專利名稱：用于無損視頻編碼和解碼的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對視頻數(shù)據(jù)的編碼和解碼，更具體地講，涉及一種用于無損視頻編碼和解碼的方法及設(shè)備，其中，對通過計算從幀間預(yù)測獲得的殘余塊的像素之間的差產(chǎn)生的差分殘余塊進(jìn)行編碼，從而提高壓縮率。
背景技術(shù)：
H.264/運動圖像專家組(MPEG)-4/高級視頻編碼(AVC)，作為視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)之一，使用各種技術(shù)(比如多參考運動補償、環(huán)路濾波、可變塊大小運動補償、以及基于上下文的自適應(yīng)二進(jìn)制算術(shù)編碼(CABAC))來提高壓縮率。
根據(jù)H.264標(biāo)準(zhǔn)，為進(jìn)行視頻編碼，將圖像劃分成多個宏塊。在用所有幀間預(yù)測和幀內(nèi)預(yù)測編碼方式對每個宏塊進(jìn)行編碼之后，根據(jù)對宏塊進(jìn)行編碼所需要的比特率以及原始宏塊和解碼的宏塊之間的失真度來選擇合適的編碼方式。然后，以選擇的編碼方式對宏塊進(jìn)行編碼。幀間預(yù)測涉及通過參考鄰近幀的宏塊來對當(dāng)前幀的宏塊執(zhí)行預(yù)測。幀內(nèi)預(yù)測涉及使用當(dāng)前幀內(nèi)的當(dāng)前宏塊的鄰近宏塊來對當(dāng)前幀的當(dāng)前宏塊執(zhí)行預(yù)測。
視頻編碼包括有損編碼和無損編碼。對于無損編碼，不經(jīng)過離散余弦變換(DCT)而直接對預(yù)測塊和當(dāng)前塊之間的差，即殘余信號進(jìn)行熵編碼。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，不對殘余信號，即殘余塊進(jìn)行單獨處理而進(jìn)行熵編碼，或者對使用殘余塊的鄰近塊的像素值形成的差分值進(jìn)行熵編碼，從而降低了壓縮率并難于進(jìn)行使用流水線方法(pipeline method)的并行處理(parallel processing)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面提供了一種用于無損編碼和解碼的方法及設(shè)備，其中，通過計算從以預(yù)定大小的塊為單位進(jìn)行的幀間預(yù)測獲得的殘余塊的像素之間的差而產(chǎn)生差分殘余塊，并對所述差分殘余塊進(jìn)行編碼，從而提高壓縮率。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種無損視頻編碼方法。所述無損視頻編碼方法包括以預(yù)定大小的塊為單位在參考幀和當(dāng)前幀之間執(zhí)行幀間預(yù)測以產(chǎn)生將被編碼的當(dāng)前塊的預(yù)測塊；產(chǎn)生殘余塊，所述殘余塊由與預(yù)測塊和當(dāng)前塊的像素之間的差相應(yīng)的殘余信號構(gòu)成；在預(yù)定方向上計算殘余塊的殘余信號之間的差，并基于計算出的差來產(chǎn)生差分殘余塊；以及對差分殘余塊執(zhí)行熵編碼。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于無損視頻編碼的設(shè)備，所述無損視頻編碼設(shè)備包括幀間預(yù)測單元、減法單元、差分殘余變換單元和熵編碼單元。幀間預(yù)測單元以預(yù)定大小的塊為單位在參考幀和當(dāng)前幀之間執(zhí)行幀間預(yù)測來產(chǎn)生將被編碼的當(dāng)前塊的預(yù)測塊。減法單元產(chǎn)生殘余塊，所述殘余塊由與預(yù)測塊和當(dāng)前塊的像素之間的差相應(yīng)的殘余信號構(gòu)成。差分殘余變換單元在預(yù)定方向上計算殘余塊的殘余信號之間的差，并基于計算出的差來產(chǎn)生差分殘余塊。熵編碼單元對差分殘余塊執(zhí)行熵編碼。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種無損視頻解碼方法。所述無損視頻解碼方法包括接收使用差分殘余塊進(jìn)行熵編碼的比特流，所述差分殘余塊通過計算殘余塊的像素之間的差而產(chǎn)生，并且所述殘余塊由幀間預(yù)測塊和當(dāng)前塊之間的差構(gòu)成；對接收的比特流執(zhí)行熵解碼以對差分殘余塊進(jìn)行解碼；對解碼的差分殘余塊執(zhí)行逆變換以產(chǎn)生殘余塊；以及將殘余塊和使用包括在比特流中的視頻數(shù)據(jù)的幀間預(yù)測塊相加來重構(gòu)原始圖像。