视频中画面的编码制造技术

提供了一种用于对视频比特流中的视频序列的画面进行编码的机制。所述画面包括第一样本块，其中第一样本块中的每个样本具有至少与亮度颜色分量和色度颜色分量相关联的样本值。每个颜色分量被分配有第一量化参数。所述方法包括基于根据第二样本块中至少一个颜色分量的样本值计算的统计量，计算第一样本块中至少一个颜色分量相对于第一量化参数的量化参数变化。第二样本块是以下之一：第一样本块的源样本和包括第一样本块并且大于第一样本块的源样本。所述方法包括利用第二量化参数对第一样本块中至少一个颜色分量的残差的至少一个变换系数执行量化，其中第二量化参数等于第一量化参数和至少一个颜色分量的量化参数变化之和。所述方法包括将至少一个颜色分量的量化参数变化以信号通知解码器。

The encoding of the picture in video

A mechanism for encoding pictures of video sequences in video bitstreams is provided. The picture includes a first sample block, in which each sample of the first sample block has at least a sample value associated with a luminance color component and a chromaticity color component. Each color component is assigned a first quantization parameter. The method includes calculating a quantitative parameter variation of at least one color component in the first sample block relative to the first quantized parameter, based on a statistic calculated according to the sample value of at least one color component in the second sample block. Second the sample block is one of the following: the source sample of the first sample block and the source sample including the first sample block and larger than the first sample block. The method includes quantizing at least one transformation coefficient of the residual difference of at least one color component in the first sample block with second quantized parameters, in which the second quantization parameters are equal to the sum of the quantized parameters of the first quantization parameter and at least one color component. The method includes changing the quantization parameter of at least one color component to signal the decoder.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】视频中画面的编码
本文的实施例涉及诸如高效率视频编码(HEVC)之类的视频编码领域。具体地，本文的实施例涉及用于对视频比特流中的视频序列的画面进行编码的方法和编码器。还公开了相应的计算机程序。
技术介绍
