CN102333223A - 视频数据编码方法、解码方法、编码系统和解码系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种视频数据编码方法，包括以下步骤：对多个颜色通道组成的输入编码帧进行颜色通道能量再分配的正变换处理以得到输出数据；将输出数据的动态范围映射成与输入编码帧的数据动态范围相同；将经过动态范围调整后的输出数据输入到编码器进行编码，得到编码码流。根据本发明的技术方案，能够移除各颜色通道之间的相关性，有效提高视频数据的编码效率。本发明还提供了一种视频数据解码方法，在解码端，对解码后的数据进行颜色通道能量再分配的反变换以及动态范围的调整，经过以上步骤后得到与输入编码帧相对应的重构视频数据。本发明还提供了一种视频数据编码系统以及一种视频数据解码系统。

Description

视频数据编码方法、解码方法、编码系统和解码系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及视频数据编码方法、解码方法、编码系统和解码系统。

背景技术

随着数字视频采集和显示技术的日新月异，以及网络带宽的持续增加，在许多应用领域，例如医疗图像处理、数字影院、影视后处理和家庭影院等，对高质量、高色彩解析度(每个色彩通道大于8个比特)视频的需求越来越多。联合视频组(Joint Video Team，简称JVT)提出的高保真视频编码标准(FRExt)作为最新的国际视频编码标准(AVC/H.264)的组成部分，已被国际标准组织ITU采纳，支持RGB4:4:4格式的视频编码。相较于现有流行的视频格式YCbCr4:2:0，RGB4:4:4视频格式的数据量将增加一倍。这对存储设备、传输带宽和各种各样的多媒体应用设备将是一个巨大的挑战。国际视频高保真编码标准(FRExt)并没有引入专门的针对RGB4:4:4格式的高色彩解析度的视频编码算法来提高高保真视频的编码效率。也就是说，现有的针对高色彩解析度的RGB4:4:4视频的国际视频编码标准的编码效率不高，无法满足将要到来的巨大潜在应用，需要进一步提升其编码效率。

RGB4:4:4的视频格式的任意两个颜色通道之间存在很高的相关性，例如红色通道和绿色通道之间、绿色通道和蓝色通道之间以及红色通道和蓝色通道之间存在相关性。这种相关性是会影响编码效率。因此，如果能够利用某种变换作用到RGB4:4:4数据的三个通道上，在视频编码之前就移除不同颜色通道之间的相关性，RGB4:4:4数据的编码性能是能够得到提升的。

发明内容

考虑到上述背景技术，本发明的一个目的是提供一种可以移除不同颜色通道之间的相关性的视频数据编解码技术，以有效提升编码效率。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种视频数据编码方法，可以包括以下步骤：对多个颜色通道组成的输入编码帧进行颜色通道能量再分配的正变换处理以得到输出数据；将所述输出数据的动态范围映射成与所述输入编码帧的数据动态范围相同；将经过动态范围调整后的所述输出数据输入到编码器进行编码，得到编码码流。颜色通道能量再分配的正变换能够在保持视频颜色信息的同时进行有利于视频压缩的视频信号能量再分配，去除不同颜色通道之间的相关性，提高编码效率。

在上述技术方案中，优选地，还可以包括：第一标志位被插入到整个视频数据的编码码流中，以确定所述颜色通道能量再分配的正变换是否作用于整个被编码的视频数据。

在上述技术方案中，优选地，所述正变换为线性正变换，具有以下形式： $\left[\begin{array}{c}{O}_1\\ O_2\\ .\\ .\\ .\\ O_N\end{array}\right]={\mathrm{FM}}_{N\×N}\left[\begin{array}{c}{C}_1\\ C_2\\ .\\ .\\ .\\ C_N\end{array}\right],$ 其中，C_N为第N个颜色通道，N个所述颜色通道组成所述输入编码帧，Q_N为经过所述线性正变换后的第N个颜色通道，N个经过所述非线性变换后的颜色通道作为所述输出数据，FM_N×N为正变换矩阵；将所述正变换矩阵对应的反变换矩阵量化取整后作为反变换信息。

在上述技术方案中，优选地，所述正变换为非线性正变换，具有以下形式：Q_i＝f_i(C₁，C₂，...C_N)i＝1，...，N，其中，C_N为第N个颜色通道，N个所述颜色通道组成所述输入编码帧，Q_i为经过所述非线性变换后的第i个颜色通道，N个经过所述非线性变换后的颜色通道作为所述输出数据，f_i为非线性正变换函数；将与所述非线性正变换函数对应的非线性反变换函数系数量化取整后作为反变换信息。

在上述技术方案中，优选地，在所述输入编码帧采用帧内编码模式时，还可以包括：在所述编码码流中写入与所述正变换对应的反变换信息，具体可以包括：当所述输入编码帧为在视频数据的编码顺序中的第一帧时，在所述输入编码帧的编码码流中写入包含完整的反变换系数的反变换信息；当所述输入编码帧为在视频数据的编码顺序中的第一帧之后的任意一帧时，将第二标志位写入所述输入编码帧的编码码流中，以确定所述输入编码帧的反变换信息是否需要更新，其中，在确定所述反变换信息需要更新的情况下，所述输入编码帧的反变换信息与前一输入编码帧的反变换信息的差值，被写入所述输入编码帧的编码码流中，所述前一输入编码帧为按照所述编码顺序在所述输入编码帧之前的输入编码帧，在确定所述反变换信息不需要更新的情况下，无需在所述输入编码帧的编码码流中写入所述反变换信息。

在上述技术方案中，优选地，在所述输入编码帧采用帧间编码模式时，将按照编码顺序位于所述输入编码帧之前的采用帧内编码模式的输入编码帧的正变换信息，作为用于所述输入编码帧的正变换信息。

