视频数据解码方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了视频数据解码方法及装置，使用当前图像块的空间邻域像素信息模拟当前图像块对应的原始像素信息，以估计当前图像块所处背景区域的特征。综合考虑所述空间邻域像素信息以及从码流中解码出的量化调节因子调节参数，自适应地推导用于当前图像块的第二量化调节因子，并基于自适应推导的第二量化调节因子来调节当前图像块对应的第一变换系数集的反量化过程，实现了在视频解码过程中，在稳定条带码率的同时灵活地调节反量化处理，使得量化失真强度更符合人眼视觉感知，从而提高了编解码性能。

Video Data Decoding Method and Device

This application discloses a video data decoding method and device, which uses the spatial neighborhood pixel information of the current image block to simulate the original pixel information corresponding to the current image block to estimate the characteristics of the background area of the current image block. Considering the spatial neighborhood pixel information and the quantization adjusting factor parameters decoded from the stream, the second quantization adjusting factor for the current image block is derived adaptively, and the inverse quantization process of the first transform coefficient set corresponding to the current image block is adjusted based on the second quantization adjusting factor derived adaptively. In the video decoding process, the stabilizing bar is realized. The quantization distortion intensity is more in line with human visual perception by flexibly adjusting the inverse quantization processing with bit rate, thus improving the coding and decoding performance.

【技术实现步骤摘要】
视频数据解码方法及装置
本申请涉及视频编解码
，尤其涉及视频数据解码方法以及相应的视频解码器。
技术介绍
当前视频编码技术包括多种，例如H.264/AVC、H.265/HEVC、音视频编码标准(AudioVideocodingStandard，AVS)等视频编码标准，上述视频编码标准通常都采用混合编码框架，该混合编码框架可包括预测(prediction)、变换(transform)、量化(quantization)、熵编码(entropycoding)等环节。预测环节利用已编码区域的重建像素(reconstructedpixel)产生当前编码图像块(codingblock)对应的原始像素(originalpixel)的预测像素(predictedpixel)。原始像素和预测像素之间的像素值差异称为残差(residual)。为了提高残差的编码效率，通常先对残差进行变换，将其转化为变换系数(transformcoefficient)，再对变换系数作量化处理。然后，将量化后的变换系数以及语法元素(例如编码图像块大小、预测模式、运动矢量等指示信息)通过熵编码处理转换成码流。视频解码是将码流转换为视频图像的过程，可包括熵解码(entropydecoding)、预测、反量化(dequantization)、反变换(inversetransform)等环节。首先，将码流通过熵解码处理解析出语法元素和经量化的变换系数。然后，一方面基于语法元素和在先已解码的重建像素得到预测像素；另一方面将经量化的变换系数通过反量化处理得到反量化后的变换系数，并对反量化后的变换系数进行反变换，以得到重建的残差。以及，累加重建的残差和预测像素，以得到重建像素，从而恢复出视频图像。对于有损编码，重建像素与原始像素可能是不同的，两者之间的数值差异称为失真(distortion)。由于多种视觉掩蔽效应的存在，例如亮度掩蔽效应和对比度掩蔽效应，人眼观察到失真的强度与失真所在背景的特性有密切的联系。