快速宏块增量量化参数的决定制造技术

本申请涉及快速宏块增量量化参数的决定，其描述一种用于对多媒体视频进行编码的系统和方法。在对视频进行编码时，针对每一宏块选择一量化参数。如本文中所描述，可通过将所有可能量化参数的总体限于可能量化参数值的特定范围而选择每一宏块的所述量化参数。此通过减少针对每一视频宏块所测试的量化参数的数目而增加视频编码的速度。

Decision of fast macroblock incremental quantization parameter

The present application relates to the decision of fast macroblock incremental quantization parameters, which describes a system and method for encoding multimedia video. When encoding a video, a quantization parameter is selected for each macroblock. As described in this paper, the quantization parameter of each macroblock can be selected by limiting all the possible quantization parameters to a specific range where the parameter values may be quantized. This increases the speed of video encoding by reducing the number of quantization parameters to be tested for each video macroblock.

【技术实现步骤摘要】
快速宏块增量量化参数的决定分案申请的相关信息本案是分案申请。该分案的母案是申请日为2009年2月21日、申请号为200980105681.5、专利技术名称为“快速宏块增量量化参数的决定”的专利技术专利申请案。相关申请案本申请案主张2008年2月22日申请的第61/030,857号美国临时专利申请案的优先权，所述申请案以全文引用的方式并入本文中。
本专利技术的实施例涉及多媒体图像处理。更特定来说，这些实施例涉及用于自适应地控制视频编码器中的数字视频的数字位速率和压缩质量的系统和方法。
技术介绍
数字视频能力可并入到大范围的装置中，包括数字电视、数字直播系统、无线通信装置、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、桌上型计算机、数码相机、数字记录装置、蜂窝式或卫星无线电电话等。这些和其它数字视频装置可在产生、修改、传输、存储、记录和播放全运动视频序列上提供优于常规模拟视频系统的显著改进。已建立许多不同视频编码标准用于传送数字视频序列。举例来说，运动图片专家组(MPEG)已开发包括MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4的许多标准。其它编码标准包括H.261/H.263、MPEG1/2/4和最新的H.264/AVC。视频编码标准通过以压缩方式编码数据而实现增大的传输速率。压缩可减少需传输的数据总量以用于有效地传输图像帧。举例来说，H.264标准利用经设计以促进经由比在无压缩的情况下可实现的带宽窄的带宽进行视频和图像传输的图形和视频压缩技术。具体来说，H.264标准并入有利用连续图像帧之间的类似性(称为时间或帧间相关性)来提供帧间压缩的视频编码技术。帧间压缩技术通过将图像帧的基于像素的表示转换为运动表示而利用跨越帧的数据冗余性。另外，视频编码技术可利用图像帧内的类似性(称为空间或帧内相关性)，以便实现帧内压缩，其中图像帧内的空间相关性可进一步被压缩。帧内压缩通常基于用于压缩静态图像的常规过程，例如空间预测和离散余弦变换(DCT)编码。为了支持所述压缩技术，许多数字视频装置包括用于压缩数字视频序列的编码器，和用于解压缩数字视频序列的解码器。在许多情况下，编码器和解码器包含对界定视频图像的序列的帧内的像素的块操作的集成的编码器/解码器(CODEC)。举例来说，在H.264标准中，发送装置的编码器通常将待传输的视频图像帧划分为包含较小图像块的宏块。对于图像帧中的每一宏块，编码器搜索相邻视频帧的宏块以识别最为类似的宏块，且连同运动向量一起对所述宏块之间的差异进行编码以供传输，所述运动向量指示使用来自参考帧的哪一宏块用于编码。接收装置的解码器接收运动向量和经编码的差异，且执行运动补偿以产生视频序列。变换且接着量化宏块之间的差异。量化参数(QP)用以执行量化且因此将确定控制位速率和所恢复帧质量。使用较高QP的量化对应于较低位速率和较低质量。使用较低QP的量化对应于较高位速率和较高质量。通过调整QP，可实现不同的位速率和质量程度。
技术实现思路