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于無損視頻解碼的設(shè)備，所述無損視頻解碼設(shè)備包括熵解碼單元、差分殘余逆變換單元、幀間預(yù)測單元和加法單元。熵解碼單元接收使用差分殘余塊進(jìn)行熵編碼的的比特流，所述差分殘余塊通過計算殘余塊的像素之間的差而產(chǎn)生，并且所述殘余塊由幀間預(yù)測塊和當(dāng)前塊之間的差構(gòu)成，并且所述熵解碼單元對接收的比特流執(zhí)行熵解碼以輸出差分殘余塊。差分殘余逆變換單元對差分殘余塊執(zhí)行逆變換以產(chǎn)生殘余塊。幀間預(yù)測單元使用包括在比特流中的視頻數(shù)據(jù)產(chǎn)生幀間預(yù)測塊。加法單元將殘余塊和幀間預(yù)測塊相加來重構(gòu)原始圖像。


通過參照附圖，對本發(fā)明示例性實施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他方面將會更清楚，其中圖1是使用根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于無損視頻編碼的設(shè)備的視頻編碼器的框圖；圖2是用于解釋由圖1的運動估計單元執(zhí)行的運動估計的示圖；圖3表示輸入到圖1的差分殘余變換單元的殘余塊；圖4是用于解釋由圖1的差分殘余變換單元執(zhí)行的產(chǎn)生水平差分殘余塊的示圖；圖5是用于解釋由圖1的差分殘余變換單元執(zhí)行的產(chǎn)生垂直差分殘余塊的示圖；圖6表示由圖1的差分殘余變換單元產(chǎn)生的差分殘余塊；圖7是表示根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的無損視頻編碼的方法的流程圖；圖8表示從根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的視頻編碼器輸出的比特流的格式；圖9是應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于無損視頻解碼的設(shè)備的視頻解碼器的框圖；和圖10是表示根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的無損視頻解碼的方法的流程圖。
具體實施例方式
以下，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明示例性實施例。
圖1是使用根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于無損視頻編碼的設(shè)備的視頻編碼器100的框圖。
參照圖1，視頻編碼器100包括運動估計單元102、運動補償單元104、幀間預(yù)測單元106、減法單元107、差分殘余變換單元108、變換/量化單元110、熵編碼單元112、差分殘余逆變換單元114、逆變換/逆量化單元116、加法單元117、幀存儲器118和濾波器120。
運動估計單元102通過從存儲在幀存儲器118中的參考幀讀取與當(dāng)前宏塊最相似的區(qū)域來執(zhí)行運動估計。更具體地講，參照圖2，運動估計單元102搜索參考幀的預(yù)定區(qū)域(搜索區(qū)域)，并選擇與當(dāng)前宏塊的區(qū)別最小的區(qū)域為最相似的區(qū)域，其中，圖2是用于解釋由運動估計單元102執(zhí)行的運動估計的示圖，而所述搜索區(qū)域從與當(dāng)前幀的當(dāng)前宏塊相應(yīng)的位置延伸。運動估計單元102輸出最相似的區(qū)域與當(dāng)前宏塊的空間位置之間的差作為運動向量。
運動補償單元104使用所述運動向量來從存儲在幀存儲器118中的參考幀讀取所述最相似的區(qū)域并產(chǎn)生幀間預(yù)測塊。以這種方式，運動估計單元102和運動補償單元104彼此相互配合，從而形成了執(zhí)行幀間預(yù)測的幀間預(yù)測單元。
幀內(nèi)預(yù)測單元106通過在當(dāng)前畫面中搜索當(dāng)前塊的預(yù)定值來執(zhí)行幀內(nèi)預(yù)測。