根据本发明的另一方面，还提供了一种视频数据解码方法，可以包括以下步骤：对接收到的解码帧进行解码，得到解码数据；获取用于所述解码数据的颜色通道能量再分配的反变换信息，根据所述反变换信息对所述解码数据进行反变换处理；将反变换处理输出的数据进行数据的动态范围调整，以与所述解码帧对应的输入编码帧的数据动态范围一致，得到重构的所述输入编码帧。

在上述技术方案中，优选地，还可以包括：在对接收到的第一个所述解码帧进行解码后还得到第一标志位，根据所述第一标志位判断所述颜色通道能量再分配的反变换是否作用于整个视频数据的解码数据。

在上述技术方案中，优选地，所述反变换为线性反变换，具有以下形式： $\left[\begin{array}{c}{{\hat{C}}^{\′}}_1\\ {{\hat{C}}^{\′}}_2\\ .\\ .\\ .\\ {{\hat{C}}^{\′}}_N\end{array}\right]={\mathrm{IM}}_{N\×N}\left[\begin{array}{c}{\hat{O}}_1\\ {\hat{O}}_2\\ .\\ .\\ .\\ {\hat{O}}_N\end{array}\right],$ 其中，

为经过所述线性反变换后的第N个颜色通道，

为第N个颜色通道的解码数据，IM_N×N为反变换矩阵，经反量化后作为所述反变换信息。

在上述技术方案中，优选地，所述反变换为非线性反变换，具有以下形式：i＝1，…，N其中，

为经过所述非线性反变换后的第i个颜色通道，

为第N个颜色通道的解码数据，g_i为非线性反变换函数，将所述非线性反变换函数的系数经反量化后作为所述反变换信息。

在上述技术方案中，优选地，在所述解码帧采用帧内编码模式时，还可以包括：为每帧所述解码帧解码出不同的所述反变换信息，具体可以包括：当所述解码帧为解码顺序中的第一帧时，从所述解码帧对应的码流中解出包含完整的反变换系数的反变换信息；

当所述解码帧为按照解码顺序位于第一帧之后的任意一帧解码帧时，从所述解码帧对应的码流中解出第二标志位，以确定所述解码帧的反变换信息是否需要更新，其中，在确定需要更新所述反变换信息的情况下，从所述码流中解出包含残差值的反变换信息，将所述残差值与按照所述解码顺序在所述解码帧之前的解码帧对应的反变换信息相加，得到所述解码帧的完整反变换信息，在确定不需要更新所述反变换信息的情况下，所述解码帧采用前一解码帧的反变换信息，所述前一解码帧为按照所述解码顺序在所述解码帧之前的解码帧。

在上述技术方案中，优选地，在所述解码帧采用帧间编码模式时，将按照解码顺序位于所述解码帧之前的采用帧内编码模式的解码帧的反变换信息，作为用于所述解码帧的反变换信息。

根据本发明的又一方面，还提供了一种视频数据编码系统，可以包括：正变换单元，对多个颜色通道组成的输入编码帧进行颜色通道能量再分配的正变换处理以得到输出数据，将所述输出数据传送至第一调整单元；所述第一调整单元，将所述输出数据的动态范围映射成与所述输入编码帧的数据动态范围相同，将调整结果传送至编码器；所述编码器，将所述输出数据的调节结果进行编码，得到编码码流。

在上述技术方案中，优选地，所述正变换单元对所述输入编码帧进行的正变换为线性变换，具有以下形式： $\left[\begin{array}{c}{O}_1\\ O_2\\ .\\ .\\ .\\ O_N\end{array}\right]={\mathrm{FM}}_{N\×N}\left[\begin{array}{c}{C}_1\\ C_2\\ .\\ .\\ .\\ C_N\end{array}\right],$ 其中，C_N为第N个颜色通道，N个所述颜色通道组成所述输入编码帧，Q_N为经过所述线性正变换后的第N个颜色通道，N个经过所述非线性变换后的颜色通道作为所述输出数据，FM_N×N为正变换矩阵，将所述正变换矩阵对应的反变换矩阵量化取整后作为反变换信息；或者所述正变换单元对所述输入编码帧进行的正变换为非线性变换，具有以下形式：Q_i＝f_i(C₁，C₂，...C_N)i＝1，...，N，其中，C_N为第N个颜色通道，N个所述颜色通道组成所述输入编码帧，Q_i为经过所述非线性变换后的第i个颜色通道，N个经过所述非线性变换后的颜色通道作为所述输出数据，f_i为非线性正变换函数，将与所述非线性正变换函数对应的非线性反变换函数系数量化取整后作为反变换信息。

在上述技术方案中，优选地，所述编码器还可以包括：添加模块，在所述输入编码帧的编码模式为帧内编码模式的情况下，当所述输入编码帧为在视频数据的编码顺序中的第一帧时，在所述输入编码帧的编码码流中写入包含完整的反变换系数的反变换信息；当所述输入编码帧为在视频数据的编码顺序中的第一帧之后的任意一帧时，将第二标志位写入所述输入编码帧的编码码流中，以确定所述输入编码帧的反变换信息是否需要更新，其中，在确定所述反变换信息需要更新的情况下，所述输入编码帧的反变换信息与前一输入编码帧的反变换信息的差值，被写入所述输入编码帧的编码码流中，所述前一输入编码帧为按照所述编码顺序在所述输入编码帧之前的输入编码帧，在确定所述反变换信息不需要更新的情况下，无需在所述输入编码帧的编码码流中写入所述反变换信息。