也就是说，人眼的失真敏感度与失真所在位置的背景亮度和背景对比度有关，通常来说失真敏感度和背景亮度呈现U形曲线关系，而与背景的对比度呈单调递减关系。在视频编码或解码中，结合上述视觉特性，对视觉上失真敏感度较小的区域增大量化步长，对失真敏感度较大的区域减小量化步长，相较于使用统一的量化步长，可以使编码失真分配更符合人眼视觉感知。通常来说，反量化过程与量化步长直接相关，而量化步长则受到量化参数QP、缩放因子、电平尺度表的影响。现有技术中，调整量化步长的方法为：由编码端分析视频序列后，将各个编码图像块的变换系数对应的量化参数(QP)以及该量化参数的偏移量(deltaQP)编入码流；解码端对各解码图像块根据解析到的量化参数以及偏移量进行相应的量化步长调节。然而，块级的量化参数以及块级的偏移量对应的边信息(sideinformation)较大地增加了比特开销，一定程度上降低了编解码性能。
技术实现思路
本申请实施例提供一种视频数据解码方法及相应的视频解码器，一定程度上提高编解码性能。本申请实施例还提供另一种视频数据解码方法及相应的视频解码器，一定程度上提高编解码性能。第一方面，本申请实施例提供一种视频解码器，包括：熵解码模块，用于从码流中获取量化调节因子调节参数(例如条带层级或条带段层级的量化调节因子调节参数)和获取第一变换系数集(例如图像块层级的变换系数集)，所述第一变换系数集对应于当前解码图像块的残差；反量化模块，用于根据当前解码图像块的空间邻域像素信息，(例如通过计算或查表的方式)确定用于当前解码图像块的第一量化调节因子；基于所述量化调节因子调节参数与所述第一量化调节因子，得到用于当前解码图像块的第二量化调节因子；基于所述第二量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化，以得到第二变换系数集；其中，在不同示例下，反量化模块用于基于所述量化调节因子调节参数与所述第一量化调节因子的乘积，得到用于当前解码图像块的第二量化调节因子；或者，反量化模块用于基于所述量化调节因子调节参数与所述第一量化调节因子的和，得到用于当前解码图像块的第二量化调节因子；反变换模块，用于对所述第二变换系数集进行反变换，以得到当前解码图像块的残差；预测模块，用于生成当前解码图像块的预测块；重建模块，用于基于当前解码图像块的残差和所述当前解码图像块的预测块对当前解码图像块进行重建。可见，本申请实施例提供的视频编码器使用当前解码图像块(即变换块)的空间邻域像素信息模拟当前解码图像块对应的原始像素信息，以估计当前解码图像块所处背景区域的特征。综合考虑前述空间邻域像素信息以及从码流中解码出的条带级或条带段级的量化调节因子调节参数，自适应地推导用于当前图像块(即变换块)的第二量化调节因子，并基于自适应推导的第二量化调节因子来调节当前图像块对应的第一变换系数集的反量化过程，实现了在视频解码过程中，在稳定条带码率的同时灵活地调节反量化处理，使得量化失真强度更符合人眼视觉感知，从而提高了编解码性能。结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述熵解码模块具体用于从码流中获取用于指示量化调节因子调节参数的索引信息，所述索引信息指向所述量化调节因子调节参数。可见，通过在码流中传输条带层级或条带段层级的量化调节因子调节参数的索引的方案，一定程度上减少了比特开销，进而提高了编解码性能。结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述反量化模块包括：获取单元，用于获取当前解码图像块的空间邻域像素信息；计算单元，用于根据像素均值Pavg的第一分段函数f1(Pavg)计算所述第一量化调节因子或根据像素均值Pavg查表得到与像素均值Pavg对应的第一量化调节因子，所述像素均值Pavg是所述空间邻域像素信息所对应的多个像素的亮度分量求平均得到的均值；基于所述量化调节因子调节参数与所述第一量化调节因子的乘积，得到用于当前解码图像块的第二量化调节因子；或者，基于所述量化调节因子调节参数与所述第一量化调节因子的和，得到用于当前解码图像块的第二量化调节因子；反量化单元，用于基于所述第二量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化，以得到第二变换系数集。可见，通过在解码端利用已重建的空间邻域像素的像素均值来模拟当前解码图像块对应的原始像素特征，自适应导出第一量化调节因子，进而基于自适应导出的第一量化调节因子与该量化调节因子调节参数的乘积/和来调节当前解码图像块的残差变换系数的反量化过程，使得条带码率的下降幅度变小，达到稳定条带码率的效果，也提高了编解码性能。