不僅可以以16×16的宏塊為單位執(zhí)行幀間預(yù)測和幀內(nèi)預(yù)測，而且可以以16×8、8×16、8×8、8×4、4×8或4×4的塊為單位來執(zhí)行幀間預(yù)測和幀內(nèi)預(yù)測。
一旦通過幀間預(yù)測或者幀內(nèi)預(yù)測形成了將被編碼的當(dāng)前塊的預(yù)測塊，減法單元107就計算當(dāng)前塊和預(yù)測塊之間的差，并輸出殘余塊Dn。通常，為在視頻編碼中減少數(shù)據(jù)量而對殘余進(jìn)行編碼。
在有損編碼的情況下，殘余塊Dn在變換/量化單元110中經(jīng)過離散余弦變換(DCT)和量化，量化的殘余塊Dn由熵編碼單元112進(jìn)行熵編碼，然后作為比特流輸出。
在無損編碼的情況下，殘余塊Dn不通過變換/量化單元110而被直接進(jìn)行熵編碼。具體地講，在根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的視頻編碼器100中，通過幀間預(yù)測獲得的殘余塊Dn被差分殘余變換單元108變換為差分殘余塊，所述差分殘余塊由熵編碼單元112進(jìn)行熵編碼，然后作為比特流輸出。
圖3表示輸入到差分殘余變換單元108中的殘余塊。
如上所述，從當(dāng)前塊減去通過運動估計單元102和運動補償單元104獲得的幀間預(yù)測塊，從而輸出殘余塊300。在圖3中，殘余塊300是與16×16宏塊相應(yīng)的幀間預(yù)測的殘余塊，殘余塊300的第x行第y列上的像素被稱為rx，y。
差分殘余變換單元108接收如圖3所示的預(yù)定大小的殘余塊，并在預(yù)定方向上計算殘余塊300的像素之間的差，從而產(chǎn)生差分殘余塊。換句話說，差分殘余變換單元108在水平方向上或者垂直方向上對殘余塊300的像素執(zhí)行差分脈沖編碼調(diào)制，從而產(chǎn)生差分殘余塊。產(chǎn)生差分殘余塊的原因是為了通過減小殘余塊300的像素的大小來提高壓縮率。
圖4是用于解釋由差分殘余變換單元108執(zhí)行的產(chǎn)生水平差分殘余塊400的示圖，圖5是用于解釋由差分殘余變換單元108執(zhí)行的產(chǎn)生垂直差分殘余塊500的示圖，以及圖6表示由差分殘余變換單元108產(chǎn)生的差分殘余塊600。
參照圖4，差分殘余變換單元108產(chǎn)生水平差分殘余塊400，所述水平差分殘余塊400由通過從各個像素減去水平相鄰的像素而產(chǎn)生的像素構(gòu)成。換句話說，當(dāng)殘余塊300的第x行第y列上的像素為rx，y時，如下所示來計算水平差分殘余塊400的第x行第y列上的像素r′x，yr′x，y＝rx，y-rx，y-1………………(1)其中水平差分殘余塊400的第一列上的像素，也就是r′0，0、r′1，0、r′2，0...r′15，0與殘余塊300的第一列上的相應(yīng)像素相同。換句話說，r′N，0＝rN，0(N＝0，1，2，...，15)。
參照圖5，差分殘余變換單元108產(chǎn)生垂直差分殘余塊500，所述垂直差分殘余塊500由通過從各個像素減去垂直相鄰的像素而產(chǎn)生的像素構(gòu)成。換句話說，當(dāng)殘余塊300的第x行第y列上的像素為rx，y時，如下所示來計算垂直差分殘余塊500的第x行第y列上的像素r′x，yr′x，y＝rx，y-rx-1，y………………(2)其中垂直差分殘余塊500的第一行上的像素，也就是r′0，0、r′0，1、r′0，2...r′0，15與殘余塊300的第一行上的相應(yīng)像素相同。換句話說，r′0，N＝r0，N(N＝0，1，2，...，15)。
由差分殘余變換單元108產(chǎn)生的水平差分殘余塊400或者垂直差分殘余塊500不經(jīng)過任何變換和量化而被直接輸入到熵編碼單元112，以通過基于上下文的自適應(yīng)二進(jìn)制算術(shù)編碼(CABAC)來進(jìn)行無損編碼。
由差分殘余變換單元108輸出的差分殘余塊被差分殘余逆變換單元114逆變換為如圖3所示的殘余塊，并為了重構(gòu)而被加法單元117加到幀間預(yù)測塊上。這里，可在差分殘余塊中針對將被逆變換的當(dāng)前像素對預(yù)定方向上的像素求和來執(zhí)行差分殘余塊的逆變換。更具體地講，當(dāng)使用水平相鄰的像素之間的差已經(jīng)產(chǎn)生熵編碼的差分殘余塊，并且逆變換的差分殘余塊的第x行第y列上的像素是r′x，y時，差分殘余逆變換單元114如下計算殘余塊的第x行第y列上的像素rx，yrx,y=Σi=0yr′x,i···(3)]]>當(dāng)使用垂直相鄰的像素之間的差已經(jīng)產(chǎn)生熵編碼的差分殘余塊時，差分殘余逆變換單元114如下計算殘余塊的第x行第y列上的像素rx，yrx,y=Σi=0xr′i,y]]>由逆變換/逆量化單元116來對根據(jù)傳統(tǒng)的編碼而非本發(fā)明示例性實施例的編碼進(jìn)行量化的殘余塊進(jìn)行重構(gòu)。重構(gòu)的塊通過執(zhí)行解塊濾波(deblocking filtering)的濾波器120，然后被存儲在幀存儲器118中以用于對下一圖像進(jìn)行幀間預(yù)測。