在上述技术方案中，优选地，所述正变换单元在所述输入编码帧采用帧间编码模式时，将按照编码顺序位于所述输入编码帧之前的采用帧内编码模式的输入编码帧的正变换信息，作为用于所述输入编码帧的正变换信息。

根据本发明的又一方面，还提供了一种视频数据解码系统，可以包括：解码器，对接收到的解码帧进行解码，得到解码数据并传送至反变换单元；所述反变换单元，获取用于所述解码数据的颜色通道能量再分配的反变换信息，根据所述反变换信息对所述解码数据进行反变换处理并将处理结果传送至第二调整单元；所述第二调整单元，将所述处理结果进行数据的动态范围调整，以与所述解码帧对应的输入编码帧的数据动态范围一致，得到重构的所述输入编码帧。

在上述技术方案中，优选地，所述反变换单元对所述解码数据进行的正变换为线性变换，具有以下形式： $\left[\begin{array}{c}{{\hat{C}}^{\′}}_1\\ {{\hat{C}}^{\′}}_2\\ .\\ .\\ .\\ {{\hat{C}}^{\′}}_N\end{array}\right]={\mathrm{IM}}_{N\×N}\left[\begin{array}{c}{\hat{O}}_1\\ {\hat{O}}_2\\ .\\ .\\ .\\ {\hat{O}}_N\end{array}\right],$ 其中，

为经过所述线性反变换后的第N个颜色通道，

为第N个颜色通道的解码数据，IM_N×N为反变换矩阵，经反量化后作为所述反变换信息；或者所述反变换单元对所述解码数据进行的正变换为非线性变换，具有以下形式：i＝1，…，N其中，

为经过所述非线性反变换后的第i个颜色通道，

为第N个颜色通道的解码数据，g_i为非线性反变换函数，将所述非线性反变换函数的系数经反量化后作为所述反变换信息。

在上述技术方案中，优选地，所述解码器在所述解码帧采用帧内编码模式时，当所述解码帧为解码顺序的第一帧时，从所述解码帧对应的码流中解出包含完整的反变换系数的反变换信息；当所述解码帧为按照解码顺序位于第一帧之后的任意一帧解码帧时，从所述解码帧对应的码流中解出第二标志位，以确定所述解码帧的反变换信息是否需要更新，其中，在确定需要更新所述反变换信息的情况下，从所述码流中解出包含残差值的反变换信息，将所述残差值与按照所述解码顺序在所述解码帧之前的解码帧对应的反变换信息相加，得到所述解码帧的完整反变换信息，在确定不需要更新所述反变换信息的情况下，所述解码帧采用前一解码帧的反变换信息，所述前一解码帧为按照所述解码顺序在所述解码帧之前的解码帧。

在上述技术方案中，优选地，所述反变换单元在所述解码帧采用帧间编码模式时，将按照解码顺序位于所述解码帧之前的采用帧内编码模式的解码帧的反变换信息，作为用于所述解码帧的反变换信息。

通过上述各技术方案，利用颜色通道能量再分配变换对视频数据进行变化处理，可以移除各颜色通道之间的相关性，再分配各颜色通道的能量，有效提升视频数据的编码效率，提供了灵活的编码策略，视频编码器和解码器无需专门设计，适应性强，能够整合到主流的视频编码系统中。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的视频数据编码方法的流程图；

图2示出了根据本发明的实施例的视频数据解码方法的流程图；

图3示出了根据本发明的实施例的编解码系统的示意图；

图4示出了根据本发明的实施例的在采用帧内编码模式时的编解码过程示意图；

图5示出了根据本发明的实施例的在采用帧间编码模式时的编解码过程示意图；

图6示出了根据本发明的实施例的视频数据编码系统的框图；以及

图7示出了根据本发明的实施例的视频数据解码系统的框图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。

图1示出了根据本发明的实施例的视频数据编码方法的流程图。

如图1所示，根据本发明的实施例的视频数据编码方法可以包括以下步骤：步骤102，对多个颜色通道组成的输入编码帧进行颜色通道能量再分配的正变换处理以得到输出数据；步骤104，将所述输出数据的动态范围映射成与所述输入编码帧的数据动态范围相同；步骤106，将经过动态范围调整后的所述输出数据输入到编码器进行编码，得到编码码流。颜色通道能量再分配的正变换能够在保持视频颜色信息的同时进行有利于视频压缩的视频信号能量再分配，去除不同颜色通道之间的相关性，提高编码效率。

在上述技术方案中，优选地，还可以包括：第一标志位被插入到整个视频数据的编码码流中，以确定所述颜色通道能量再分配的正变换是否作用于整个被编码的视频数据。

在上述技术方案中，优选地，所述正变换为线性正变换，具有以下形式： $\left[\begin{array}{c}{O}_1\\ O_2\\ .\\ .\\ .\\ O_N\end{array}\right]={\mathrm{FM}}_{N\×N}\left[\begin{array}{c}{C}_1\\ C_2\\ .\\ .\\ .\\ C_N\end{array}\right],$ 其中，C_N为第N个颜色通道，N个所述颜色通道组成所述输入编码帧，Q_N为经过所述线性正变换后的第N个颜色通道，N个经过所述非线性变换后的颜色通道作为所述输出数据，FM_N×N为正变换矩阵；将所述正变换矩阵对应的反变换矩阵量化取整后作为反变换信息。

在上述技术方案中，优选地，所述正变换为非线性正变换，具有以下形式：Q_i＝f_i(C₁，C₂，...C_N)i＝1，...，N，其中，C_N为第N个颜色通道，N个所述颜色通道组成所述输入编码帧，Q_i为经过所述非线性变换后的第i个颜色通道，N个经过所述非线性变换后的颜色通道作为所述输出数据，f_i为非线性正变换函数；将与所述非线性正变换函数对应的非线性反变换函数系数量化取整后作为反变换信息。

