用于媒体编码的4X4变换制造技术

本发明专利技术大体来说是描述提供用于媒体编码的4×4变换的技术。描述遵守这些技术的许多不同的4×4变换。作为一个实例，一种设备包括4×4离散余弦变换DCT硬件单元。所述DCT硬件单元实施具有奇数部分的正交4×4DCT，所述奇数部分应用与经缩放因子(ξ)有关的第一内部因子及第二内部因子(C、S)以使得所述经缩放因子等于所述第一内部因子(C)的平方加所述第二内部因子(S)的平方的总和的平方根。所述4×4DCT硬件单元将所述4×4DCT实施方案应用于媒体数据以将所述媒体数据从空间域变换到频域。作为另一实例，一种设备实施非正交4×4DCT以改善编码增益。

【技术实现步骤摘要】
分案申请的相关信息本申请是国际申请日为2010年6月4日、国际申请号为PCT/US2010/037513、发明名称为“用于媒体编码的4X4变换”的PCT申请进入中国国家阶段申请号为201080023552.4的专利技术专利申请的分案申请。相关申请案的交叉引用本专利申请案是2010年5月27日申请的第12/788,625号美国专利申请案的接续申请案。所述美国专利申请案依据35U.S.C.§119(e)主张2009年6月5日申请的第61/184,656号美国临时申请案及2009年6月24日申请的第61/219,887号美国临时申请案的权利。
本专利技术涉及数据压缩，且更特定来说，涉及包含变换的数据压缩。
技术介绍
数据压缩广泛用于多种应用中以减少对数据存储空间、发射带宽或两者的消耗。数据压缩的实例应用包括可见或可听媒体数据编码，例如，数字视频、图像、语音及音频编码。数字视频编码(例如)用于广泛范围的装置中，其包括数字电视、数字直接广播系统、无线通信装置、个人数字助理(PDA)、膝上型或桌上型计算机、数码相机、数字记录装置、视频游戏装置、蜂窝式或卫星无线电电话等等。数字视频装置实施例如MPEG-2、MPEG-4或H.264/MPEG-4先进视频编码(AVC)等视频压缩技术以更有效地发射及接收数字视频。大体来说，视频压缩技术执行空间预测、运动估计及运动补偿以减少或移除视频数据中所固有的冗余。特定来说，帧内编码依赖于空间预测来减少或移除给定视频帧内的视频中的空间冗余。帧间编码依赖于时间预测来减少或移除邻近帧内的视频中的时间冗余。对于帧间编码，视频编码器执行运动估计以跟踪在两个或两个以上邻近帧之间的匹配的视频块的移动。运动估计产生运动向量，其指示视频块相对于一个或一个以上参考帧中的对应视频块的位移。运动补偿使用运动向量以从参考帧产生预测视频块。在运动补偿之后，通过从原始视频块减去预测视频块而形成残余视频块。视频编码器接着应用变换，继之以量化及无损耗统计编码过程，以进一步减小通过视频编码过程产生的残余块的位速率。在一些情况下，所应用的变换包含离散余弦变换(DCT)。通常，将DCT应用于大小为二的幂的视频块，例如，4像素高乘4像素宽的视频块(其通常被称为“4×4视频块”)。这些DCT因此可被称为4×4DCT，因为这些DCT被应用于4×4视频块以产生DCT系数的4×4矩阵。由将4×4DCT应用于残余块所产生的DCT系数的4×4矩阵接着经历量化及无损耗统计编码过程以产生位流。统计编码过程(也被称为“熵编码”过程)的实例包括上下文自适应性可变长度编码(CAVLC)或上下文自适应性二进制算术编码(CABAC)。视频解码器接收经编码的位流且执行无损耗解码以解压缩用于块中的每一者的残余信息。通过使用残余信息及运动信息，视频解码器重建构经编码的视频。
技术实现思路
