经量化数据的失真估计制造技术

本发明专利技术描述用于估计归因于数据量化的失真的技术。可针对待量化的一组系数而获得具有多个频段的直方图。可基于所述直方图和所述直方图频段的平均失真来估计归因于所述组系数的量化的失真。可使每一频段中的系数的数目乘以所述频段的平均失真以获得每频段失真。所有所述频段的所述每频段失真可经累加且用校正因子缩放以获得所述所估计失真。所述技术可用于估计一组译码元素的失真。可针对多个量化步长中的每一者为每一译码元素估计失真和速率。可基于所述组译码元素在不同量化步长下的所述所估计失真和所述所估计速率而为所述组译码元素选择一组量化步长。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及数据处理，且更特定来说，涉及用于估计归因于数据量化的失真的技术。
技术介绍
编码系统广泛用于在传输或存储之前处理数据。编码系统可量化输入数据以获得经量化数据且可进一步处理经量化数据以产生用于传输或存储的输出数据。经量化数据可以一组离散值来表示，且在连续离散值之间的步长可为可选择参数。较大的量化步长可导致更粗略表示的经量化数据，所述情况可导致输入数据与经量化数据之间的较大误差或较多失真。然而，较大的量化步长可允许以较少位表示经量化数据和/或可导致含有更多零的经量化数据，两种情况均可允许以较低速率发送和/或以较少存储器存储输出数据。相反，较小的量化步长可导致更精细表示的经量化数据，所述情况可导致输入数据与经量化数据之间的较小误差或较少失真。然而，较小的量化步长也可导致以更多位表示和/或含有较少零的经量化数据，两种情况均可导致以较高速率发送和/或以较多存储器存储输出数据。 通常在经量化数据的速率与失真之间存在折衷。可能需要有效地估计失真以使得可以速率失真折衷选择适当的量化步长。
技术实现思路
本文中描述用于有效地估计归因于数据量化的失真的技术。在一方面中，可针对待量化的一组系数而获得具有多个频段的直方图，所述组系数可对应于宏块、帧等。直方图的频段的数目可基于可用于量化一组系数的量化步长的数目来确定。直方图频段的开始值和结束值可基于量化步长来确定，其可对应于H.264等中的不同量化参数(QP)值。 可基于直方图和多个频段的平均失真来估计归因于一组系数的量化的失真。在一种设计中，每一频段中的系数的数目可乘以那个频段的平均失真以获得每频段失真。每一频段的平均失真可指示从量化频段中的系数所获得的量化系数误差的平均能量。所有频段的每频段失真可经累加以获得经累加失真。可直接将经累加失真提供为所述组系数的所估计失真。经累加失真也可用校正因子缩放以获得所估计失真，其中校正因子可基于量化步长来确定。 在另一方面中，基于速率失真分析而为一组译码元素选择一组量化步长。译码元素可对应于宏块、帧等。可(例如)在可用于量化的量化步长中的每一者下针对每一译码元素估计归因于所述组译码元素的量化的失真。也可(例如)在可用量化步长中的每一者下针对每一译码元素估计用于所述组译码元素的速率。可基于所述组译码元素在可用量化步长下的所估计失真和所估计速率而为一组译码元素选择一组量化步长，例如以使得在给定总速率下使所述组译码元素的总失真最小化。 以下更详细地描述本专利技术的各种方面和特征。 附图说明 图1展示编码系统的框图。 图2展示用于编码系统的一组量化步长。 图3A展示用于待量化的一组系数的直方图表。 图3B展示平均失真对直方图频段的失真表。 图4A和图4B展示三种类别的宏块的所估计失真。 图5展示校正因子对QP值的曲线。 图6展示在应用校正因子之后所估计失真的百分比误差对QP值的曲线。 图7展示用于估计归因于量化的失真的过程。 图8展示用于选择量化步长的过程。 图9展示无线通信装置的框图。 具体实施例方式 本文所述的失真估计技术可用于能够量化数据的各种编码系统。所述技术也可用于各种类型的数据，例如视频数据、音频数据等。所述技术可进一步用于各种编码标准，例如JPEG、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4(部分2)、H.261、H.263、H.264等。为清晰起见，以下针对题为“用于普通视听服务的高级译码(Advanced video coding for genericaudiovisual services)”的H.264描述技术的某些方面，H.264通常还被称为MPEG-4第10部分。 