在上述技术方案中，优选地，在所述输入编码帧采用帧内编码模式时，还可以包括：在所述编码码流中写入与所述正变换对应的反变换信息，具体可以包括：当所述输入编码帧为在视频数据的编码顺序中的第一帧时，在所述输入编码帧的编码码流中写入包含完整的反变换系数的反变换信息；当所述输入编码帧为在视频数据的编码顺序中的第一帧之后的任意一帧时，将第二标志位写入所述输入编码帧的编码码流中，以确定所述输入编码帧的反变换信息是否需要更新，其中，在确定所述反变换信息需要更新的情况下，所述输入编码帧的反变换信息与前一输入编码帧的反变换信息的差值，被写入所述输入编码帧的编码码流中，所述前一输入编码帧为按照所述编码顺序在所述输入编码帧之前的输入编码帧，在确定所述反变换信息不需要更新的情况下，无需在所述输入编码帧的编码码流中写入所述反变换信息。

在上述技术方案中，优选地，在所述输入编码帧采用帧间编码模式时，将按照编码顺序位于所述输入编码帧之前的采用帧内编码模式的输入编码帧的正变换信息，作为用于所述输入编码帧的正变换信息。

图2示出了根据本发明的实施例的视频数据解码方法的流程。

如图2所示，根据本发明的实施例的视频数据解码方法可以包括以下步骤：步骤202，对接收到的解码帧进行解码，得到解码数据；步骤204，获取用于所述解码数据的颜色通道能量再分配的反变换信息，根据所述反变换信息对所述解码数据进行反变换处理；步骤206，将反变换处理输出的数据进行数据的动态范围调整，以与所述解码帧对应的输入编码帧的数据动态范围一致，得到重构的所述输入编码帧。

在上述技术方案中，优选地，还可以包括：在对接收到的第一个所述解码帧进行解码后还得到第一标志位，根据所述第一标志位判断所述颜色通道能量再分配的反变换是否作用于整个视频数据的解码数据。

在上述技术方案中，优选地，所述反变换为线性反变换，具有以下形式： $\left[\begin{array}{c}{{\hat{C}}^{\′}}_1\\ {{\hat{C}}^{\′}}_2\\ .\\ .\\ .\\ {{\hat{C}}^{\′}}_N\end{array}\right]={\mathrm{IM}}_{N\×N}\left[\begin{array}{c}{\hat{O}}_1\\ {\hat{O}}_2\\ .\\ .\\ .\\ {\hat{O}}_N\end{array}\right],$ 其中，

为经过所述线性反变换后的第N个颜色通道，

为第N个颜色通道的解码数据，IM_N×N为反变换矩阵，经反量化后作为所述反变换信息。

在上述技术方案中，优选地，所述反变换为非线性反变换，具有以下形式：i＝1，…，N其中，为经过所述非线性反变换后的第i个颜色通道，

为第N个颜色通道的解码数据，g_i为非线性反变换函数，将所述非线性反变换函数的系数经反量化后作为所述反变换信息。

在上述技术方案中，优选地，在所述解码帧采用帧内编码模式时，还可以包括：为每帧所述解码帧解码出不同的所述反变换信息，具体可以包括：当所述解码帧为解码顺序中的第一帧时，从所述解码帧对应的码流中解出包含完整的反变换系数的反变换信息；当所述解码帧为按照解码顺序位于第一帧之后的任意一帧解码帧时，从所述解码帧对应的码流中解出第二标志位，以确定所述解码帧的反变换信息是否需要更新，其中，在确定需要更新所述反变换信息的情况下，从所述码流中解出包含残差值的反变换信息，将所述残差值与按照所述解码顺序在所述解码帧之前的解码帧对应的反变换信息相加，得到所述解码帧的完整反变换信息，在确定不需要更新所述反变换信息的情况下，所述解码帧采用前一解码帧的反变换信息，所述前一解码帧为按照所述解码顺序在所述解码帧之前的解码帧。

在上述技术方案中，优选地，在所述解码帧采用帧间编码模式时，将按照解码顺序位于所述解码帧之前的采用帧内编码模式的解码帧的反变换信息，作为用于所述解码帧的反变换信息。

通过上述各技术方案，利用颜色通道能量再分配变换对视频数据进行变化处理，可以移除各颜色通道之间的相关性，再分配各颜色通道的能量，有效提升视频数据的编码效率，提供了灵活的编码策略，视频编码器和解码器无需专门设计，适应性强，能够整合到主流的视频编码系统中。

接下来结合图4详细说明在采用帧内编码模式时视频数据的编解码过程。

对于第i个输入编码帧，假设原始输入信号的颜色通道有三种(应该理解可以有更多种颜色)，分别为R_i、G_i和B_i，分别表示红色、绿色和蓝色通道。颜色通道能量再分配正变换在图4中被标识为FM_3×3，而与之对应的颜色通道能量再分配反变换被标识为IM_3×3。对于帧中的每个像素点，其在第i帧输入编码帧中的相应的图像坐标为{x，y}，0≤x≤W-1，0≤y≤H-1，其中，H和W分别表示输入编码帧的高和宽。此像素点的颜色值被表示为{R_i(x，y)，G_i(x，y)，B_i(x，y)}。相应的颜色通道能量再分配变换CCER正变换表示如下：

$\left[\begin{array}{c}{O}_i^1(x,y)\\ O_i^2(x,y)\\ O_i^3(x,y)\end{array}\right]={\mathrm{FM}}_{3\×3}\left[\begin{array}{c}{R}_i(x,y)\\ G_i(x,y)\\ B_i(x,y)\end{array}\right]---(1-1)$