圖7是表示根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的無損視頻編碼的方法的流程圖。
參照圖7，在操作710，包括運動估計單元102和運動補償單元104的幀間預(yù)測單元以預(yù)定大小的塊為單位在參考幀和當(dāng)前幀之間執(zhí)行幀間預(yù)測以產(chǎn)生將被編碼的當(dāng)前塊的預(yù)測塊，并輸出與預(yù)測塊和當(dāng)前塊之間的差相應(yīng)的殘余塊。
在操作720，通過在預(yù)定方向上計算殘余塊的像素之間的差來產(chǎn)生差分殘余塊。為產(chǎn)生差分殘余塊，可使用等式1或者等式2。
在操作730，對差分殘余塊執(zhí)行熵編碼以輸出比特流。
圖8表示從根據(jù)本發(fā)明實施例的視頻編碼器100輸出的比特流800的格式。
參照圖8，比特流800包括具有編碼方式信息的頭810和具有關(guān)于變換系數(shù)或者運動向量的信息的數(shù)據(jù)部分820。在壓縮率方面，使用差分殘余塊而進(jìn)行的熵編碼可能會比使用沒有經(jīng)過變換的殘余塊而進(jìn)行的傳統(tǒng)的熵編碼展現(xiàn)的性能差。因此，熵編碼單元112將對差分殘余塊進(jìn)行熵編碼的方式的成本與對殘余塊進(jìn)行變換、量化、然后進(jìn)行熵編碼的方式的成本相比較，并且將成本小的方式確定為最終編碼方式。熵編碼單元112還將指示最終編碼方式的1預(yù)定比特的810a添加到比特流800的頭810，以通知接收比特流800的視頻解碼器比特流800已被編碼的編碼方式。
當(dāng)熵編碼單元112對差分殘余塊執(zhí)行熵編碼時，它可將指示預(yù)定方向的信息添加到比特流800的頭810上，所述預(yù)定方向是指在為產(chǎn)生差分殘余塊而減去鄰近像素時使用的方向。例如，熵編碼單元112可將1比特的810b添加到比特流800的頭810，其中所述的810b指示水平方向和垂直方向的哪一個用于對殘余塊的像素進(jìn)行相減以產(chǎn)生差分殘余塊。
圖9是使用根據(jù)本發(fā)明實施例的用于無損視頻解碼的設(shè)備的視頻解碼器900的框圖。
參照圖9，視頻解碼器900包括熵解碼單元910、差分殘余逆變換單元920、逆量化/逆變換單元930、加法單元940、幀內(nèi)預(yù)測單元950和運動補償單元960。
當(dāng)熵解碼單元910接收到使用根據(jù)本發(fā)明實施例的無損視頻編碼方法編碼的比特流時，它對所述比特流進(jìn)行熵解碼并輸出差分殘余塊。當(dāng)熵解碼單元910接收到根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)編碼的比特流時，它對所述比特流進(jìn)行熵解碼并輸出殘余塊。如上所述，熵解碼單元910可從包括在所述比特流的頭中的編碼方式信息確定將被解碼的比特流已被編碼的編碼方式。
差分殘余逆變換單元920對輸入的差分殘余塊執(zhí)行逆變換以產(chǎn)生殘余塊。差分殘余逆變換單元920與圖1的差分殘余逆變換單元114的工作方式相同。更具體地講，當(dāng)輸入在圖6中示出的由熵解碼單元910解碼的差分殘余塊600時，差分殘余逆變換單元920基于對產(chǎn)生差分殘余塊600的像素相減所使用的預(yù)定的方向，利用等式3或者等式4來產(chǎn)生殘余塊。這里，當(dāng)已通過在水平相鄰的像素之間相減而產(chǎn)生差分殘余塊600時，使用等式3，而當(dāng)已通過垂直相鄰的像素之間相減而產(chǎn)生差分殘余塊600時，使用等式4。例如，當(dāng)已通過在水平相鄰的像素之間相減而產(chǎn)生差分殘余塊600時，可從差分殘余塊600來如下計算殘余塊的像素rx，yrN，0＝r′N，0(N＝0，1，2，...，15)rN，1＝r′N，0+r′N，1rN，2＝r′N，0+r′N，1+r′N，2.......