在一些实施例中，提供一种用于对视频进行编码的系统，所述系统包含存储器，所述存储器包含视频帧，视频帧又包含宏块。所述系统还包括：量化模块，其经配置以选择用于量化所述宏块的量化参数的范围，其中所述范围为可能量化参数的子集；处理器，其经配置以确定所述范围中导致宏块的最佳量化的量化参数；以及编码器，其经配置以使用所述确定的量化参数对所述宏块进行编码。在一些实施例中，提供一种用于对视频进行编码的系统，所述系统包含用于接收包含用于量化的宏块的视频帧的装置；用于选择用于量化宏块的量化参数的范围的装置，其中所述范围为可能量化参数的子集；用于确定所述范围中导致宏块的最佳量化值的量化参数的装置；以及用于使用所述确定的量化参数对宏块进行编码的装置。在一些实施例中，提供一种用于对视频进行编码的方法，所述方法包含：接收包含用于量化的宏块的视频帧；选择用于量化所述宏块的量化参数的范围，其中所述范围为可能量化参数的子集；确定所述范围中导致宏块的最低失真值的量化参数；以及使用所述确定的量化参数对所述宏块进行编码。在一些实施例中，提供一种计算机可读媒体，其包含计算机可读程序代码，所述计算机可读程序代码适于被执行以执行一方法，所述方法包含：接收包含用于量化的宏块的视频帧；选择用于量化所述宏块的量化参数的范围，其中所述范围为可能量化参数的子集；确定所述范围中导致宏块的最低失真值的量化参数；以及使用所述确定的量化参数对所述宏块进行编码。附图说明当结合图式理解时，从下文陈述的详细描述将更加明白所揭示实施例的特征、目的和优势，在所述图式中，相同参考字符始终对应地识别。图1为如用于本专利技术的一个实施例中的编码源装置和解码接收装置的顶级框图。图2为本专利技术的一个实施例中的源装置的示意图，所述源装置如本专利技术的实施例中所描述而实施QP优化模块。图3为说明利用QP优化模块的编码系统的大概框图。图4为使用量化参数的块编码过程的框图。图5为QP优化模块的操作流程的示意图。具体实施方式本专利技术的实施例包括用于编码待向用户显示的多媒体视频的系统和方法。在一个实施例中，所述系统和方法适于控制用于压缩视频的经编码数据速率。在一些情况下，以无线方式或经由有线网络将视频传输到接收器以供显示。压缩视频中的一个步骤与量化所传输的视频数据有关。量化涉及以量化参数(QP)划分视频数据以将数据大小减小为更小、更可管理的形式。因为并非所有视频数据片段均含有相同量的信息，所以可以不同QP以不同方式来量化不同视频片段。如果针对给定区段所选的QP过小，则经压缩数据将具有良好质量，但将会经高度压缩。此导致在将数据传输到接收器时产生高位速率。相反，如果所选QP过大，则将高度压缩数据，且因为存在较少位待传输，所以位速率将减小。然而，所传输的视频帧的质量将相对低，因为每一帧将由与QP较小的情况相比相对少的位表示。在一个实施例中，本专利技术提供用于针对给定视频切片快速且准确地选择适当QP的系统和方法。特定来说，本专利技术的实施例提供用于针对给定数据块选择有可能含有合适QP的范围的智能型装置。用于确定用于宏块的适当QP的一种方法为蛮力(brute-force)法。蛮力实施包含使用一范围的QP值对同一宏块进行多次编码，且选择最佳QP作为提供最小译码成本的QP值。可使用不同成本准则来确定针对特定宏块的适当QP。一种成本测量被称为速率-失真成本(rate-distortioncost)，其被表达为速率与失真的组合，C＝D+λR其中D为原始视频块与经重新建构视频块之间归因于量化的失真，R为用以对输入视频块进行编码的速率(位的数目)，且λ为固定参数。失真D和速率R两者为QP的函数，因为1)QP直接影响原始视频块与经重新建构视频块之间的失真程度(较高QP意味着较高失真)；且2)直接与对量化残余系数进行编码所需的位数目有关(较高QP意味着较低位速率)。在一个可能实施例中，λ可类似地取决于QP且可构成下式：λmode＝0.85*2(QP-12)/3视应用而定，这些等式中的系数将经更改以规定位速率对失真的重要性。此处，例如，随着增大的QP，在选择最佳值中给予位速率增大的关联性。结果，成本C也是QP的函数，C＝C(QP)。在于给定一范围的QP值的情况下对当前宏块进行多次编码之后，可将用于宏块的最佳QP挑选为：QPopt本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对视频进行编码的系统，其包含：存储装置，其含有包含宏块的视频帧，其中所述宏块为P切片宏块或B切片宏块；量化模块，其经配置以：确定与所述宏块相同的视频帧中的所述宏块的多个相邻宏块的量化参数；确定所述相邻宏块的所述量化参数的平均值；基于所述相邻宏块的所述量化参数的所述平均值而选择所预测量化参数；以及选择用于量化所述宏块的量化参数的范围，其中所述范围为可能量化参数的子集，且所述范围是基于所述所预测量化参数的值，其中量化参数的范围[QPpred‑2,QPpred+1]被应用于P切片宏块且量化参数的范围[QPpred‑1,QPpred+2]被应用于B切片宏块，其中QPpred是所预测量化参数的值；模块，其经配置以确定所述范围中的导致所述宏块的最佳量化的量化参数，其中确定所述量化参数包含反复通过整个所述范围，从而应用成本度量以确定所述范围内的每一量化参数的效率；以及编码器，其经配置以使用所述确定的量化参数对所述宏块进行编码。

