提供帧内代码化方案的装置和计算机可读存储介质制造方法及图纸

一种方法和系统可使用视频编解码器来识别视频数据块并在管线中对视频数据块应用蝴蝶不对称离散正弦变换(ADST)的变换核。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2013年11月22日提交的美国非临时专利申请号14/087,568的优先权并且是该申请的继续申请，该申请的公开被整体地通过引用结合到本文中。
技术介绍
本公开涉及图像和视频压缩代码化。在图像或视频压缩代码化中，帧内代码化指的是在单个帧内，而不是相对于视频序列中的任何其它帧对视频或图像进行压缩的压缩技术。变换代码化是视频和图像压缩中的中心组成部分。可使用变换核的优化可用于为压缩增益而来利用信号相关性以实现压缩增益。然而，在硬件设计方面，变换模块可贡献大部分的编解码器计算复杂性。以你因此，需要用以解决当前技术的不足并改善代码化效率的系统、方法以及装置。
技术实现思路
在一般方面，一种存储指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令在被执行时致使处理器执行过程，所述指令包括用于以下的指令：使用视频编解码器来识别视频数据块，并在管线中对所述视频数据块应用蝴蝶不对称离散正弦变换(ADST)的变换核。实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。例如，该变换核可以包括离散余弦变换(DCT)和具有不对称基础的蝴蝶ADST变换的组合。所述核可以是形式的，其中，N是块规模，并且其中，n和k分别表示时间索引和频率索引，其中，n和k两者都在从1至N范围内。所述蝴蝶ADST可以是以整数格式来执行的。所述处理器可以与单指令存储器和控制处理器通信。例如，所述指令还可以包括用于以下的指令：根据预测方向来选择一维变换集合。例如，该指令还可以包括用于以下的指令：使用所述一维变换集合来形成二维变换。所述蝴蝶ADST可以被应用于从所述视频数据块生成的残余像素块。该变换核可以经由单指令多数据操作来提供并行计算。在另一一般方面，一种装置包括视频编解码器，所述视频编解码器被配置成识别视频数据库数据块的视频编解码器；以及混合变换编码器，所述混合变换编码器被配置成使用离散余弦变换(DCT)与具有不对称基础的蝴蝶不对称离散正弦变换(ADST)变换的组合来提供用于视频数据块的帧内代码化方案，以及并使用蝴蝶ADST来产生所述帧内代码化的蝴蝶结构实施方式的混合变换编码器。实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。例如，核可以是形式的，其中，N是块规模，并且其中，n和k分别表示范围从1至N的时间索引和频率索引。所述蝴蝶结构实施方式可以以整数格式来执行。处理器可以与单指令存储器和控制处理器通信。该装置还可以包括选择器，所述选择器被配置成根据预测方向来选择一维变换集合。该选择器可以进一步被配置成使用所述集合来形成二维变换。蝴蝶ADST可以被应用于从视频数据块生成的残余像素块。蝴蝶结构实施方式可以经由单指令多数据操作来提供并行计算。在另一一般方面中，一种存储指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在被执行时致使处理器执行过程，所述指令包括用于以下的指令：使用离散余弦变换(DCT)与具有近似具有以不对称为基础的近似原始ADST的核的蝴蝶不对称离散正弦变换(ADST)变换的组合来提供用于视频数据块的帧内代码化方案，以及使用蝴蝶ADST来产生所述帧内代码化的蝴蝶结构实施方式。例如，所述核可以是形式的，其中，N是块规模，并且其中，n和k分别表示范围从1至N的时间索引和频率索引。实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。例如，所述指令还可以包括用于以下的指令：根据预测方向来选择一维变换集合。例如，所述指令还可以包括用以用于以下的指令：使用所述该组一维变换集合来形成二维变换的指令。这方面的其它实施方式包括被配置成执行在计算机存储设备上编码的方法的动作的对应系统、装置、方法、以及计算机程序。这里所述的系统和方法的优点包括例如高效的硬件利用和代码化加速。在以下附图和描述中阐述了一个或多个实施方式的细节其它特征将从本描述和附图以及权利要求而变得显而易见。附图说明图1是图示出可被用于混合变换代码化的示例系统的框图。图2A是图示出可被用于混合变换编码的示例成像设备的框图。图2B是图示出SIMD操作的示例的框图。图3A是图示出可在管线中用于混合变换代码化的示例过程的流程图。图3B是图示出可用于混合变换代码化的示例过程的流程图。图3C是图示出可用于混合变换代码化的硬件操作流程的示例的图。图4是图示出在这里根据CPU周期而描述的系统和方法的计算复杂性的框图。图5是图示出可与这里描述的系统一起使用的示例解码过程的流程图。图6是图示出根据本公开的各方面的可用来实现这里所述的一个或多个系统和方法的示例或代表性计算设备和关联元件的框图。