视讯编码装置及视讯解码装置以及其编码与解码方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供的视讯编码装置中包含一转换模块。该转换模块根据一转换矩阵，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。

Video coding device, video decoding device, and encoding and decoding method thereof

The video coding device provided by the invention comprises a conversion module. According to the transformation matrix, the conversion module converts a target image data block into a specific direction in a specific direction. The transformation matrix is a product of the initial transformation matrix and the one or two transformation matrix. The initial transformation matrix corresponds to one dimensional conversion in a certain direction. The two transformation matrix corresponds to one dimensional two times conversion in a specific direction in a two-dimensional two time transformation.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。
技术介绍
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(audiovideocodingstandard,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(discretecosinetransform,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(secondarytransform)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。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术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。根据本专利技术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。根据本专利技术的另一具体实施例为一种视讯编码方法。该视讯编码方法包含一转换步骤：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。根据本专利技术的另一具体实施例为一种视讯解码装置，其中包含一反向转换模块。该反向转换模块系用以根据一反向转换矩阵，对一目标影像数据区块沿一特定方向施以一结合后反向转换。该反向转换矩阵为一反向初步转换矩阵与一反向二次转换矩阵的乘积。该反向初步转换矩阵对应于一二维反向初步转换中沿该特定方向进行的一维反向初步转换。该反向二次转换矩阵对应于一二维反向二次转换中沿该特定方向进行的一维反向二次转换。根据本专利技术的另一具体实施例为一种视讯解码方法。该视讯解码方法包含一反向转换步骤：根据一反向转换矩阵，对一目标影像数据区块沿一特定方向施以一结合后反向转换。该反向转换矩阵为一反向初步转换矩阵与一反向二次转换矩阵的乘积。该反向初步转换矩阵对应于一二维反向初步转换中沿该特定方向进行的一维反向初步转换。该反向二次转换矩阵对应于一二维反向二次转换中沿该特定方向进行的一维反向二次转换。关于本专利技术的优点与精神可以藉由以下专利技术详述及所附图式得到进一步的了解。附图说明图1呈现符合数字音视频编解码技术标准(AVS)的一编码系统的局部功能方块图。图2A和图2B呈现符合数字音视频编解码技术标准(AVS)的一离散余弦转换/二次转换的时序关系。图3为根据本专利技术的一实施例中的视讯编码装置的功能方块图。图4A～图4D呈现二次转换尺寸与初步转换尺寸的四种相对关系可能性。图5A～图5C呈现根据本专利技术的一实施例中的转换模块的运作程序范例。图6A和图6B呈现根据本专利技术的另一实施例中的转换模块的运作程序范例。图7A和图7B呈现根据本专利技术的又一实施例中的转换模块的运作程序范例。图8A和图8B呈现根据本专利技术的一实施例中的转换模块的运作程序范例。图9A和图9B呈现根据本专利技术的另一实施例中的转换模块的运作程序范例。须说明的是，本专利技术的图式包含呈现多种彼此关联的功能性模块的功能方块图。该等图式并非细部电路图，且其中的连接线仅用以表示信号流。功能性组件及/或程序间的多种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视讯编码装置，包含：转换模块，用以根据转换矩阵，对目标影像数据区块沿特定方向施以结合后转换，其中该转换矩阵为初步转换矩阵与二次转换矩阵的乘积，且该初步转换矩阵对应于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二维二次转换中沿该特定方向进行的一维二次转换。

【技术特征摘要】
1.一种视讯编码装置，包含：
转换模块，用以根据转换矩阵，对目标影像数据区块沿特定方向施以结合
后转换，其中该转换矩阵为初步转换矩阵与二次转换矩阵的乘积，且该初步转
换矩阵对应于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
矩阵对应于二维二次转换中沿该特定方向进行的一维二次转换。
2.如权利要求1所述的视讯编码装置，其特征在于，该转换模块被进一步用
以：
根据另一转换矩阵，对该目标影像数据区块垂直于该特定方向施以另一结
合后转换，其中该另一转换矩阵为另一初步转换矩阵与另一二次转换矩阵的乘
积，且该另一初步转换矩阵对应于该二维初步转换中垂直于该特定方向进行的
一维初步转换，该另一二次转换矩阵对应于该二维二次转换中垂直于该特定方
向进行的一维二次转换。
3.如权利要求1所述的视讯编码装置，其特征在于，该二维初步转换与该二
维二次转换的尺寸相同。
4.如权利要求1所述的视讯编码装置，其特征在于，该转换矩阵为：
347779555869-33-8472-7-757381-7558-28.]]>5.如权利要求1所述的视讯编码装置，其特征在于，该视讯编码装置是应用
于数字音视频编解码技术标准(AVS)的编码系统。
6.如权利要求1所述的视讯编码装置，其特征在于，当该目标影像数据区块
被判定为不需要沿该特定方向进行的一维二次转换，该二次转换矩阵被设定为