rN，15＝r′N，0+r′N，1+r′N，2+r′N，3+...+r′N，11+r′N，12+r′N，13+r′N，14+r′N，15同樣，當(dāng)已通過垂直相鄰的像素之間相減而產(chǎn)生差分殘余塊600時，可從差分殘余塊600來如下計算殘余塊的像素rx，yr0，N＝r′0，N(N＝0，1，2，...，15)r1，N＝r′0，N+r′1，Nr2，N＝r′0，N+r′1，N+r′2，N.......
r15，N＝r′0，N+r′1，N+r′2，N+r′3，N+...+r′11，N+r′12，N+r′13，N+r′14，N+r′15，N運動補償單元960使用包括在比特流中的視頻數(shù)據(jù)產(chǎn)生幀間預(yù)測塊。加法單元940將所述幀間預(yù)測塊加到重構(gòu)的殘余塊上來重構(gòu)原始圖像。
逆量化/逆變換單元930對通過有損編碼而進(jìn)行編碼的比特流執(zhí)行逆量化/逆變換以產(chǎn)生殘余塊。幀內(nèi)預(yù)測單元950和運動補償單元960使用解碼的頭信息根據(jù)編碼的圖像類型而產(chǎn)生預(yù)測塊。然后加法單元940將產(chǎn)生的預(yù)測塊加到殘余塊上來重構(gòu)原始圖像。
圖10是表示根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的無損視頻解碼的方法的流程圖。
參照圖10，在操作1010，熵解碼單元910接收按根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的無損視頻編碼方法編碼的比特流，并對所述比特流執(zhí)行熵解碼以輸出差分殘余塊。
在操作1020，差分殘余逆變換單元920對差分殘余塊執(zhí)行逆變換以產(chǎn)生殘余塊。如上所述，為產(chǎn)生差分殘余塊，可基于在像素的相減中利用的預(yù)定的方向來使用等式3或等式4。
在操作1030，運動補償單元960使用包括在所述比特流中的視頻數(shù)據(jù)來執(zhí)行幀間預(yù)測以產(chǎn)生預(yù)測塊。
在操作1040，加法單元940將差分殘余逆變換單元920產(chǎn)生的殘余塊和運動補償單元960產(chǎn)生的預(yù)測塊相加來重構(gòu)原始圖像。
表1顯示當(dāng)按根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的編碼以及根據(jù)本發(fā)明實施例的無損編碼對RGB4∶4∶4格式的JVT測試序列進(jìn)行壓縮時的壓縮率。在本測試中，以16×16的宏塊為單位對水平或者垂直差分殘余塊進(jìn)行熵編碼。
表1

參照表1，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明實施例對差分殘余塊進(jìn)行編碼時，與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行編碼相比，壓縮率平均增高9.5％。
如上所述，根據(jù)本實施例，在對由幀間預(yù)測獲得的殘余塊進(jìn)行無損編碼時可提高壓縮率。另外，與使用先前塊的像素的現(xiàn)有技術(shù)不同，使用被熵編碼的殘余塊的像素來形成差分殘余塊，本示例性實施例在通過使用流水線方法進(jìn)行并行處理而沒有顯著改變處理速度的情況下提高了壓縮率。
根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的無損視頻編碼和解碼方法也可作為計算機程序?qū)崿F(xiàn)。形成所述計算機程序的代碼及代碼段可由本領(lǐng)域的計算機程序員容易地推斷出來。另外，所述計算機程序被存儲在計算機可讀介質(zhì)中并由計算機讀取及執(zhí)行，從而實現(xiàn)用于檢測錯誤的方法。所述計算機可讀介質(zhì)的示例包括磁帶、光學(xué)數(shù)據(jù)存儲裝置和載波。
盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的示例性實施例具體顯示并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明精神和范圍的情況下可在形式和細(xì)節(jié)上對本發(fā)明進(jìn)行各種改變。
權(quán)利要求
1.一種無損視頻編碼的方法，所述方法包括產(chǎn)生殘余塊，所述殘余塊由與預(yù)測塊和當(dāng)前塊的像素之間的差相應(yīng)的殘余信號構(gòu)成；在預(yù)定方向上計算殘余塊的殘余信號之間的差，并基于計算出的差來產(chǎn)生差分殘余塊；對差分殘余塊執(zhí)行熵編碼。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述預(yù)定方向是水平方向和垂直方向中的至少一個。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)殘余塊的第x行第y列上的像素被稱為rx，y時，除差分殘余塊的第1列上的像素外，差分殘余塊的第x行第y列上的像素r′x，y通過r′x，y＝rx，y-rx，y-1來計算。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)殘余塊的第x行第y列上的像素是rx，y時，除差分殘余塊的第1行上的像素外，差分殘余塊的第x行第y列上的像素r′x，y通過r′x，y＝rx，y-rx-1，y來計算。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括將對差分殘余塊進(jìn)行熵編碼的第一方式的第一成本與對殘余塊進(jìn)行變換、量化、然后再進(jìn)行熵編碼的第二方式的第二成本相比較，并基于第一成本和第二成本的較小者來確定最終編碼方式。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，還包括將指示最終編碼方式的預(yù)定比特加到比特流的頭上。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括將指示關(guān)于所述預(yù)定方向的信息的預(yù)定比特加到比特流的頭上。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括以預(yù)定大小的塊為單位在參考幀和當(dāng)前幀之間執(zhí)行幀間預(yù)測，以產(chǎn)生將被編碼的當(dāng)前塊的預(yù)測塊。
9.一種用于無損視頻編碼的設(shè)備，所述設(shè)備包括減法單元，產(chǎn)生殘余塊，所述殘余塊由與預(yù)測塊和當(dāng)前塊的像素之間的差相應(yīng)的殘余信號構(gòu)成；差分殘余變換單元，在預(yù)定方向上計算殘余塊的殘余信號之間的差，并基于計算出的差來產(chǎn)生差分殘余塊；熵編碼單元，對差分殘余塊執(zhí)行熵編碼。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，當(dāng)所述預(yù)定方向是水平方向并且殘余塊的第x行第y列上的像素是rx，y時，除差分殘余塊的第1列上的像素外，差分殘余變換單元使用r′x，y＝rx，y-rx，y-1來對差分殘余塊的第x行第y列上的像素r′x，y進(jìn)行計算。
11.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，當(dāng)所述預(yù)定方向是垂直方向并且殘余塊的第x行第y列上的像素是rx，y時，除差分殘余塊的第1行上的像素外，差分殘余變換單元使用r′x，y＝rx，y-rx-1，y來對差分殘余塊的第x行第y列上的像素r′x，y進(jìn)行計算。
12.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述熵編碼單元將對差分殘余塊進(jìn)行熵編碼的第一方式的第一成本與對殘余塊進(jìn)行變換、量化、然后再進(jìn)行熵編碼的第二方式的第二成本相比較，并基于第一成本和第二成本的較小者來確定最終編碼方式。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，所述熵編碼單元將指示最終編碼方式的預(yù)定比特加到比特流的頭上。
14.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，所述熵編碼單元將指示關(guān)于所述預(yù)定方向的信息的預(yù)定比特加到比特流的頭上。
15.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，還包括幀間預(yù)測單元，以預(yù)定大小的塊為單位在參考幀和當(dāng)前幀之間執(zhí)行幀間預(yù)測，以產(chǎn)生將被編碼的當(dāng)前塊的預(yù)測塊。