图1展示可用于H.264和可能其它标准的编码系统100的框图。编码系统100接收待编码的当前帧Fn且产生所述帧的编码数据。一般来说，帧可具有任何高度和宽度尺寸且可被划分为多个宏块。对于H.264，每一宏块可含有16×16个图元(像素)且可进一步被划分为十六个4×4块。宏块可包括用于亮度(Y)的16×16个像素、用于红色色度(Cr)的2×8个像素和用于蓝色色度(Cb)的2×8个像素。 编码系统100可在逐宏块的基础上处理当前帧。系统100也可以帧间模式或帧内模式来编码每一宏块。可以两种模式评估当前帧中的宏块或当前宏块，且可选择具有较佳结果的模式。对于帧间模式，运动估计单元110接收当前宏块、识别一个或一个以上参考帧Fn-1′中的紧密匹配当前宏块的宏块，且将所识别的宏块提供为当前宏块的预测宏块。所述参考帧可包含已被编码并重建的一个或两个过去或未来的帧。对于帧内模式，帧内预测单元112基于当前帧中的已被编码并重建的样本形成当前宏块的预测宏块。模式选择器114依据选定模式而将单元110或112的输出提供为当前宏块的预测宏块Pn。 加法器116从当前宏块减去预测宏块且提供残余或差异宏块Dn。变换单元118在逐块的基础上以整数变换来变换残余宏块且提供经变换的系数宏块。量化器120量化经变换宏块中的系数且提供经量化系数的宏块Xn。经量化系数由编码器122重新排序且进行熵编码以获得经编码数据。 在重建路径中，反量化器130以与由量化器120进行的量化互补的方式重新缩放宏块Xn中的经量化系数。反变换单元132在逐块的基础上对经重新缩放的系数执行反变换且提供经重建的差异宏块D′n。由量化器120进行的量化引入误差或失真。因此，宏块D′n通常不等同于差异宏块Dn，但替代地为宏块Dn的失真版本。加法器134对预测宏块Pn与经重建差异宏块D′n求和且提供未经滤波的经重建宏块uFn′。滤波器136对当前帧的未经滤波的经重建宏块进行滤波以减小块化效应和失真，且提供经重建帧Fn′，其可用于编码其它帧。 编码系统100可用于H.264和可能其它编码标准和方案。整个编码过程对于许多编码标准和方案可为类似的，但编码系统内的各个单元的细节对于不同编码标准和方案可为不同。 在H.264中，量化器120可基于为那个宏块选择的量化参数(QP)值而量化每一系数宏块。存在从0变化到51的52个可能的QP值。每一QP值与不同除数相关联，其对应于那个QP值的量化步长。在QP值与量化步长之间存在一对一的映射，且两个项可互换使用。 可根据特定QP值通过用相关联除数除宏块中的每一系数来量化系数宏块。对于每一系数，可将结果的商或整数部分提供为经量化系数，且可丢弃结果的余数或分数部分。 余数表示归因于量化的误差或失真。 可将宏块的给定集合的总失真表示为 等式(1) 其中Di为宏块i的失真，M为一组宏块中的宏块的数目，且D为一组宏块的总失真。可(例如)通过对宏块i中的所有经量化系数的余数的平方求和来计算Di。 图2展示在H.264中的0到11的QP值下量化步长的曲线。在H.264中，量化步长经界定以使得对于QP值每递增一，量化步长增加约12％，且对于QP值每递增六，量化步长变为双倍。对于每一QP值，系数在其值小于那个QP值的量化步长的情况下可被量化为零。因此，在每一QP值下的平均或预期失真与相关联的量化步长有关，且失真对于逐渐变大的QP值逐渐变大。 可通过使用与较小量化步长相关联的较小QP值来减小宏块的总失真。然而，较小QP值可导致更多的经编码数据，其可需要用于传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，其包含：　处理器，其经配置以针对待量化的一组系数而获得具有多个频段的直方图，且基于所述直方图和所述多个频段的平均失真来估计归因于所述组系数的量化的失真；以及　存储器，其耦合到所述处理器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：纳伦德拉纳特马拉亚特，沙拉特曼朱纳特，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]