大体来说，本专利技术是针对用于使用可相对于常规4×4DCT提供增加的编码增益的4×4离散余弦变换(DCT)的近似的一个或一个以上实施方案来编码例如媒体数据等数据的技术。根据本专利技术的技术所应用的4×4DCT的实施方案涉及在经缩放因子与内部因子之间的各种关系。术语“经缩放因子”指代经由因式分解移除的在4×4DCT的实施方案外部的因子。术语“内部因子”指代在因式分解之后保留的在4×4DCT的实施方案内部的因子。4×4DCT的一个实例实施方案为正交的，其意味着表示4×4DCT的系数矩阵在乘以此矩阵的转置时等于单位矩阵。4×4DCT的另一实例实施方案为接近正交的(或近似正交的)。通过遵守以下详细描述的各种关系，所述技术促进在两种情况下选择导致正交与接近正交4×4DCT实施方案的矩阵系数，所述实施方案在应用于数据时可相对于常规4×4DCT促进增加的编码增益。在一个方面中，一种设备包含4×4离散余弦变换(DCT)硬件单元，其实施具有奇数部分的正交4×4DCT，所述奇数部分应用与经缩放因子(ξ)有关的第一内部因子及第二内部因子(C、S)以使得经缩放因子等于第一内部因子(C)的平方加第二内部因子(S)的平方的总和的平方根，其中4×4DCT硬件单元将4×4DCT实施方案应用于媒体数据以将媒体数据从空间域变换到频域。在另一方面中，一种方法包含通过4×4DCT硬件单元将正交4×4离散余弦变换(DCT)实施方案应用于媒体数据以将媒体数据从空间域变换到频域，其中正交4×4DCT实施方案包括奇数部分，所述奇数部分应用与经缩放因子(ξ)有关的第一内部因子及第二内部因子(C、S)以使得经缩放因子等于第一内部因子(C)的平方加第二内部因子(S)的平方的总和的平方根。在另一方面中，一种设备包含用于将正交4×4离散余弦变换(DCT)实施方案应用于媒体数据以将媒体数据从空间域变换到频域的装置，其中正交4×4DCT实施方案包括奇数部分，所述奇数部分应用与经缩放因子(ξ)有关的第一内部因子及第二内部因子(C、S)以使得经缩放因子等于第一内部因子(C)的平方加第二内部因子(S)的平方的总和的平方根。在另一方面中，一种非暂时性计算机可读存储媒体存储指令，所述指令在由处理器执行时引起处理器通过4×4DCT硬件单元将正交4×4离散余弦变换(DCT)实施方案应用于媒体数据以将媒体数据从空间域变换到频域，其中正交4×4DCT实施方案包括奇数部分，所述奇数部分应用与经缩放因子(ξ)有关的第一内部因子及第二内部因子(C、S)以使得经缩放因子等于第一内部因子(C)的平方加第二内部因子(S)的平方的总和的平方根。在另一方面中，一种设备包含4×4反离散余弦变换(IDCT)硬件单元，其实施具有奇数部分的正交4×4DCT的IDCT，所述奇数部分应用与经缩放因子(ξ)有关的第一内部因子及第二内部因子(C、S)以使得经缩放因子等于第一内部因子(C)的平方加第二内部因子(S)的平方的总和的平方根，其中4×4IDCT硬件单元将4×4IDCT实施方案应用于代表媒体数据的DCT系数以将媒体数据从频域变换到空间域。在另一方面中，一种方法包含通过4×4IDCT硬件单元将正交4×4DCT的4×4反离散余弦变换(IDCT)应用于代表媒体数据的DCT系数以将媒体数据从频域变换到空间域，其中正交4×4DCT包括奇数部分，所述奇数部分应用与经缩放因子(ξ)有关的第一内部因子及第二内部因子(C、S)以使得经缩放因子等于第一内部因子(C)的平方加第二内部因子(S)的平方的总和的平方根。在另一方面中，一种设备包含用于将正交4×4DCT的4×4反离散余本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于解码媒体数据的设备，其包括：重建构单元，其经配置以基于多个经量化变换系数确定多个经重建构变换系数；以及反变换单元，其经配置以将4点离散余弦变换DCT的反离散余弦变换IDCT应用到所述多个经重建构变换系数以产生残余块，所述IDCT具有奇数部分，所述奇数部分应用与经缩放因子(ξ)有关的第一内部因子及第二内部因子(C、S)以使得所述经缩放因子等于所述第一内部因子(C)的平方加所述第二内部因子(S)的平方的总和的平方根，所述第一内部因子及所述第二内部因子(C、S)互质且大于或等于2。