\t单位矩阵。
7.如权利要求1所述的视讯编码装置，其特征在于，该二维初步转换垂直于
该特定方向的尺寸大于该二维二次转换垂直于该特定方向的尺寸；该转换模块
被进一步用以：
于进行该结合后转换之前，对输入影像数据区块施以该二维初步转换中垂
直该特定方向进行的一维初步转换，以产生包含第一子区块与第二子区块的初
步转换结果，其中该第一子区块即为该目标影像数据区块，且该第一子区块垂
直于该特定方向的尺寸即为该二维二次转换垂直于该特定方向的尺寸；
对该第二子区块施以该二维初步转换中沿该特定方向进行的一维初步转
换；以及
对该目标影像数据区块被施以该结合后转换所产生的中间转换结果，施以
该二维二次转换中垂直于该特定方向进行一维二次转换。
8.一种视讯编码方法，包含：
根据转换矩阵，对目标影像数据区块沿特定方向施以结合后转换，其中该
转换矩阵为初步转换矩阵与二次转换矩阵的乘积，且该初步转换矩阵对应于二
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二维
二次转换中沿该特定方向进行的一维二次转换。
9.如权利要求8所述的视讯编码方法，其特征在于，进一步包含：
根据另一转换矩阵，对该目标影像数据区块垂直于该特定方向施以另一结
合后转换，其中该另一转换矩阵为另一初步转换矩阵与另一二次转换矩阵的乘
积，且该另一初步转换矩阵对应于该二维初步转换中垂直于该特定方向进行的
一维初步转换，该另一二次转换矩阵对应于该二维二次转换中垂直于该特定方
向进行的一维二次转换。
10.如权利要求8所述的视讯编码方法，其特征在于，该二维初步转换与该二
维二次转换的尺寸相同。
11.如权利要求10所述的视讯编码方法，其特征在于，是应用于数字音视频
编解码技术标准(AVS)，其中该转换矩阵为：
347779555869-33-8472-7-757381-7558-28.]]>12.如权利要求8所述的视讯编码方法，其特征在于，当该目标影像数据区块
被判定为不需要沿该特定方向进行的一维二次转换，该二次转换矩阵被设定为
单位矩阵。
13.如权利要求8所述的视讯编码方法，其特征在于，该二维初步转换垂直于
该特定方向的尺寸大于该二维二次转换垂直于该特定方向的尺寸；该视讯编码
方法进一步包含：
于进行该结合后转换之前，对输入影像数据区块施以该二维初步转换中垂
直该特定方向进行的一维初步转换，以产生包含第一子区块与第二子区块的初
步转换结果，其中该第一子区块即为该目标影像数据区块，且该第一子区块垂
直于该特定方向的尺寸即为该二维二次转换垂直于该特定方向的尺寸；
对该第二子区块施以该二维初步转换中沿该特定方向进行的一维初步转
换；以及
对该目标影像数据区块被施以该结合后转换所产生的中间转换结果，施以
该二维二次转换中垂直于该特定方向进行一维二次转换。
14.一种视讯解码装置，包含：
反向转换模块，用以根据反向转换矩阵，对目标影像数据区块沿特定方向
施以结合后反向转换，其中该反向转换矩阵为反向初步转换矩阵与反向二次转
换矩阵的乘积，且该反向初步转换矩阵对应于二维反向初步转换中沿该特定方
向进行的一维反向初步转换，该反向二次转换矩阵对应于二维反向二次转换中
沿该特定方向进行的一维反向二次转换。
15.如权利要求14所述的视讯解码装置，其特征在于，该反向转换模块被进
一步用以：
根据另一反向转换矩阵，对该目标影像数据区块施以垂直于该特定方向的
另一结合后反向转换，其中该另一反向转换矩阵为另一反向初步转换矩阵与另
一反向二次转换矩阵的乘积，且该另一反向初步转换矩阵对应于该二维反向初
步转换中垂直于该特定方向进行的一维反向初步转换，该另一反向二次转换矩
阵对应于该二维反向二次转换中垂直于该特定方向进行的一维反向二次转换。
16.如权利要求14所述的视讯解码装置，其特征在于，该二维反向初步转换
与该二维反向二次转换的尺寸相同。
17.如权利要求14所述的视讯解码装置，其特征在于，该反向转换矩阵为：
345872817769-7-7579-33-755855-8473-28.]]>18.如权利要求14所述的视讯解码装置，其特征在于，该视讯解码装置是应
用于数字音视频编解码技术标准(AVS)的解码系统。
19.如权利要求14所述的视讯解码装置，其特征在于，当该目标影像数据区
块被判定为不需要沿该特定方向进行的一维反向...

【专利技术属性】
技术研发人员：林和源，
申请(专利权)人：晨星半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71