用于分析和经验混合编码失真建模的方法和装置制造方法及图纸

提供了一种用于分析和经验混合编码失真建模的方法和装置。该装置包 括失真计算器(315、320)，用于通过将视频编码失真划分为第一部分和第二 部分，使用经验算法计算所述第一部分，并且使用分析算法计算第二部分， 以对视频编码失真进行建模。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及视频编码，并且更具体地，涉及一种用于分析和经验 混合编码失真建模的方法和装置。
技术介绍
在视频编码中，期望确定怎样最佳地准确估算视频帧的率失真(RD)曲 线。当帧的率失真(rate-distortion)特征是已知时，可以最优地将有限的编码 资源(通常是编码比特率)分配给不同的帧以便实现最优的整体编码性能。 更经常的，将该问题用公式表示为率失真优化的帧层次(frame-level)比特率 分配，目的是服从于特定的总比特率和緩冲区的限制而使平均或最大均方差 (MSE)源编码失真最小化。因此，是否能够准确地估算帧的率失真特征将 严重影响结果的整体的率控制性能。实际上，现有的视频编码标准规定了用于编码的有限的数目的量化比例。 知道应用了每个合理的量化比例之后的帧的结果的率失真数据就可以执行有 效的率控制。在我们的讨论中，为了便利，假设用于变换编码的预测残留数 据已经是可用的。现在的问题是对于所有的有效Q计算所有的R-Q和D-Q 数据，这里R-Q表示具有某个Q的结果的编码比特，D-Q表示具有某 个Q的结果的编码失真，并且Q表示量化比例，即，量化步长。请注意， 在Q和由视频编码标准和推荐所定义的量化参数(用QP表示)之间存在一 对一的映射。例如，在国际标准化组织和国际电工委员会(ISO/正C)移动图 像专家组-4 (MPEG-4)第IO部分高级视频编码(AVC)标准/国际电信联盟 电信部分(ITU-T ) H.264推荐(下文中的MPEG-4 AVC标准)中，QP 范围从0到51，并且每个QP对应于某个量化步长或比例Q。为精确地计算率失真数据，必须借助蛮力(brute force )用所有的Q来穷举性地对帧进行编 码。虽然穷举计算给出了最高的准确度，但也造成了令人却步的计算的复杂 度，并且由此，实际上提出了多种率失真模型，目的在于用低的或减少的复 杂度来准确估算率失真数据。大多数现有的率失真模型是分析模型。在这些分析模型中，将R或者D 表示为关于量化比例Q和残留信号的方差(variance) 02的显函数。我们知道原则上编码帧的结果率和失真不仅与量化比例相关而且与源视 频信号自身的特征相关。然而，源视频信号的特征是非稳定的。因此，在分 析模型中，普遍采取预测残留信号的方差来应对非稳定的视频信号。关于失 真建模，在一种现有技术失真估算方法中失真估算可能采用关于Q和(72的统 一函数的简单形式，而在另一方法中，可以经由分段函数更准确地估算D, 该分段函数根据Q关于cj的不同相对量值给出了不同的D-Q或D-c^关系。 分析率失真建模的最显著的优点是它的低运算复杂度。仅仅需要首先计算cj2， 然后根据所规定的函数能够直接估算R或D。可以筒单地在空间域残留信号 上进行方差的计算，无需变换和量化操作，并且由此造成非常低的计算复杂 度。然而，D-Q分析建模的缺点在于其折中的估算准确度，这主要是因为在 率失真估算中仅仅使用方差来完全应对视频信号的非稳定性的影响是不够 的。在较新的p-域分析RD模型中改正了这一缺点，其中不同于传统的R-Q 和D-Q模型，新的模型是基于零量化的系数的百分比(表示为p)，其与Q 一对一映射。请注意，p是将Q应用到变换后的残留信号的结果，并且由此， 不仅反映了 Q的信息而且反映了非稳定源视频信号的信息。p-域比其他现有 的基于Q的模型获得了更好的建模性能，而在此的代价是由于额外含有了离 散余弦变换(DCT)引起的稍微增加的运算复杂度。分析模型假定RD与Q (或p)之间固定的明确的关系。然而，实际上， 帧的实际率失真数据呈现操作性的(operational)率失真曲线，其时常根本不 是平滑的或者分段平滑的。这种失配可能极大地危害分析模型的估算准确度。 为确保高的准确度，同时仍然减少复杂度，提出了经验的方法，其中仅仅对 所选择的Q的小的集合进行穷举性编码，并且从已有数据内插剩余Q的率失 真数据。虽然经验模型的建模准确度好于分析模型的建模准确度，但它需要 多个额外的编码操作，这仍然引起了相当量的额外运算负荷，并且在实时视 频流系统中不是总可以被接受的。5还值得注意的是就R建模而言，p-域模型已经实现了高的估算准确度， 并且进一步改进的范围非常有限。然而就D建模而言，p-域模型和现有的基于Q的模型两者都不能呈现与p-域R模型的估算性能同样好的估算性能。
技术实现思路
