[发明专利]视讯编码装置及视讯解码装置以及其编码与解码方法

说明书

技术领域

本发明与多媒体信号处理技术相关，并且尤其与视讯系统中的编码/解码技术相关。

背景技术

随着通讯技术的进步，数字电视广播渐趋成熟、普及。除了经由电缆线路传送外，数字电视信号也可透过基地台或人造卫星等设备以无线信号的型态被传递。为了兼顾提升画面质量和降低传输数据量的需求，传送端通常会将待传递的影像及声音信号编码、压缩。相对应地，接收端必须正确地将收到的信号解码、解压缩，始能还原影音信号。

图1呈现符合数字音视频编解码技术标准(audio video coding standard,AVS)的一编码系统的局部功能方块图。帧内预测(intra-prediction)模块12负责针对一视讯帧中的各个影像区块进行帧内预测程序，以产生各影像区块的亮度残余值(residual)区块。该亮度残余值区块接着被提供至离散余弦转换(discrete cosine transform,DCT)模块14，进行离散余弦转换，以产生一离散余弦转换系数矩阵。为了进一步降低数据量，二次转换(secondary transform)模块16会对该离散余弦转换系数矩阵中的低频成分施以二次转换。就AVS编码系统而言，无论离散余弦转换系数矩阵的大小为何，二次转换模块16都是针对其中位于最左上角的4*4个低频成分进行二次转换。随后，经过二次转换后的低频成分，以及其他未经二次转换的高频离散余弦转换系数会在量化模块18被重新结合，并且施以量化程序。

实务上，离散余弦转换模块14所执行的离散余弦转换包含一组沿垂直方向进行的离散余弦转换，以及一组沿水平方向进行的离散余弦转换。相似地，二次转换模块16所执行的二次转换，是由一组沿垂直方向进行的二次转换与一组沿水平方向进行的二次转换共同组成。根据AVS规范，离散余弦转换模块14应先沿水平方向对亮度残余值区块逐行进行离散余弦转换，直到所有沿水平方向进行的离散余弦转换完成后，再开始沿垂直方向逐列进行离散余弦转换。另一方面，根据AVS规范，二次转换模块16应先对离散余弦转换系数矩阵中的低频成分沿垂直方向逐列进行二次转换，直到所有沿垂直方向进行的二次转换完成后，再开始沿水平方向逐行进行二次转换。图2A呈现上述各转换的顺序关系。

以亮度残余值区块的尺寸为4*4的情况为例，图2B呈现AVS编码系统中典型的离散余弦转换与二次转换的详细时序关系。符号R₀～R₃代表区块中的四个行，符号C₀～C₃代表区块中的四个列。如图2B所示，在工作周期0～3中，沿水平方向进行的离散余弦转换依序施加于行R₀～行R₃；在工作周期4～7中，沿垂直方向进行的离散余弦转换依序施加于列C₀～列C₃。在施加于列C₀的离散余弦转换完成后，列C₀的内容不会再受到离散余弦转换的影响而变动，二次转换模块16因此可以自工作周期5开始沿垂直方向对列C₀施加二次转换。依此类推，在工作周期6～8中，沿垂直方向进行的二次转换依序施加于列C₁～列C₃；在工作周期9～12中，沿水平方向进行的二次转换依序施加于行R₀～行R₃。由图2B可看出，完成对一个4*4亮度残余值区块的离散余弦转换与二次转换总共需要13个工作周期的时间。相较之下，若不施加二次转换，完成对一个4*4亮度残余值区块的离散余弦转换只需要8个工作周期的时间。也就是说，在典型的AVS编码系统中，虽然二次转换能贡献降低编码结果数据量的好处，却会造成编码作业时间的延长，进而影响系统的整体效率。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种新的视讯编码装置及视讯解码装置。藉由结合离散余弦转换与二次转换并配合适当的作业排程，将视讯编码/解码所需要工作周期数量可被有效减少。

根据本发明的一具体实施例为一种视讯编码装置，其中包含一转换模块。该转换模块系用以根据一转换矩阵，对一目标影像数据区块沿一特定方向施以一结合后转换。该转换矩阵为一初步转换矩阵与一二次转换矩阵的乘积。该初步转换矩阵对应于一二维初步转换中沿该特定方向进行的一维初步转换。该二次转换矩阵对应于一二维二次转换中沿该特定方向进行的一维二次转换。