结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述反量化模块包括：获取单元，用于获取当前解码图像块的空间邻域像素信息；计算单元，用于根据像素差值Pcon的第二分段函数f2(Pcon)计算所述第一量化调节因子或根据像素差值Pcon查表得到与像素差值Pcon对应的第一量化调节因子；其中，所述像素差值Pcon为所述空间邻域像素信息对应的多个像素的亮度分量与像素均值Pavg的平均绝对误差和，所述像素均值Pavg是所述空间邻域像素信息所对应的多个像素的亮度分量求平均得到的均值；基于所述量化调节因子调节参数与所述第一量化调节因子的乘积，得到用于当前解码图像块的第二量化调节因子；或者基于所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种视频解码器，其特征在于，包括：熵解码模块，用于从码流中获取量化调节因子调节参数和获取第一变换系数集，所述第一变换系数集对应于当前解码图像块的残差；反量化模块，用于根据当前解码图像块的空间邻域像素信息，确定用于当前解码图像块的第一量化调节因子；基于所述量化调节因子调节参数与所述第一量化调节因子的乘积，得到用于当前解码图像块的第二量化调节因子；基于所述第二量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化，以得到第二变换系数集；反变换模块，用于对所述第二变换系数集进行反变换，以得到当前解码图像块的残差；预测模块，用于生成当前解码图像块的预测块；重建模块，用于基于当前解码图像块的残差和所述当前解码图像块的预测块对当前解码图像块进行重建。

【技术特征摘要】
1.一种视频解码器，其特征在于，包括：熵解码模块，用于从码流中获取量化调节因子调节参数和获取第一变换系数集，所述第一变换系数集对应于当前解码图像块的残差；反量化模块，用于根据当前解码图像块的空间邻域像素信息，确定用于当前解码图像块的第一量化调节因子；基于所述量化调节因子调节参数与所述第一量化调节因子的乘积，得到用于当前解码图像块的第二量化调节因子；基于所述第二量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化，以得到第二变换系数集；反变换模块，用于对所述第二变换系数集进行反变换，以得到当前解码图像块的残差；预测模块，用于生成当前解码图像块的预测块；重建模块，用于基于当前解码图像块的残差和所述当前解码图像块的预测块对当前解码图像块进行重建。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述熵解码模块具体用于从码流中获取用于指示量化调节因子调节参数的索引信息，所述索引信息指向所述量化调节因子调节参数。3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述反量化模块包括：获取单元，用于获取当前解码图像块的空间邻域像素信息；计算单元，用于根据像素均值Pavg的第一分段函数f1(Pavg)计算所述第一量化调节因子，所述像素均值Pavg是所述空间邻域像素信息所对应的多个像素的亮度分量求平均得到的均值；基于所述量化调节因子调节参数与所述第一量化调节因子的乘积，得到用于当前解码图像块的第二量化调节因子；反量化单元，用于基于所述第二量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化，以得到第二变换系数集。4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述反量化模块包括：获取单元，用于获取当前解码图像块的空间邻域像素信息；计算单元，用于根据像素差值Pcon的第二分段函数f2(Pcon)计算所述第一量化调节因子；其中，所述像素差值Pcon为所述空间邻域像素信息对应的多个像素的亮度分量与像素均值Pavg的平均绝对误差和，所述像素均值Pavg是所述空间邻域像素信息所对应的多个像素的亮度分量求平均得到的均值；基于所述量化调节因子调节参数与所述第一量化调节因子的乘积，得到用于当前解码图像块的第二量化调节因子；反量化单元，用于基于所述第二量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化，以得到第二变换系数集。5.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述反量化模块包括：获取单元，用于获取当前解码图像块的空间邻域像素信息；计算单元，用于根据像素差值Pcon和像素均值Pavg的第三函数f3(f1(Pavg),f2(Pcon))计算所述第一量化调节因子；其中，所述像素均值Pavg是所述空间邻域像素信息对应的多个像素的亮度分量求平均得到的均值；所述像素差值Pcon为所述空间邻域像素信息对应的多个像素的亮度分量与所述像素均值Pavg的平均绝对误差和；基于所述量化调节因子调节参数与所述第一量化调节因子的乘积，得到用于当前解码图像块的第二量化调节因子；反量化单元，用于基于所述第二量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化，以得到第二变换系数集。6.如权利要求3至5任一项所述的装置，其特征在于，所述反量化单元具体用于：根据预设的第一对应关系确定所述第二量化调节因子对应的目标电平尺度表；其中，所述第一对应关系包括多个量化调节因子与多个电平尺度表的对应关系；根据所述目标电平尺度表反量化所述第一变换系数集，以得到所述第二变换系数集。