从上式可以知道，像素点的颜色值经过颜色通道能量再分配正变换处理之后，得到

而正变换矩阵FM_3×3则由编解码之间的约定而确定。由于经过正变换后的数据动态范围发生变化，因此，需要进行数据动态范围的调整。

以输入数据(即上述第i个输入编码帧)的动态范围为0到255为例，需要将变换后的数据的动态范围按如下规则映射到0到255：

$O_i^{k\&prime;}(x,y)=\left\{\begin{array}{c}0,\mathrm{if}{O}_i^k(x,y)<0\\ O_i^k(x,y),\mathrm{if}0\&le;O_i^k(x,y)\&le;255,k=\mathrm{1,2,3}\\ 255,\mathrm{if}{O}_i^k(x,y)>255\end{array}\right.---(1-2)$

动态范围映射的输出数据为

被直接输入至帧内编码模块进行帧内预测、空域到频域的变换(例如AVC/H.264中的近似DCT变换或者Motion JPEG2000中的小波变换)、量化和熵编码，输出最终的编码码流。为了解码器设计的需要，对应各个颜色通道的CCER反变换的反变换矩阵IM_3×3需要被量化取整并被存储在编码器输出的编码码流中。现有的大多数视频编码标准都支持在编码码流中添加附加信息。

对于帧内编码而言，CCER反变换的反变换矩阵可以逐帧更新，也就是说每帧的正变换矩阵可以是不同的，编码器要为每帧图像对应的编码码流中写入相应的CCER反变换矩阵。考虑到相邻帧的变换矩阵可能具有一定的相关性，编码时相邻帧的变换矩阵的预测可以被用以降低变换矩阵的冗余度。从而，按照编码顺序只有第一个编码帧(帧内编码帧)的码流中包含着完整的CCER反变换矩阵系数，随后的帧内编码帧的码流中只包含CCER反变换矩阵系数的残差值。该残差值是相邻帧内编码帧对应的反变换矩阵系数之间的差值。当然，一个标志位(第一标志位)可以被插入到编码码流中用以标志颜色通道能量再分配变换CCER的正变换是否作用于整个被编码的视频。CCER反变换矩阵是否被更新将由视频编码码流中的标志位(第二标志位)标明。这个第二标志位是由编码器写入到每个采用帧内编码模式的输入编码帧(按照编码顺序的第一输入编码帧除外)的码流中，表明该帧的码流中是否包含CCER反变换矩阵系数。

解码过程是编码过程的反转。接收到的编码码流(解码帧)经过熵解码、反量化、反变换和帧内预测得到的重构图像表示如下：

$\left\{\begin{array}{ccc}{\hat{O}}_i^1(x,y),& {\hat{O}}_i^2(x,y),& {\hat{O}}_i^3(x,y)\end{array}\right\},$ 0≤x≤W-1，0≤y≤H-1。

CCER反变换矩阵的系数通过解码编码码流中每个帧的附加信息得到。CCER反变换矩阵是否被更新将由视频编码码流中的第二标志位标明，标志该帧的码流中是否包含新的CCER反变换矩阵系数。还根据第一标志位确定颜色通道能量再分配变换是否作用在整个视频编码码流中，其中，颜色通道能量再分配变换CCER的反变换表示如下：

$\left[\begin{array}{c}{{\hat{R}}_i}^{\&prime;}(x,y)\\ {{\hat{G}}_i}^{\&prime;}(x,y)\\ {{\hat{B}}_i}^{\&prime;}(x,y)\end{array}\right]={\mathrm{IM}}_{3\&times;3}\left[\begin{array}{c}{\hat{O}}_i^1(x,y)\\ {\hat{O}}_i^2(x,y)\\ {\hat{O}}_i^3(x,y)\end{array}\right]---(1-3)$

IM_3x3为解码编码码流得到的反变换矩阵，根据上式将解码出的重构图像 $\left\{\begin{array}{ccc}{\hat{O}}_i^1(x,y),& {\hat{O}}_i^2(x,y),& {\hat{O}}_i^3(x,y)\end{array}\right\}$ 进行颜色通道能量再分配的反变换处理。

同样，反变换后的数据动态范围也发生了变化，因此需要进行数据动态范围的调整，与编码端的数据动态范围映射类似，解码端的数据动态范围的映射下式所示，其中将红色通道、绿色通道和蓝色通道符号A分别替换成R、G和B。

${\hat{A}}_i(x,y)=\left\{\begin{array}{c}0,\mathrm{if}{{\hat{A}}_i}^{\&prime;}(x,y)<0\\ {{\hat{A}}_i}^{\&prime;}(x,y),\mathrm{if}0\&le;{{\hat{A}}_i}^{\&prime;}(x,y)\&le;255,k=\mathrm{1,2,3}\\ 255,\mathrm{if}{{\hat{A}}_k}^{\&prime;}(x,y)>255\end{array}\right.---(1-4)$

当进行完上述解码步骤后，最终得到重构的每个通道的解码图像

上述实施例中颜色通道能量再分配变换为线性变换，颜色通道能量再分配变换还可以为非线性变换，其中，在编码时，非线性正变换如下式所示：

O_i＝f_i(C₁，C₂，…，C_N)，i＝1，…，N     (1-5)

f_i为非线性正变换函数，该非线性正变换函数同样由编解码器之间的约定而确定，通过非线性变换后的数据同样需进行数据动态范围的调整，在采用帧内编码模式时，也为每帧的编码码流写入非线性变换函数的反变换系数。

在解码时，采用帧间预测技术(从当前解码帧的码流中解出包含残差值的反变换信息，将该残差值与按照解码顺序在该当前解码帧之前的解码帧对应的反变换信息相加，得到当前解码帧的完整反变换信息)可以确定每帧所需的反变换系数，非线性反变换如下式所示：