在过去几年，宽色域(WCG)的高动态范围(HDR)已成为电视和多媒体行业越来越热门的话题。虽然能够显示HDR视频信号的屏幕正在消费者市场上出现，但像Netflix这样的OTT(over-the-top)播放器已经宣布将向端用户传递HDR内容。标准化机构正在制定HDR的要求。例如，在DVB的路线图中，UHDTV1第二阶段将包括HDR支持。MPEG目前正在研究如何压缩HDR视频。HDR成像是与标准数字成像相比允许更大的亮度动态范围的摄影内的技术集合。数码相机的动态范围通常以光圈值(f-stop)度量，其中一个光圈值意味着光量增加一倍。使用标准动态范围(SDR)的标准LCDHDTV可以显示小于或等于10个光圈。MPEG定义HDR的动态范围超过16个光圈值。WCG将色彩保真度从ITU-RBT.709增加到ITU-RBT.2020，以便捕捉和显示更多可见的颜色。在ITU-R推荐BT.2020中为UHDTV定义了HDR，而在ITU-R推荐BT.709中为HDTV定义了SDR。颜色模型是定义可以使用预定义数量的分量呈现的可能颜色的数学模型。颜色模型的示例是RGB、Y’CbCr4：2：0(也称为YUV4：2：0)、CIE1931等。画面元素(简称像素)是数字图像的最小元素，并且保留该元素的明亮度(luminance)和颜色信息。明亮度和颜色可以根据用例以不同的方式表示。显示器通常具有三种颜色元素，即红色、绿色和蓝色，这些颜色根据要显示的颜色和明亮度而以不同的强度点亮。因此，向显示器发送RGB像素格式的像素信息变得很方便。由于信号是数字信号，所以像素的每个分量的强度必须以固定的比特数来表示，所述固定的比特数称为该分量的比特深度。比特深度n可以表示2n个不同的值，例如，每个8比特的分量256个值，并且每个10比特的分量1024个值。当需要压缩视频时，以一个明亮度分量和两个颜色分量来表示像素的明亮度和颜色信息是方便的。这是因为人类视觉系统(HVS)对明亮度比对颜色更敏感，意味着明亮度可以以比颜色更高的准确度来表示。允许这种分离的一种常用格式是Y’CbCr4：2：0(也称为YUV4：2：0)，其中Cb和Cr分量与Y’分量相比具有四分之一分辨率。在对视频进行编码时，通常对线性RGB样本应用非线性伽马传输函数以获得非线性R’G’B’表示，然后应用3×3矩阵乘法得到Y’CbCr。得到的Y’分量被称为亮度(luma)，其大致等于明亮度。真实的明亮度是通过使用3x3矩阵运算将线性RGB样本转换为CIE1931色彩空间中的XYZ而获得的。明亮度是该XYZ矢量的Y坐标。有时可以将Y坐标的函数称为明亮度，例如当已经对Y应用传递函数时。同样，Y’CbCr4：2：0的Cb分量和Cr分量一起被称为色度，色度(chroma)与彩度(chrominance)类似但不同于彩度。为了获得彩度，使用CIE1931的X坐标和Z坐标。一种彩度表示是坐标(x，y)，其中x＝X/(X+Y+Z)并且v＝Y/(X+Y+Z)。Y’CbCr并不是试图分离明亮度与亮度的唯一表示，还存在其他格式，例如基于XYZ的YdZdx等。然而，Y’CbCr是最常用的表示。在显示样本之前，首先将色度分量上采样为4：4：4，例如，与亮度相同的分辨率，然后将亮度和色度转换为R’G’B’，然后在显示之前转换到线性域。高效率视频编码(HEVC)是由ITU-T和MPEG标准化的基于块的视频编解码，利用时间预测和空间预测。使用当前帧内的帧内(I)预测来实现空间预测。根据先前解码的参考画面，使用块级别上的帧间(P)或双向帧间(B)预测来实现时间预测。原始像素数据与预测像素数据之间的差(称为残差)在熵编码之前变换到频域并被量化，并与必要的预测参数(例如模式选择和运动矢量)一起发送。通过量化变换后的残差，可以控制视频的比特率和质量之间的折衷。量化级别由量化参数(QP)确定。量化参数(QP)是视频编码中控制残差的质量/比特率的关键技术。应用QP以控制残差(通常是变换系数)的保真度，并因此也控制编码伪影量。当QP高时，变换系数被粗量化，导致较少的比特、但也可能比QP小(其中变换系数被精细量化)时更多的编码伪影。因此，低QP通常导致高质量，而高QP导致低质量。在HEVCv1中(对于H.264/AVC也同样如此)，可以在画面、片或块级别上控制量化参数。在画面和片级别上，可以对每个颜色分量单独控制量化参数。在HEVCv2中，可以在块级别上针对色度分量单独控制色度的量化参数。从现有技术已知，可以基于局部亮度级别控制QP，使得可以针对具有高局部亮度级别的块/局部亮度级别变化小的块，使用比针对具有低局部亮度级别的块/局部亮度级别变化大的块使用的量化更精细的量化(例如，更低的QP)。原因在于，在错误更明显的平滑区域消耗比特比在错误被遮盖的高纹理区域消耗比特更好。类似地，在高明亮度级别比在低明亮度级别更容易发现错误，并且由于亮度通常是明亮度的良好预测指标，所以这是有用的。HEVC默认使用均匀重建量化(URQ)方案，均匀重建量化(URQ)方案对频率进行均匀量化。HEVC具有使用量化缩放矩阵(也称为缩放列表)的选项，默认的或量化缩放矩阵被用作SPS或PPS中的缩放列表数据。为了减少存储所需的内存，缩放矩阵只能指定为4x4矩阵和8x8矩阵。对于大小为16x16和32x32的更大变换，通过使2x2块和4x4块共享相同的缩放值(除了在DC位置处)，应用发信号通知的8x8矩阵。可以使用针对各个变换系数具有单独缩放因子的缩放矩阵，通过用各自的缩放因子单独地缩放变换系数以作为量化的一部分，来针对各自的变换系数产生不同的量化效果。这例如使得针对较高频率变换系数的量化效果比针对较低频率变换系数的量化效果更强。在HEVC中，为每个变换大小定义默认缩放矩阵，并且可以由序列参数集(SPS)和/或画面参数集(PPS)中的标志调用默认缩放矩阵。缩放矩阵也存在于H.264中。在HEVC中，还可以专门针对颜色分量、变换大小和预测类型(帧内或帧间模式)的每种组合来定义SPS或PPS中的自身缩放矩阵。
