X并且在變換矩陣TR_MATRIX的第i行上的元素的最大絕對值是max_abs_TR_MATRIX，則可根據(jù)以下等式來確定輸出數(shù)據(jù)Yi的最大絕對值和向量Y的元素的最大絕對值max_abs_Y:
[0108][等式4]
[0109]Yi =max_abs_TR_MATRIXi*max_abs_X ；
[0110]max_abs_Y=Max {max_ab s_T R_MAT RIXj *max_abs_X，
[0111]其中，“MaxImax.absJlLMATRIXi} ”被稱為用于第k變換的變換矩陣的LI范數(shù)，SP，Ll_TR_MATRIX_k。第klD變換的最后的運算是用于逆縮放的位移。因此，可通過以下等式來確定在第klD變換期間比特深度的總增加量:
[0112][等式5]
[0113]max_abs_Y=(LI_TR_MATRIX_k*max_ab s_X+o ff_s e t_k)>>shift_k,
[0114]其中，對于第k逆縮放，偏移“off_set_k”是2shift-h。
[0115]如上所述，如果通過執(zhí)行ID變換而獲得的輸出數(shù)據(jù)Y的大小小于或等于bk比特深度，則輸出數(shù)據(jù)Y的范圍可表示如下:
[0116][等式6]
[0117]-2bk ^ Y ^ 2bk-l ；
[0118]max_abs_Y ^ 2bk-l
[0119]因此，可從等式5和等式6推導出以下不等式:
[0120][等式7]
[0121 ] ((Ll_TR_MATRIX_k*max_abs_X+off_set_k) ?shift_k) ( 2bk_l ；
[0122](Ll_TR_MATRIX_k*max_abs_X+off_set_k)≤(2bk+shift-k-2shift-k)；
[0123]max_abs_X ≤(2bk+shift—k_2shift—k_2(shift—卜1))/Ll_TR_MATRIX_k
[0124]如果用于逆變換的輸入數(shù)據(jù)的范圍根據(jù)在等式7中表示的最后的不等式被限制，則可防止在通過執(zhí)行逆變換而獲得的輸出數(shù)據(jù)中發(fā)生溢出。
[0125]因此，如果在等式6和等式7中表示的bk比特深度歸納到Max_k，則用于第k逆變換的輸入數(shù)據(jù)的最大范圍可被產(chǎn)生如下:
[0126][等式8]
[0127]max—abs—Y ^ Max—k ；
[0128]max_abs_X ≤(Max_k*2shift—k_2(shift—卜υ)/Ll_TR_MATRIX_k
[0129]也就是說，可基于存儲單元大小Max_k、用于逆縮放的移位值shift_k和變換矩陣的LI范數(shù)(Ll_TR_MATRIX_k)來確定用于第k逆變換的輸入數(shù)據(jù)的最大范圍。
[0130]然后，可根據(jù)以下等式基于反量化變量來確定限制反量化單元34的輸出數(shù)據(jù)的范圍所需的輸入數(shù)據(jù)的范圍。根據(jù)等式9，可通過反量化將被量化的變換系數(shù)qC恢復到變換系數(shù)C。
[0131][等式9]
[0132]C= (((qOscale (QP)) ?bits (QP)) +iAdd) ?iShift ；
[0133]如果變換系數(shù)C的大小被限制為如等式I中所示的最大限制MaxC，則可基于以下等式來確定作為用于反量化的輸入數(shù)據(jù)的被量化的變換系數(shù)qC的最大范圍:
[0134][等式10]
[0135]-MaxC ^ (((qOscale (QP))〈〈bits (QP))+iAdd) >>iShift < MaxC ;
[0136]qCI ^ ((MaxC〈〈iShift)-1Add)>>bits (QP)/scale (QP)；
[0137]換句話說，可基于輸出數(shù)據(jù)的最大限制MaxC和反量化變量來確定用于反量化的輸入數(shù)據(jù)的最大范圍。
[0138]然后，當反量化和逆變換被順序地執(zhí)行時，在每個操作中的輸出數(shù)據(jù)的限制和輸入數(shù)據(jù)的最大范圍之間的關系如下所示:
[0139][表O]
[0140]
【權(quán)利要求】
1.一種視頻解碼方法，包括: 從接收到的比特流中以圖像的塊為單位來解析并恢復被量化的變換系數(shù)； 通過對被量化的變換系數(shù)執(zhí)行反量化來恢復第一比特深度或小于第一比特深度的變換系數(shù)； 通過對被量化的變換系數(shù)執(zhí)行一維(ID)逆變換和逆縮放來恢復第二比特深度或小于第二比特深度的樣值。
2.如權(quán)利要求1所述的視頻解碼方法，其中，恢復變換系數(shù)的步驟包括:在無需對通過執(zhí)行反量化而獲得的變換系數(shù)進行裁剪的情況下，在反量化被執(zhí)行之后產(chǎn)生第一比特深度或小于第一比特深度的變換系數(shù)， 第一比特深度等于用于存儲通過執(zhí)行反量化而獲得的變換系數(shù)的第一存儲單元的大小。