${{\hat{C}}^{\&prime;}}_i=g_i({\hat{O}}_1,{\hat{O}}_2,...,{\hat{O}}_N),$ i＝1，…，N    (1-6)

g_i为非线性反变换函数，由编码器和解码器之间的约定为确定。经过反变换后的数据动态范围同样需要进行调整，与在线性变换时的处理过程类似，在此不再赘述，调整之后同样得到的每个通道的解码图像

在此，应该理解上述实施例中还可以更多种颜色作为示例，不仅限于三种基础色。

上面详细描述了在采用帧内编码模式时的编解码过程，下面结合图5说明在采用帧间编码模式时的编解码过程。

帧内编码模式与帧间编码模式之间的区别在于：在编码时，当前编码帧采用帧间编码模式时所用的CCER正变换系数，是与按照编码顺序在该当前编码帧之前的采用帧内编码模式的编码帧，所采用的CCER正变换系数相同。在解码时，当前解码帧采用帧间编码模式时所用的CCER反变换系数，是与按照解码顺序在该当前解码帧之前并离该当前解码帧最近的采用帧内编码模式的解码帧，所采用的CCER反变换系数相同。也就是说，在采用帧间编码模式时，不是每个编码帧的CCER正变换系数都更新，不是每个解码帧的反变换系数都更新。

如图5所示，在采用帧间编码模式时，与在采用帧内编码模式时编码过程类似，首先将输入编码帧(假设输入信号由三种颜色通道组成：R_i、G_i和B_i)进行颜色通道能量再分配正变换，正变换公式可以如式(1-1)或(1-5)，得到输出数据 $\left\{\begin{array}{ccc}{O}_i^1,& O_i^2,& O_i^3\end{array}\right\},$ 该正变换系数为按照编码顺序在该输入编码帧之前的采用帧内编码模式的输入编码帧所用的正变换系数，然后将输出数据进行动态范围的调整，调整规则可以如式(1-2)所示(假设输入编码帧的动态范围为0～255)。将调整后的数据输入编码器进行帧间预测、量化和熵编码等处理后得到编码码流，在编码码流中无需写入对应的反变换系数。将解码帧(即编码码流)输入解码器进行帧间预测、反量化和熵解码等处理后得到重构的解码帧图像，将该解码帧 $\left\{\begin{array}{ccc}{\hat{O}}_i^1,& {\hat{O}}_i^2,& {\hat{O}}_i^3\end{array}\right\}$ 进行颜色通道能量再分配的反变换，反变换公式可以如式(1-3)或(1-6)，当前解码帧采用帧间编码模式时所用的CCER反变换系数，是与按照解码顺序在当前解码帧之前并离当前解码帧最近的采用帧内编码模式的解码帧，所采用的CCER反变换系数相同。经过反变换后的输出数据也同样进行数据动态范围的调整，调整规则如式(1-4)所示，最终得到重构的解码帧图像

接下来结合图6说明根据本发明的视频数据编码系统，图6示出了根据本发明的实施例的视频数据编码系统的框图。

如图6所示，根据本发明的实施例的视频数据编码系统600可以包括：正变换单元602，对多个颜色通道组成的输入编码帧进行颜色通道能量再分配的正变换处理以得到输出数据，将所述输出数据传送至第一调整单元604；所述第一调整单元604，将所述输出数据的动态范围映射成与所述输入编码帧的数据动态范围相同，将调整结果传送至编码器606；所述编码器606，将所述输出数据的调节结果进行编码，得到编码码流。颜色通道能量再分配的正变换能够在保持视频颜色信息的同时进行有利于视频压缩的视频信号能量再分配，去除不同颜色通道之间的相关性，提高编码效率。

在上述技术方案中，优选地，所述正变换单元602对所述输入编码帧进行的正变换为线性变换，具有以下形式： $\left[\begin{array}{c}{O}_1\\ O_2\\ .\\ .\\ .\\ O_N\end{array}\right]={\mathrm{FM}}_{N\&times;N}\left[\begin{array}{c}{C}_1\\ C_2\\ .\\ .\\ .\\ C_N\end{array}\right],$ 其中，C_N为第N个颜色通道，N个所述颜色通道组成所述输入编码帧，Q_N为经过所述线性正变换后的第N个颜色通道，N个经过所述非线性变换后的颜色通道作为所述输出数据，FM_N×N为正变换矩阵，将所述正变换矩阵对应的反变换矩阵量化取整后作为反变换信息；或者所述正变换单元对所述输入编码帧进行的正变换为非线性变换，具有以下形式：Q_i＝f_i(C₁，C₂，...C_N)i＝1，...，N，其中，C_N为第N个颜色通道，N个所述颜色通道组成所述输入编码帧，Q_i为经过所述非线性变换后的第i个颜色通道，N个经过所述非线性变换后的颜色通道作为所述输出数据，f_i为非线性正变换函数，将与所述非线性正变换函数对应的非线性反变换函数系数量化取整后作为反变换信息。

在上述技术方案中，优选地，所述编码器606还可以包括：添加模块6062，在所述输入编码帧的编码模式为帧内编码模式的情况下，当所述输入编码帧为在视频数据的编码顺序中的第一帧时，在所述输入编码帧的编码码流中写入包含完整的反变换系数的反变换信息；当所述输入编码帧为在视频数据的编码顺序中的第一帧之后的任意一帧时，将第二标志位写入所述输入编码帧的编码码流中，以确定所述输入编码帧的反变换信息是否需要更新，其中，在确定所述反变换信息需要更新的情况下，所述输入编码帧的反变换信息与前一输入编码帧的反变换信息的差值，被写入所述输入编码帧的编码码流中，所述前一输入编码帧为按照所述编码顺序在所述输入编码帧之前的输入编码帧，在确定所述反变换信息不需要更新的情况下，无需在所述输入编码帧的编码码流中写入所述反变换信息。

