[发明专利]用于空间变化残差编码的方法和设备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年7月6日提交的美国临时专利申请No.61/223,277(代理卷No.PU090058)的权益，该申请通过引用被全部结合于此。

技术领域

本原理一般地涉及视频编码和解码，并且更具体地，涉及用于空间变化残差编码的方法和设备。

背景技术

基于块的离散变换是许多图像和视频压缩标准的基本构件并且在广大范围的应用中被使用，所述图像和视频压缩标准例如包括联合图像专家组、国际电信联盟电信部(ITU-T)H.263建议(以下，“H.263建议”)、国际标准化组织/国际电工委员会(ISO/IEC)运动图像专家组1(MPEG-1)标准、ISO/IEC MPEG-2标准、ISO/IEC MPEG-4部分10高级视频编码(AVC)标准/ITU-T H.264建议(以下，“MPEG-4 AVC标准”)等。

离散余弦变换(DCT)是最广泛使用的块变换。DCT通过将图片分割成像素块(通常是4x4和8x8)，使用DCT将每个块从空间域变换至频域并对变换系数进行量化来利用图片的局部空间相关特性。多数图像和视频压缩标准使用固定的二维(2D)分离DCT块变换。如果允许若干块大小(通常，从4x4到16x16的块)，则使用利用与块的大小相对应的大小的DCT。然而，对于每个块大小仅存在一种变换，并且该块中的所有像素都利用该变换被处理。

在诸如例如MPEG-4 AVC标准之类的图像和视频编码标准中，对于用于每个块大小的块变换，只有一种选择。如果残差(即预测误差)被编码，则这样的编码经由变换系数被执行。所有像素都被变换。参见图1，MPEG-4AVC标准中的一些变换大小总地用标号100表示。对于图示的变换大小100，对于要被编码的8x8块110：8x8块110被分割成4个4x4块121至124，它们利用4x4变换被变换。在一些情况中，发送变换系数对于4x4块中的一些而言可以不是必要的。例如，对于图示的变换大小100，对于(没有用阴影图案图示的)三个4x4块121、122和123，不发送残差(用相应的系数表示)，而对于(用对角阴影图案图示的)其余的4x4块124，发送残差。主要的缺点在于对变换的空间支持是固定的，因此对残差进行编码的灵活性明显降低。

一种现有技术方法通过提出空间变化变换(spatially varying transform)来在残差编码步骤中引入更多灵活性。参见图2，空间变化编码总地用标号200表示。在这样的情况中，残差可以根据MPEG-4AVC标准被编码，但是还是允许空间变化变换。空间变化变换仅被应用于(使用对角阴影图案图示出的)子块210，剩下的其余残差不被编码。因此，来自NxN块220的MxM像素的子块210被变换。编码器必须用信令方式通知MxM子块210的位置(即位置x和y)。然而，该方法还是缺少灵活性。例如，该方法缺少灵活性，因为在块220内仅存在一种变换，所以该方法不是对残差数据的一部分进行编码，并且不存在用于提高视觉质量的前置滤波。

第二种现有技术方法提出所谓的自适应预测误差编码(APEC)技术。帧间残差具有低相关性，并且DCT仅仅对于高度相关的数据而言是足够的。因此，第二种现有技术方法提出使能空间域和频域中的自适应预测误差编码。对于预测误差的每个块，或者应用变换编码或者应用空间域编码。具有较低速率失真成本的算法被选择用于块。总而言之，第二种现有技术方法提出选择是否使用变换来对块的残差进行变换，但是最终对于每个块只应用如下两个选项中的一个：所有像素在熵编码之前被变换；或者所有像素在空间域被直接进行熵编码。

发明内容

针对用于空间变化残差编码的方法和设备的本原理解决现有技术的这些和其它缺点和不利。

根据本原理的一个方面，提供一种设备。该设备包括视频编码器，该频编码器用于通过选择用于与图片中的块的原始版本和至少一个参考块之间的差相对应的残差的空间变化编码方法来对所述块的图片数据进行编码。使用一个或多个变换来对所述块的一部分进行变换并且使用相对于所述一个或多个变换的替代编码方法来对所述块的剩余区域进行编码或者不对所述块的剩余区域进行编码。

根据本原理的另一个方面，提供视频编码器中的方法。该方法包括通过选择用于与图片中的块的原始版本和至少一个参考块之间的差相对应的残差的空间变化编码方法来对所述块的图片数据进行编码。使用一个或多个变换来对所述块的一部分进行变换并且使用相对于所述一个或多个变换的替代编码方法来对所述块的剩余区域进行编码或者不对所述块的剩余区域进行编码。