【技术特征摘要】
2009.06.05 US 61/184,656;2009.06.24 US 61/219,887;1.一种用于解码媒体数据的设备，其包括：
重建构单元，其经配置以基于多个经量化变换系数确定多个经重建构变换系数；
以及
反变换单元，其经配置以将4点离散余弦变换DCT的反离散余弦变换IDCT应
用到所述多个经重建构变换系数以产生残余块，所述IDCT具有奇数部分，所述奇
数部分应用与经缩放因子(ξ)有关的第一内部因子及第二内部因子(C、S)以
使得所述经缩放因子等于所述第一内部因子(C)的平方加所述第二内部因子(S)
的平方的总和的平方根，所述第一内部因子及所述第二内部因子(C、S)互质且
大于或等于2。
2.根据权利要求1所述的设备，其中确定所述多个经重建构变换系数包括缩放所述经
量化变换系数。
3.根据权利要求2所述的设备，其中缩放包括至少基于所述经缩放因子(ξ)将所述
多个经重建构变换系数除以一因子。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述反变换单元经配置以通过应用4点IDCT来
应用实质上正交的4×4DCT的4×4IDCT。
5.根据权利要求4所述的设备，其中所述反变换单元经配置以在列维度中应用所述4
点IDCT且在行维度中应用所述4点IDCT。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述反变换单元应用第一内部因子及第二内部因
子(C、S)，其中(C、S)等于(2、5)、(3、7)、(5、12)和(17、41)中
的一个。
7.根据权利要求1所述的设备，其中所述DCT是类型II的DCT且所述IDCT是类型
III的DCT。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述反变换单元包括处理器，所述处理器经配置
以执行软件以应用所述正交4点DCT的所述IDCT。
9.一种用于解码媒体数据的设备，其包括：
重建构单元，其经配置以基于多个经量化变换系数确定多个经重建构变换系数；
以及
反变换单元，其经配置以将4点DCT的反离散余弦变换IDCT应用到所述多个

\t经重建构变换系数以产生残余块，所述IDCT具有奇数部分，所述奇数部分应用与
经缩放因子(ξ)有关的第一内部因子及第二内部因子(C、S)以使得所述经缩
放因子等于所述第一内部因子(C)的平方加所述第二内部因子(S)的平方的总
和的平方根，所述第一内部因子及所述第二内部因子(C、S)为二元有理数。
10.根据权利要求9所述的设备，其中确定所述多个经重建构变换系数包括缩放所述经
量化变换系数。
11.根据权利要求10所述的设备，其中缩放包括至少基于所述经缩放因子(ξ)将所
述多个经重建构变换系数除以一因子。
12.根据权利要求9所述的设备，其中所述反变换单元经配置以通过应用4点IDCT来
应用实质上正交的4×4DCT的4×4IDCT。
13.根据权利要求12所述的设备，其中所述反变换单元经配置以在列维度中应用所述
4点IDCT且在行维度中应用所述4点IDCT。
14.根据权利要求9所述的设备，其中所述DCT是类型II的DCT且所述IDCT是类型
III的DCT。
15.根据权利要求9所述的设备，其中所述反变换单元包括处理器，所述处理器经配置
以执行软件以应用所述正交4点DCT的所述IDCT。
16.一种用于解码媒体数据的设备，其包括：
重建构单元，其经配置以基于多个经量化变换系数确定多个经重建构变换系数；
以及
反变换单元，其经配置以将4点离散余弦变换DCT的反离散余弦变换IDCT应
用到所述多个经重建构变换系数以产生残余块，所述IDCT具有奇数部分，所述奇
数部分应用按以下方程式与经缩放因子(ξ)有关的第一内部因子及第二内部因子
(C、S)：
ξ=C+Sω+ψ,]]>其中变量ω及ψ表示无理内部变换因子且变量C及S表示在所述非正交4×4
DCT的整数实施方案中代替变量ω及ψ使用的内部变换因子，所述第一内部因子
及所述第二内部因子(C、S)互质且大于或等于2。
17.根据权利要求16所述的设备，其中确定所述多个经重建构变换系数包括缩放所述
经量化变换系数。
18.根据权利要求17所述的设备，其中缩放包括至少基于所述经缩放因子(ξ)将所

\t述多个经重建构变换系数除以一因子。
19.根据权利要求16所述的设备，其中所述反变换单元经配置以通过应用4点IDCT
来应用实质上正交的4×4DCT的4×4IDCT。
20.根据权利要求19所述的设备，其中所述反变换单元经配置以在列维度中应用所述
4点IDCT且在行维度中应用所述4点IDCT。
21.根据权利要求19所述的设备，其中所述反变换单元应用第一内部因子及第二内部
因子(C、S)，其中(C、S)等于(2、5)、(3、7)、(5、12)和(17、41)
中的一个。
22.根据权利要求19所述的设备，其中所述DCT是类型II的DCT且所述IDCT是类
型III的DCT。
23.根据权利要求19所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤里娅·列兹尼克，
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