3.如權(quán)利要求1所述的視頻解碼方法，其中，恢復樣值的步驟包括:在無需對通過執(zhí)行ID逆變換和逆縮放而獲得的樣值進行裁剪的情況下，在ID逆變換和逆縮放被執(zhí)行之后產(chǎn)生第二比特深度或小于第二比特深度的樣值， 第二編碼深度等于用于存儲通過執(zhí)行逆變換和逆縮放而獲得的樣值的第二存儲單元的大小。
4.如權(quán)利要求1所述的視頻解碼方法，其中，解析并恢復被量化的變換系數(shù)的步驟包括按以下方式解析并恢復具有調(diào)整的最大范圍的被量化的變換系數(shù):在反量化被執(zhí)行之后產(chǎn)生第一比特深度或小于第一比特深度的變換系數(shù)，并在逆變換和逆縮放被執(zhí)行之后產(chǎn)生第二比特深度或小于第二比特深度的樣值。
5.如權(quán)利要求4所述的視頻解碼方法，其中，如果通過對在ID逆變換被執(zhí)行之后所獲得的數(shù)據(jù)位移預定比特值來執(zhí)行逆縮放，則基于用于在ID逆變換被執(zhí)行之后的逆縮放的移位比特數(shù)來確定被量化的變換系數(shù)的最大范圍。
6.—種視頻編碼方法，包括: 通過以圖像的塊為單位執(zhí)行變換和量化來產(chǎn)生被量化的變換系數(shù)； 按以下方式確定被量化的變換系數(shù)的最大范圍:通過對被量化的變換系數(shù)執(zhí)行反量化而獲得的輸出數(shù)據(jù)和/或通過對變換系數(shù)執(zhí)行ID逆變換和逆縮放而獲得的輸出數(shù)據(jù)均具有預定比特深度或小于預定比特深度； 調(diào)整被量化的變換系數(shù)的范圍以落在最大范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的視頻編碼方法，其中，確定被量化的變換系數(shù)的最大范圍的步驟包括通過使用第一比特深度來確定被量化的變換系數(shù)的最大范圍，使得在樣值的恢復期間，在無需在反量化被執(zhí)行之后執(zhí)行裁剪的情況下，產(chǎn)生第一比特深度或小于第一比特深度的變換系數(shù)， 其中，第一比特深度等于用于存儲變換系數(shù)的第一存儲單元的大小。
8.如權(quán)利要求6所述的視頻編碼方法，其中，確定被量化的變換系數(shù)的最大范圍的步驟包括通過使用第二比特深度來確定被量化的變換系數(shù)的最大范圍，使得在樣值的恢復期間，在無需在ID逆變換和逆縮放被執(zhí)行之后執(zhí)行裁剪的情況下，產(chǎn)生第二比特深度或小于第二比特深度的樣值， 其中，第二比特深度等于用于存儲樣值的第二存儲單元的大小。
9.如權(quán)利要求8所述的視頻編碼方法，其中，確定被量化的變換系數(shù)的最大范圍的步驟包括:通過使用預定比特值來確定被量化的變換系數(shù)的最大范圍，使得在無需對在逆縮放被執(zhí)行之后所獲得的樣值進行裁剪的情況下，通過對在ID逆變換被執(zhí)行之后所獲得的數(shù)據(jù)位移移位比特數(shù)來產(chǎn)生第二比特深度或小于第二比特深度的樣值。
10.如權(quán)利要求6所述的視頻編碼方法，其中，調(diào)整被量化的變換系數(shù)的范圍的步驟包括:對被量化的變換系數(shù)的范圍進行裁剪以落在最大范圍內(nèi)。
11.一種視頻解碼設備，包括: 接收單元，用于從接收到的比特流中以圖像的塊為單位來解析并恢復被量化的變換系數(shù)； 反量化單元，用于通過對被量化的變換系數(shù)執(zhí)行反量化來恢復第一比特深度或小于第一比特深度的變換系數(shù)； 逆變換單元，用于通過對被量化的變換系數(shù)執(zhí)行一維(1D)逆變換和逆縮放來恢復第二比特深度或小于第二比特深度的樣值； 圖像恢復單元，用于通過使用以塊為單位而恢復的樣值來恢復圖像。
12.一種視頻編碼設備，包括: 變換量化單元，用于通過以圖像的塊為單位執(zhí)行變換和量化來產(chǎn)生被量化的變換系數(shù)； 最大范圍確定單元，用于按以下方式確定被量化的變換系數(shù)的最大范圍:通過對被量化的變換系數(shù)執(zhí)行反量化而獲得的輸出數(shù)據(jù)和/或通過對變換系數(shù)執(zhí)行ID逆變換和逆縮放而獲得的輸出數(shù)據(jù)均具有預定比特深度或小于預定比特深度； 輸出單元，用于調(diào)整被量化的變換系數(shù)的范圍以落在最大范圍內(nèi)，并將調(diào)整的被量化的變換系數(shù)輸出在比特流中。
13.—種記錄用于執(zhí)行如權(quán)利要求1所述的視頻解碼方法的程序的計算機可讀記錄介質(zhì)。
14.一種記錄用于執(zhí)行如權(quán)利要求6所述的視頻編碼方法的程序的計算機可讀記錄介質(zhì)。
【文檔編號】H04N19/89GK103765893SQ201280042084
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月30日
【發(fā)明者】艾琳娜·阿爾辛娜, 亞歷山大·阿爾辛 申請人:三星電子株式會社