具体实施方式根据本公开的各方面，在本文中提出了一种用以改善图像或视频压缩性能的方法和系统。所公开的方法和系统提供了用来实现在视频编解码器中使用的帧内(在单个帧内)代码化和预测的方式。采用块代码器的一个动机是将视频帧分离成不同的区域，其中的每一个区域可具有其自己的本地稳定信号统计。为了达到最大的压缩效率，帧内代码化经由在块边界处可用的来自先前编码相邻像素的每个块的空间预测而利用局部各向异性(例如，帧内的空间图案的发生)。混合变换代码化方案允许根据边界信息的质量和可用性从离散正弦变换(DST)和不对称DST中进行选择。混合变换代码化方案可以以相同的峰值信噪比(PSNR)实现位节省。总体帧内代码化方案可在称为不对称DST(ADST)的此DST变体与常规DCT之间切换，取决于预测方向和边界信息。也称为混合变换代码化方案的这种自适应预测变换方法可胜过基于DCT的帧内预测变换代码化。然而，在硬件设计方面，变换模块可贡献大部分的编解码器计算复杂性。快速傅立叶变换是用于计算一系列的N个数的离散傅立叶变换的高效算法。在快速傅立叶变换算法的场境中，蝴蝶是计算的一部分，其将较小离散傅立叶变换(DFT)的结果组合成较大的DFT，或者相反，例如将较大DFT分解成子变换。这里所述的方法和系统对不对称离散正弦变换和混合变换代码化进行改进来创建蝴蝶不对称离散正弦变换以预测帧内变换。描述了一种允许经由单指令多数据(SIMD)操作的并行计算的改善的蝴蝶结构实施方式。针对8×8或以上的变换规模，可能难以发现具有作为小整数的元素的正交矩阵和紧密地近似DCT的正交矩阵。较大块规模变换提供用于稳定信号的较高变换代码化增益，并且在实验上被证明对各种视频编解码器中的压缩效率有所贡献。在快速ADST和因此任何块规模的混合变换代码化方案的设计中出现挑战。原始ADST核被导出为其中，N是块规模，n和k分别地表示时间和频率索引，两者的范围从1至N。另一方面，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令在被执行时致使处理器执行过程，所述指令包括用于以下的指令：使用视频编解码器来识别视频数据块；以及在管线中对所述视频数据块应用蝴蝶不对称离散正弦变换ADST的变换核。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.22 US 14/087,5681.一种存储指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令在被执行时致使处理器执
行过程，所述指令包括用于以下的指令：
使用视频编解码器来识别视频数据块；以及
在管线中对所述视频数据块应用蝴蝶不对称离散正弦变换ADST的变换核。
2.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，在所述变换核中包括离
散余弦变换DCT和具有不对称基础的所述蝴蝶ADST变换的组合。
3.根据权利要求1至2中的任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述核
是形式，其中，N是块规模，并且其中，n和k分别表示时间索引和频率索
引，其中，n和k两者的范围是从1至N。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述蝴
蝶ADST是以整数格式执行的。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述处
理器与单指令存储器和控制处理器通信。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令还包
括用于以下的指令：
根据预测方向来选择一维变换集合。
7.根据权利要求6所述的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令还包括用于以下的
指令：
使用所述一维变换集合来形成二维变换。
8.根据权利要求3所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述蝴蝶ADST被应用于
从所述视频数据块生成的残余像素块。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述变
换核经由单指令多数据操作来提供并行计算。
10.一种装置，包括：
视频编解码器，所述视频编解码器被配置成识别视频数据块；以及
混合变换编码器，所述混合变换编码器被配置成：
使用离散余弦变换DCT与具有不对称基础的蝴蝶不对称离散正弦变换ADST变换的组合
来提供用于视频数据块的帧内代码...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩敬宁，许耀武，德巴尔加·慕克吉，
申请(专利权)人：谷歌公司，
类型：发明
国别省市：美国;US