本专利技术致力于现有技术的这些和其它的缺陷和缺点，其针对一种用于分 析和经验的混合编码失真建模的方法和装置。根据本专利技术的一方面，提供了一种装置。该装置包括失真计算器，用于 通过将视频编码失真划分为第一部分和第二部分，使用经验算法计算所述第 一部分，并且使用分析算法计算第二部分，以对视频编码失真进行建模。根据本专利技术的另一方面，提供了一种装置。该装置包括视频编码器，用 于通过为图像数据进行视频编码失真建模而对图像数据进行编码，其中所述 编码器通过将视频编码失真划分为第一部分和第二部分，使用经验算法计算 所述第一部分，并且使用分析算法计算第二部分，以对视频编码失真进行建模。根据本专利技术的又一方面，提供了一种方法。该方法包括对视频编码失真进行建模。对视频编码失真进行建模的步骤包括以下步骤将视频编码失真 划分为第一部分和第二部分，使用经验算法计算所述第一部分，并且使用分 析算法计算第二部分。结合附图阅读以下的示范性实施例的详细描述，本专利技术的这些和其他方 面、特征和优点将变得显而易见。附图说明根据以下的示例图可以更好地理解本专利技术，其中图1是根据本专利技术的一个实施例的、与混合失真模型相关的示范性方法 的流程图2是根据本专利技术的一个实施例的、用于估算视频帧的D-QP数据的示 范性方法的流程图3是根据本专利技术的一个实施例的、与生成估算的率失真模型数据相关 的示范'性的预分析器的框图4是根据本专利技术的一个实施例的、可以应用图1的混合失真模型的示的框图5是根据本专利技术的一个实施例的、典型地采用帧层次和mb层次率控 制的示范性的视频编码器的框图。具体实施例方式本专利技术针对一种用于分析和经验混合编码失真建模的方法和装置。用当前的描述来说明本专利技术。将由此理解的是本领域的技术人员将能够 想到用于实施本专利技术的各种布置，虽然这些布置并没有明确地在此被描述或 被示出但却包括在本专利技术的精神和范围中。在此陈述的各种例子和条件性的语言是旨在是辅助读者理解本专利技术和 (多个)专利技术人贡献的构思以促进本领域的教导性的目的，并且要被解译为 不限于这样-波具体陈述的例子和条件。而且，在此陈述原理、方面，以及本专利技术的实施例的所有叙述，以及其 具体的例子，是旨在包括其结构和功能的两者的等效物。另外，这样的等效 物旨在包括当前已知的等效物以及在未来开发的等效物(即无论结构如何， 执行同一功能的所开发的任何元件)。从而，例如，本领域的技术人员将理解的是在此呈现的框图表示实施本 专利技术的说明性电路的概念上的视图。类似的，将理解的是表示各种处理的任 何流程图、流程图表、状态转换图、伪代码等等，其实质上可以以计算机可 读介质表示并且通过计算机或处理器来这样执行，无论这样的计算机或处理 器是否被明确地示出。图中示出的各种元件的功能可以通过使用与合适的软件相关的专用的硬 件以及能够执行软件的硬件来提供。当通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包含：　失真计算器（３１５、３２０），用于通过将视频编码失真划分为第一部分和第二部分，使用经验算法计算第一部分，并且使用分析算法计算第二部分，以对视频编码失真进行建模。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.8.30 US 60/823,9421. 一种装置，包含失真计算器(315、320)，用于通过将视频编码失真划分为第一部分和第二部分，使用经验算法计算第一部分，并且使用分析算法计算第二部分，以对视频编码失真进行建模。2. 如权利要求l所述的装置，其中所述经验算法实质上是穷举性地。3. 如权利要求1所述的装置，其中所述失真计算器(315、 320)通过为 所述第一部分指定零量化的系数失真并且为所述第二部分指定非零量化的系 数失真来划分所述视频编码失真。4. 如权利要求3所述的装置，其中精确计算零量化的系数朱真。5. 如权利要求3所述的装置，其中所述失真计算器(315、 320)使用在 所有零量化的系数上的单遍次查找来为所有量化步长计算零量化的系数失真的值。6. 如权利要求3所述的装置，其中使用具有均匀分布的随机变量来估算 非零量化的系数失真。7. 如权利要求l所述的装置，其中所述失真计算器(315、 320)包含在 使用所述视频编码失真来分配帧比特预算的视频编码器中。8. 如权利要求1所述的装置，其中所述视频编码失真是源编码均方差失真。9. 一种装置，包含视频编码器(500),用于通过为图像数据进行视频编码失真建模来对图 像数据进行编码，其中所述编码器通过将视频编码失真划分为第一部分和第 二部分，使用经验算法来计算第一部分，并且使用分析算法来计算第二部分 以进行#见频编码失真建才莫。10. 如权利要求9所述的装置，其中所述经验算法实质上是穷举性的。11. 如权利要求9所述的装置，其中所述视频编码器(500)通过为所述 第一部分指定零量化的系数失真并且为所述第二部分指定非零...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨华，吉尔·M·博伊斯，
申请(专利权)人：杨华，吉尔·M·博伊斯，
类型：发明
国别省市：FR