7.如权利要求3至5任一项所述的装置，其特征在于，所述反量化单元具体用于：根据预设的第二对应关系确定所述第二量化调节因子对应的目标量化矩阵；其中，所述第二对应关系包括多个量化调节因子与多个量化矩阵的对应关系；根据所述目标量化矩阵反量化所述第一变换系数集，以得到所述第二变换系数集。8.如权利要求3至5任一项所述的装置，其特征在于，所述反量化单元具体用于：从码流中获取所述第一变换系数集对应的第一量化步长；利用所述第二量化调节因子对所述第一量化步长进行缩放，以得到第二量化步长；利用所述第二量化步长反量化所述第一变换系数集，以得到所述第二变换系数集。9.如权利要求3至5任一所述的装置，其特征在于，所述反量化单元具体用于：从码流中获取所述第一变换系数集对应的第一量化步长；利用所述第一量化步长对所述第一变换系数集中的变换系数进行反量化，以得到第三变换系数集中的变换系数；利用所述第二量化调节因子对所述第三变换系数集中的变换系数进行缩放，以得到所述第二变换系数集。10.一种视频解码器，其特征在于，该装置包括：熵解码模块，用于判断当前解码图像块是否使用自适应反量化过程；所述熵解码模块还用于从码流中获取量化调节因子调节参数和获取第一变换系数集，所述第一变换系数集对应于当前解码图像块的残差；反量化模块，用于在所述熵解码模块确定当前解码图像块使用自适应反量化过程的情况下，根据当前解码图像块的空间邻域像素信息，确定用于当前解码图像块的第一量化调节因子；基于所述量化调节因子调节参数与所述第一量化调节因子的乘积，得到用于当前解码图像块的第二量化调节因子；基于所述第二量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化，以得到第二变换系数集；反变换模块，用于对所述第二变换系数集进行反变换，以得到当前解码图像块的残差；预测模块，用于生成当前解码图像块的预测块；重建模块，用于基于当前解码图像块的残差和所述当前解码图像块的预测块，对当前解码图像块进行重建。11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述熵解码模块具体用于根据明文地或隐含地包含于码流中的自适应反量化开关标志判断当前解码图像块是否使用自适应反量化过程，所述自适应反量化开关标志用于指示当前解码图像块的反量化过程中使用的第二量化调节因子是否为默认值。12.如权利要求10或11所述的装置，其特征在于，所述反量化模块包括：获取单元，用于获取当前解码图像块的空间邻域像素信息；计算单元，用于根据像素均值Pavg的第一分段函数f1(Pavg)计算所述第一量化调节因子，所述像素均值Pavg是所述空间邻域像素信息所对应的多个像素的亮度分量求平均得到的均值；基于所述量化调节因子调节参数与所述第一量化调节因子的乘积，得到用于当前解码图像块的第二量化调节因子；反量化单元，用于基于所述第二量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化，以得到第二变换系数集。13.如权利要求10或11所述的装置，其特征在于，所述反量化模块包括：获取单元，用于获取当前解码图像块的空间邻域像素信息；计算单元，用于根据像素差值Pcon的第二分段函数f2(Pcon)计算所述第一量化调节因子；其中，所述像素差值Pcon为所述空间邻域像素信息对应的多个像素的亮度分量与像素均值Pavg的平均绝对误差，所述像素均值Pavg是所述空间邻域像素信息对应的多个像素的亮度分量求平均得到的均值；基于所述量化调节因子调节参数与所述第一量化调节因子的乘积，得到用于当前解码图像块的第二量化调节因子；反量化单元，用于基于所述第二量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化，以得到第二变换系数集。14.如权利要求10或11所述的装置，其特征在于，所述反量化模块包括：获取单元，用于获取当前解码图像块的空间邻域像素信息；计算单元，用于根据像素差值Pcon和像素均值Pavg的第三函数f3(f1(Pavg),f2(Pcon))计算所述第一量化调节因子；其中，所述像素均值Pavg是所述空间邻域像素信息对应的多个像素的亮度分量求平均得到的均值，所述像素差值Pcon为所述空间邻域像素信息对应的多个像素的亮度分量与所述像素均值Pavg的平均绝对误差和；基于所述量化调节因子调节参数与所述第一量化调节因子的乘积，得到用于当前解码图像块的第二量化调节因子；反量化单元，用于基于所述第二量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化，以得到第二变换系数集。15.如权利要求12至14任一项所述的装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵寅，杨海涛，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44