在上述技术方案中，优选地，所述正变换单元602在所述输入编码帧采用帧间编码模式时，将按照编码顺序位于所述输入编码帧之前的采用帧内编码模式的输入编码帧的正变换信息，作为用于所述输入编码帧的正变换信息。

在说明了根据本发明的视频数据编码系统之后，结合图7说明根据本发明的视频数据解码系统，图7示出了根据本发明的实施例的视频数据解码系统的框图。

如图7所示，根据本发明的实施例的视频数据解码系统700可以包括：解码器702，对接收到的解码帧进行解码，得到解码数据并传送至反变换单元704；所述反变换单元704，获取用于所述解码数据的颜色通道能量再分配的反变换信息，根据所述反变换信息对所述解码数据进行反变换处理并将处理结果传送至第二调整单元706；所述第二调整单元706，将所述处理结果进行数据的动态范围调整，以与所述解码帧对应的输入编码帧的数据动态范围一致，得到重构的所述输入编码帧。

在上述技术方案中，优选地，所述反变换单元704对所述解码数据进行的正变换为线性变换，具有以下形式： $\left[\begin{array}{c}{{\hat{C}}^{\&prime;}}_1\\ {{\hat{C}}^{\&prime;}}_2\\ .\\ .\\ .\\ {{\hat{C}}^{\&prime;}}_N\end{array}\right]={\mathrm{IM}}_{N\&times;N}\left[\begin{array}{c}{\hat{O}}_1\\ {\hat{O}}_2\\ .\\ .\\ .\\ {\hat{O}}_N\end{array}\right],$ 其中，

为经过所述线性反变换后的第N个颜色通道，

为第N个颜色通道的解码数据，IM_N×N为反变换矩阵，经反量化后作为所述反变换信息；或者所述反变换单元对所述解码数据进行的正变换为非线性变换，具有以下形式：

i＝1，…，N其中，

为经过所述非线性反变换后的第i个颜色通道，为第N个颜色通道的解码数据，g_i为非线性反变换函数，将所述非线性反变换函数的系数经反量化后作为所述反变换信息。

在上述技术方案中，优选地，所述解码器702在所述解码帧采用帧内编码模式时，当所述解码帧为解码顺序的第一帧时，从所述解码帧对应的码流中解出包含完整的反变换系数的反变换信息；当所述解码帧为按照解码顺序位于第一帧之后的任意一帧解码帧(除解码顺序中的第一帧之外的其他任意解码帧)时，从所述解码帧对应的码流中解出第二标志位，以确定所述解码帧的反变换信息是否需要更新，其中，在确定需要更新所述反变换信息的情况下，从所述码流中解出包含残差值的反变换信息，将所述残差值与按照所述解码顺序在所述解码帧之前的解码帧对应的反变换信息相加，得到所述解码帧的完整反变换信息，在确定不需要更新所述反变换信息的情况下，所述解码帧采用前一解码帧的反变换信息，所述前一解码帧为按照所述解码顺序在所述解码帧之前的解码帧。

在上述技术方案中，优选地，所述反变换单元704在所述解码帧采用帧间编码模式时，将按照编码顺序位于所述解码帧之前的采用帧内编码模式的解码帧的反变换信息，作为用于所述解码帧的反变换信息。

通过上述各技术方案，利用颜色通道能量再分配变换对视频数据进行变化处理，可以移除各颜色通道之间的相关性，再分配各颜色通道的能量，有效提升视频数据的编码效率，提供了灵活的编码策略，视频编码器和解码器无需专门设计，适应性强，能够整合到主流的视频编码系统中。

下面结合图3说明根据本发明的又一实施例的视频高保真编解码系统的示意图。

如图3所示，不失一般性，假设输入的视频信号由三个颜色通道组成，分别为C1、C2和C3。将视频信号输入到正变换单元302进行颜色通道能量再分配正变换(CCER正变换)的处理，能够同时去除C1、C2和C3之间的相关性以及再次分配C1、C2和C3之间的总能量。正变换后的各个颜色通道分别为Q1、Q2和Q3。变换后的数据Q1、Q2和Q3的动态范围可能会超出C1、C2和C3的动态范围，所以在Q1、Q2和Q3被输入的编码器306之前需要将Q1、Q2和Q3的数据动态范围映射到与C1、C2和C3相同的数据动态范围。图3中的第一调整单元304用于调整Q1、Q2和Q3的数据动态范围。将经过调整的数据输入编码器306进行编码，该编码器306为支持输入视频信号的动态范围的编码器。

在解码时，解码器308的输出数据为

和

将输出数据传输至反变换单元310，对于各个颜色通道的反变换操作-CCER反变换，被分别应用于和同样，CCER反变换也会改变数据的动态范围，所以需将反变换后的数据输入到第二调整单元312，即数据动态范围的调整操作被应用于CCER反变换的输出数据，得到最终的与编码端的原始输入数据有相同动态范围的重构解码数据

和

图3中的编码器306和解码器308无需专门设计，任何支持RGB4:4:4格式的编解码器，例如AVC/H.264和Motion JPEG，都适用于此视频高保真编解码系统。