【技术特征摘要】
2008.02.22 US 61/030,857;2009.02.20 US 12/389,6931.一种用于对视频进行编码的系统，其包含：存储装置，其含有包含宏块的视频帧，其中所述宏块为P切片宏块或B切片宏块；量化模块，其经配置以：确定与所述宏块相同的视频帧中的所述宏块的多个相邻宏块的量化参数；确定所述相邻宏块的所述量化参数的平均值；基于所述相邻宏块的所述量化参数的所述平均值而选择所预测量化参数；以及选择用于量化所述宏块的量化参数的范围，其中所述范围为可能量化参数的子集，且所述范围是基于所述所预测量化参数的值，其中量化参数的范围[QPpred-2,QPpred+1]被应用于P切片宏块且量化参数的范围[QPpred-1,QPpred+2]被应用于B切片宏块，其中QPpred是所预测量化参数的值；模块，其经配置以确定所述范围中的导致所述宏块的最佳量化的量化参数，其中确定所述量化参数包含反复通过整个所述范围，从而应用成本度量以确定所述范围内的每一量化参数的效率；以及编码器，其经配置以使用所述确定的量化参数对所述宏块进行编码。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述经配置以确定量化参数的模块包含先前运动搜索的高速缓冲存储器。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述经配置以确定量化参数的模块包含帧内模式决定结果的高速缓冲存储器。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述存储装置包含动态存储器。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述存储装置包含硬盘。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述成本度量包含速率-失真成本。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述范围进一步基于视频帧的类型。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述相邻宏块的所述量化参数的所述平均值是使用两个相邻宏块的所述量化参数的所述平均值而确定的。9.根据权利要求1所述的系统，其中所述相邻宏块的所述量化参数的所述平均值是使用三个相邻宏块的所述量化参数的所述平均值而确定的。10.根据权利要求1所述的系统，其中所述相邻宏块的所述量化参数的所述平均值是使用四个相邻宏块的所述量化参数的所述平均值而确定的。11.根据权利要求1所述的系统，其中在没有相邻宏块的情况下，所述所预测量化参数是基于默认量化参数值而选择的。12.根据权利要求1所述的系统，其中在相邻宏块不可用时，在所述所预测量化参数的所述选择中使用所有可能的量化参数值。13.根据权利要求6所述的系统，其中所述模块包含存储用于所述相邻宏块中的每一者的所述量化参数的缓冲器。14.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统为蜂窝式电话。15.根据权利要求1所述的系统，其中所述宏块的所述最佳量化包含所述宏块的最低速率-失真成本。16.一种用于对视频进行编码的系统，其包含：用于接收包含用于量化的宏块的视频帧的装置，其中所接收的宏块为P切片宏块或B切片宏块；用于确定与所述宏块相同的视频帧中的所述宏块的多个相邻宏块的量化参数的装置；用于确定所述相邻宏块的所述量化参数的平均值的装置；用于基于所述相邻宏块的所述量化参数的所述平均值而选择所预测量化参数的装置；用于选择用于量化所述宏块的量化参数的范围的装置，其中所述范围为可能量化参数的子集，且所述范围是基于所述所预测量化参数的值，其中量化参数的范围[QPpred-2,QPpred+1]被应用于P切片宏块且量化参数的范围[QPpred-1,QPpred+2]被应用于B切片宏块，其中QPpred是所预测量化参数的值；用于确定所述范围中的导致所述宏块的最佳量化值的所述量化参数的装置，其中所述用于确定所述量化参数的装置包括用于反复通过整个所述范围从而应用成本度量以确定所述范围内的每一量化参数的效率的装置；以及用于使用所述确定的量化参数对所述宏块进行编码的装置。17.根据权利要求16所述的系统，其中所述用于选择量化参数的范围的装置包含先前运动搜索的高速缓冲存储器。18.根据权利要求16所述的系统，其中所述用于选择量化参数的范围的装置包含帧内模式决定结果的高速缓冲存储器。19.根据权利要求16所述的系统，其中所述接收视频帧的装置包含电子存储装置。20.根据权利要求19所述的系统，其中所述存储器为计算机存储器。21.根据权利要求16所述的系统，其中所述成本度量包含速率-失真成本。22.根据权利要求16所述的系统，其中所述范围进一步基于视频帧的类型。23.根据权利要求16所述的系统，其中所述相邻宏块的所述量化参数的所述平均值是使用两个相邻宏块的所述量化参数的所述平均值而确定的。24.根据权利要求16所述的系统，其中所述相邻宏块的所述量化参数的所述平均值是使用三个相邻宏块的所述量化参数的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶琰，马尔塔·卡切维奇，培松陈，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US