技术实现思路
当前解决方案的问题在于，它们没有利用视频编码标准提供的灵活性来解决编码相对于源内容的统计特性的变化/适配。随着高动态范围内容的引入，存在比标准动态范围内容更多的样本值改变。本专利技术的至少一个实施例的基本思想是利用视频编码标准可用的灵活性来执行编码，以便能够解决在高动态范围内容中存在的较大范围的改变。然而，这对于标准动态范围内容的编码也是有益的。该目标和其它目标由本文公开的实施例来满足。实施例的第一方面定义了一种用于对视频比特流中的视频序列的画面进行编码的方法。所述画面包括第一样本块，其中第一样本块中的每个样本具有至少与亮度颜色分量和色度颜色分量相关联的样本值。每个颜色分量被分配有第一量化参数。所述方法包括基于根据第二样本块中至少一个颜色分量的样本值计算的统计量，计算第一样本块中至少一个颜色分量相对于第一量化参数的量化参数变化。第二样本块是以下之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对视频比特流中的视频序列的画面进行编码的方法，所述画面包括第一样本块，其中第一样本块中的每个样本具有至少与亮度颜色分量和色度颜色分量相关联的样本值，并且每个颜色分量被分配有第一量化参数，所述方法包括：基于根据第二样本块中至少一个颜色分量的样本值计算的统计量，计算(S1)第一样本块中至少一个颜色分量相对于第一量化参数的量化参数变化，其中第二样本块是以下之一：第一样本块的源样本和包括第一样本块并且大于第一样本块的源样本；利用第二量化参数对第一样本块中所述至少一个颜色分量的残差的至少一个变换系数执行量化(S2)，其中第二量化参数等于第一量化参数和所述至少一个颜色分量的量化参数变化之和；以及将所述至少一个颜色分量的量化参数变化以信号通知(S3)解码器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.30 US 62/260,7651.一种用于对视频比特流中的视频序列的画面进行编码的方法，所述画面包括第一样本块，其中第一样本块中的每个样本具有至少与亮度颜色分量和色度颜色分量相关联的样本值，并且每个颜色分量被分配有第一量化参数，所述方法包括：基于根据第二样本块中至少一个颜色分量的样本值计算的统计量，计算(S1)第一样本块中至少一个颜色分量相对于第一量化参数的量化参数变化，其中第二样本块是以下之一：第一样本块的源样本和包括第一样本块并且大于第一样本块的源样本；利用第二量化参数对第一样本块中所述至少一个颜色分量的残差的至少一个变换系数执行量化(S2)，其中第二量化参数等于第一量化参数和所述至少一个颜色分量的量化参数变化之和；以及将所述至少一个颜色分量的量化参数变化以信号通知(S3)解码器。2.根据权利要求1所述的方法，其中在画面参数集PPS、片首部中或在样本块级别上以信号通知量化参数变化。3.根据权利要求1-2所述的方法，其中所述统计量基于以下中的至少一个：源样本值的平均值、中值、最小值、最大值、分位数，第一块的源样本值与色域边缘的接近度，亮度颜色分量的样本值的范围和分布，第一样本块的大小和第一样本块在编码层级中的位置。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中第一样本块中所述至少一个颜色分量的量化参数变化与第二样本块中至少相同颜色分量的样本值的平均值成比例。5.根据权利要求4所述的方法，其中第一样本块中所述至少一个颜色分量的量化参数变化还与第二样本块中亮度颜色分量的样本值的改变成比例。6.根据权利要求1-2任一项所述的方法，其中计算(S1)量化参数变化是基于变换系数的频率位置的，并且第二量化参数是变换系数的缩放因子。7.一种用于对视频比特流中的视频序列的画面进行编码的编码器(100)，所述画面包括第一样本块，其中第一样本块中的每个样本具有至少与亮度颜色分量和色度颜色分量相关联的样本值，并且每个颜色分量被分配有第一量化参数，所述编码器(100)包括：处理装置(110)，操作用于：基于根据第二样本块中至少一个颜色分量的样本值计算的统计量，计算第一样本块中至少一个颜色分量相对于第一量化参数的量化参数变化，其中第二样本块是以下之一：第一样本块的源样本和包括第一样本块并且大于第一样本块的源样本；利...

【专利技术属性】
技术研发人员：肯尼思·安德森，乔纳坦·萨缪尔森，雅各布·斯特罗姆，佩尔·赫尔曼松，马丁·彼得松，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE