基于人眼視覺特性的hevc量化矩陣設(shè)計(jì)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種HEVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的量化矩陣設(shè)計(jì)，使用一種基于DCT變換的MTF函數(shù)設(shè)計(jì)HEVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的量化矩陣，并針對(duì)HEVC整數(shù)DCT變換與DCT變換的差別對(duì)量化矩陣進(jìn)行校正調(diào)整，所設(shè)計(jì)的量化矩陣包括亮度分量，色度分量8×8以及4×4的整數(shù)DCT幀內(nèi)、幀間量化矩陣以及4×4DST變換的幀內(nèi)量化矩陣。本發(fā)明在相同的視頻質(zhì)量下能獲得更高的編碼效率，所得的碼流保持與HEVC編碼標(biāo)準(zhǔn)的兼容且不改變編碼的復(fù)雜度，這種量化矩陣對(duì)于基于DCT變換的其他視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)同樣適用，如H.264/AVC、AVS以及AVS2。
【專利說明】基于人眼視覺特性的HEVC量化矩陣設(shè)計(jì)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及一種基于HEVC (High Efficiency Video Coding)視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的量化矩陣設(shè)計(jì)，尤其涉及一種基于視覺特性的視頻圖像量化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在視頻編碼與傳輸應(yīng)用中，新一代高性能視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)(HEVC，High EfficiencyVideo Coding)由I SO-1 EC/MPEG和ITU-T/VCEG兩大國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織成立的視頻編碼聯(lián)合開發(fā)小組(JCT-VC)開發(fā)，與H.264/AVC相比，在相同的視覺質(zhì)量下，HEVC能使比特率降低一半。
[0003]作為新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，HEVC仍然屬于預(yù)測(cè)加變換的混合編碼框架，它也包含了幀內(nèi)預(yù)測(cè)、幀間預(yù)測(cè)、正交變換、量化、濾波、熵編碼等編碼模塊，但在各個(gè)編碼環(huán)節(jié)都進(jìn)行了細(xì)致的優(yōu)化與改進(jìn)，HEVC標(biāo)準(zhǔn)編碼方法如附圖1所示。在正交變換環(huán)節(jié)，HEVC對(duì)預(yù)測(cè)殘差采用多尺寸整數(shù)離散余弦變換(DCT, Discrete Cosine Transform),變換尺寸可以為32x32，16x16,8x8等大小，對(duì)有些4x4的幀內(nèi)預(yù)測(cè)亮度分量采用離散正弦變換(DST，Discrete Sine Transform)。正交變換后的殘差系數(shù)主要采用均勻量化的方法，同一變換塊中的不同頻率系數(shù)使用相同的量化步長(zhǎng)。實(shí)際上，人眼對(duì)不同頻率系數(shù)的敏感度是不同的，因此HEVC同時(shí)支持并提供了一種基于視覺特性的量化矩陣，通過這個(gè)缺省的量化矩陣可以用不同的量化步長(zhǎng)對(duì)不同頻率系數(shù)進(jìn)行量化。
[0004]調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF, Modulation Transfer Function)體現(xiàn)了人眼對(duì)不同空間頻率的敏感程度，基于視覺特性的不均勻量化矩陣主要基于MTF函數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。MTF函數(shù)在早期的圖像編碼應(yīng)用中主要面向DFT變換，并被延續(xù)到HEVC的缺省量化矩陣的設(shè)計(jì)，HEVC的缺省量化矩陣如附圖2所示，模塊(11)完成對(duì)亮度色度分量幀內(nèi)預(yù)測(cè)8X8整數(shù)DCT系數(shù)的量化；模塊(12)完成對(duì)亮度色度分量幀內(nèi)預(yù)測(cè)4X4整數(shù)DCT系數(shù)的量化；模塊(13)完成對(duì)亮度色度分量幀間預(yù)測(cè)8X8整數(shù)DCT系數(shù)的量化；模塊(14)完成對(duì)亮度色度分量幀間預(yù)測(cè)4X4整數(shù)DCT系數(shù)的量化；模塊(15)完成對(duì)亮度分量幀內(nèi)預(yù)測(cè)4X4整數(shù)DST系數(shù)的量化。本發(fā)明專利使用一種基于DCT變換的MTF函數(shù)，并將其用于改進(jìn)HEVC的量化矩陣。由于HEVC在變換編碼模塊采用的是經(jīng)過伸縮擴(kuò)展的整數(shù)DCT變換，這種正交變換類似于DCT，但實(shí)際上還有所區(qū)別，因此需要對(duì)形成的量化矩陣進(jìn)行校正；此外，HEVC對(duì)DST變換系數(shù)采用與DCT相同的量化矩陣，而這兩種變換的某些系數(shù)所反映的空間頻率是不同的，因此本發(fā)明專利還設(shè)計(jì)一種基于DST變換的量化矩陣。
[0005]與HEVC缺省量化矩陣相比，本發(fā)明專利的量化矩陣在高頻部分能去除更多的視覺冗余，同時(shí)減少中頻系數(shù)的量化步長(zhǎng)，保留較多的中頻細(xì)節(jié)，由于人眼對(duì)中頻系數(shù)也相對(duì)敏感，對(duì)高頻系數(shù)敏感性最差，因此本發(fā)明專利的量化矩陣更適用于HEVC編碼，能在保持視頻圖像視覺質(zhì)量的同時(shí)達(dá)到更高的壓縮效率。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的是提供一種基于人眼視覺特性的HEVC量化矩陣設(shè)計(jì)，該量化矩陣在相同的視頻質(zhì)量下能獲得更高的編碼效率，所得的碼流保持與HEVC編碼標(biāo)準(zhǔn)的兼容且不改變編碼的復(fù)雜度，這種量化矩陣對(duì)于基于DCT變換的其他視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)同樣適用。
[0007]本發(fā)明釆用以下方案實(shí)現(xiàn):一種基于人眼視覺特性的HEVC量化矩陣設(shè)計(jì)，其特征在于:使用一種基于DCT變換的MTF函數(shù)設(shè)計(jì)HEVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的量化矩陣，并針對(duì)HEVC整數(shù)DCT變換與DCT變換的差別對(duì)量化矩陣進(jìn)行校正，所設(shè)計(jì)的量化矩陣包括
[0008]整數(shù)DCT8X8幀內(nèi)量化矩陣
[0009]
【權(quán)利要求】
1.一種基于人眼視覺特性的HEVC量化矩陣設(shè)計(jì)，其特征在于:使用一種基于DCT變換的MTF函數(shù)設(shè)計(jì)HEVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的量化矩陣，并針對(duì)HEVC整數(shù)DCT變換與DCT變換的差別對(duì)量化矩陣進(jìn)行校正，所設(shè)計(jì)的量化矩陣包括整數(shù)DCT 8X8幀內(nèi)量化矩陣
【文檔編號(hào)】H04N19/124GK103841419SQ201410040661
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月28日
【發(fā)明者】鄭明魁, 蘇凱雄, 楊秀芝 申請(qǐng)人:福州大學(xué)