16.一種無損視頻解碼方法，所述方法包括接收包括熵編碼的差分殘余塊的比特流，所述差分殘余塊通過計算殘余塊的像素之間的差而產(chǎn)生，并且所述殘余塊由幀間預(yù)測塊和當(dāng)前塊之間的差構(gòu)成；對接收的比特流執(zhí)行熵解碼以對熵編碼的差分殘余塊進(jìn)行解碼來創(chuàng)建解碼的差分殘余塊；對解碼的差分殘余塊執(zhí)行逆變換以重新產(chǎn)生殘余塊；和將殘余塊和使用包括在比特流中的視頻數(shù)據(jù)的幀間預(yù)測塊相加來重構(gòu)原始圖像。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述對解碼的差分殘余塊進(jìn)行逆變換的步驟通過在解碼的差分殘余塊中針對將被逆變換的當(dāng)前像素對預(yù)定方向上的像素求和來執(zhí)行。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，當(dāng)通過使用水平相鄰的像素之間的差已經(jīng)產(chǎn)生熵編碼的差分殘余塊并且逆變換的解碼的差分殘余塊的第x行第y列上的像素是r′x，y時，對解碼的差分殘余塊進(jìn)行逆變換的步驟包括使用rx,y=Σi=0yr′x,i]]>來計算殘余塊的第x行第y列上的像素rx，y。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，當(dāng)通過使用垂直相鄰的像素之間的差已經(jīng)產(chǎn)生熵編碼的差分殘余塊并且逆變換的解碼的差分殘余塊的第x行第y列上的像素是r′x，y時，對解碼的差分殘余塊進(jìn)行逆變換的步驟包括使用rx,y=Σi=0xr′i,y]]>來計算殘余塊的第x行第y列上的像素rx，y。
20.一種用于無損視頻解碼的設(shè)備，所述設(shè)備包括熵解碼單元，接收使用差分殘余塊進(jìn)行熵編碼的比特流，所述差分殘余塊通過計算殘余塊的像素之間的差而產(chǎn)生，并且所述殘余塊由幀間預(yù)測塊和當(dāng)前塊之間的差構(gòu)成，并且所述熵解碼單元對接收的比特流執(zhí)行熵解碼以輸出差分殘余塊；差分殘余逆變換單元，對差分殘余塊執(zhí)行逆變換以重新產(chǎn)生殘余塊；幀間預(yù)測單元，使用包括在比特流中的視頻數(shù)據(jù)產(chǎn)生幀間預(yù)測塊；和加法單元，將殘余塊和幀間預(yù)測塊相加來重構(gòu)原始圖像。
21.如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，所述差分殘余逆變換單元在解碼的差分殘余塊中針對將被逆變換的當(dāng)前像素對預(yù)定方向上的像素求和。
22.如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，當(dāng)通過使用水平相鄰的像素之間的差已經(jīng)產(chǎn)生熵編碼的差分殘余塊并且逆變換的解碼的差分殘余塊的第x行第y列上的像素是r′x，y時，差分殘余逆變換單元使用rx,y=Σi=0yr′x,i]]>來計算殘余塊的第x行第y列上的像素rx，y。
23.如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，當(dāng)通過使用垂直相鄰的像素之間的差已經(jīng)產(chǎn)生熵編碼的差分殘余塊并且逆變換的解碼的差分殘余塊的第x行第y列上的像素是r′x，y時，差分殘余逆變換單元使用rx,y=Σi=0xr′i,y]]>來計算殘余塊的第x行第y列上的像素rx，y。
全文摘要
提供了一種用于無損視頻編碼和解碼的方法及設(shè)備，其中，對通過計算由幀間預(yù)測獲得的殘余塊的像素之間的差而產(chǎn)生的差分殘余塊執(zhí)行編碼，從而提高壓縮率。所述無損視頻編碼方法包括以預(yù)定大小的塊為單位在參考幀和當(dāng)前幀之間執(zhí)行幀間預(yù)測以產(chǎn)生將被編碼的當(dāng)前塊的預(yù)測塊；產(chǎn)生殘余塊，所述殘余塊由與預(yù)測塊和當(dāng)前塊的像素之間的差相應(yīng)的殘余信號構(gòu)成；在預(yù)定方向上計算殘余塊的殘余信號之間的差，并基于計算出的差來產(chǎn)生差分殘余塊；以及對差分殘余塊執(zhí)行熵編碼。
文檔編號H04N7/32GK1933601SQ20061012746
公開日2007年3月21日 申請日期2006年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月16日
發(fā)明者李英烈, 金大衍, 韓基勛, 許宰豪 申請人:世宗大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團, 三星電子株式會社