根据本发明视频编解码技术，能够有效提升具有特定视频格式(例如YCbCr4:4:4和RGB4:4:4)的高保真视频编码效率。不同于现有的视频编解码技术，例如MPEG-2、AVC/H.264和Motion-JPEG2000，本发明提出的高保真视频编解码技术能够有效的去除各个颜色通道之间的冗余，再分配各个颜色通道的总能量，使得视频属性更利于现有的基于块的视频编码系统编码，这种颜色能量再分配变换能够在保持视频颜色信息的同时进行有利于视频压缩的视频信号能量再分配。在视频编码时由于视频信号能量已被有效的再分配，从而提升编码效率。此技术至少有两个显著优点：1)提供了灵活的编码策略，能够整合到主流的视频编码系统中，例如AVC/H.264或Motion-JPEG2000。2)大幅提升高保真视频编码的编码效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种视频数据编码方法，其特征在于，包括以下步骤：

对多个颜色通道组成的输入编码帧进行颜色通道能量再分配的正变换处理以得到输出数据；

将所述输出数据的动态范围映射成与所述输入编码帧的数据动态范围相同；

将经过动态范围调整后的所述输出数据输入到编码器进行编码，得到编码码流。

2.根据权利要求1所述的视频数据编码方法，其特征在于，还包括：

第一标志位被插入到整个视频数据的编码码流中，以确定所述颜色通道能量再分配的正变换是否作用于整个被编码的视频数据。

3.根据权利要求1所述的视频数据编码方法，其特征在于，所述正变换为线性正变换，具有以下形式：

$\left[\begin{array}{c}{O}_1\\ O_2\\ .\\ .\\ .\\ O_N\end{array}\right]={\mathrm{FM}}_{N\&times;N}\left[\begin{array}{c}{C}_1\\ C_2\\ .\\ .\\ .\\ C_N\end{array}\right]$

其中，C_N为第N个颜色通道，N个所述颜色通道组成所述输入编码帧，Q_N为经过所述线性正变换后的第N个颜色通道，N个经过所述非线性变换后的颜色通道作为所述输出数据，FM_N×N为正变换矩阵；

将所述正变换矩阵对应的反变换矩阵量化取整后作为反变换信息。

4.根据权利要求1所述的视频数据编码方法，其特征在于，所述正变换为非线性正变换，具有以下形式：

Q_i＝f_i(C₁，C₂，...C_N)  i＝1，...，N

其中，C_N为第N个颜色通道，N个所述颜色通道组成所述输入编码帧，Q_i为经过所述非线性变换后的第i个颜色通道，N个经过所述非线性变换后的颜色通道作为所述输出数据，f_i为非线性正变换函数；

将与所述非线性正变换函数对应的非线性反变换函数系数量化取整后作为反变换信息。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的视频数据编码方法，其特征在于，在所述输入编码帧采用帧内编码模式时，还包括：

在所述编码码流中写入与所述正变换对应的反变换信息，具体包括：当所述输入编码帧为在视频数据的编码顺序中的第一帧时，在所述输入编码帧的编码码流中写入包含完整的反变换系数的反变换信息；

当所述输入编码帧为在视频数据的编码顺序中的第一帧之后的任意一帧时，将第二标志位写入所述输入编码帧的编码码流中，以确定所述输入编码帧的反变换信息是否需要更新，其中，在确定所述反变换信息需要更新的情况下，所述输入编码帧的反变换信息与前一输入编码帧的反变换信息的差值，被写入所述输入编码帧的编码码流中，所述前一输入编码帧为按照所述编码顺序在所述输入编码帧之前的输入编码帧，在确定所述反变换信息不需要更新的情况下，无需在所述输入编码帧的编码码流中写入所述反变换信息。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的视频数据编码方法，其特征在于，在所述输入编码帧采用帧间编码模式时，将按照编码顺序位于所述输入编码帧之前的采用帧内编码模式的输入编码帧的正变换信息，作为用于所述输入编码帧的正变换信息。

7.一种视频数据解码方法，其特征在于，包括以下步骤：

对接收到的解码帧进行解码，得到解码数据；

获取用于所述解码数据的颜色通道能量再分配的反变换信息，根据所述反变换信息对所述解码数据进行反变换处理；

将反变换处理输出的数据进行数据的动态范围调整，以与所述解码帧对应的输入编码帧的数据动态范围一致，得到重构的所述输入编码帧。

8.根据权利要求7所述的视频数据解码方法，其特征在于，还包括：

在对接收到的第一个所述解码帧进行解码后还得到第一标志位，根据所述第一标志位判断所述颜色通道能量再分配的反变换是否作用于整个视频数据的解码数据。

9.根据权利要求7所述的视频数据解码方法，其特征在于，所述反变换为线性反变换，具有以下形式：

$\left[\begin{array}{c}{{\hat{C}}^{\&prime;}}_1\\ {{\hat{C}}^{\&prime;}}_2\\ .\\ .\\ .\\ {{\hat{C}}^{\&prime;}}_N\end{array}\right]={\mathrm{IM}}_{N\&times;N}\left[\begin{array}{c}{\hat{O}}_1\\ {\hat{O}}_2\\ .\\ .\\ .\\ {\hat{O}}_N\end{array}\right]$

其中，

为经过所述线性反变换后的第N个颜色通道，

为第N个颜色通道的解码数据，IM_N×N为反变换矩阵，经反量化后作为所述反变换信息。

10.根据权利要求7所述的视频数据解码方法，其特征在于，所述反变换为非线性反变换，具有以下形式：

${{\hat{C}}^{\&prime;}}_i=g_i({\hat{O}}_1,{\hat{O}}_2,...,{\hat{O}}_N),$ i＝1，…，N

其中，

为经过所述非线性反变换后的第i个颜色通道，为第N个颜色通道的解码数据，g_i为非线性反变换函数，将所述非线性反变换函数的系数经反量化后作为所述反变换信息。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的视频数据解码方法，其特征在于，在所述解码帧采用帧内编码模式时，还包括：

为每帧所述解码帧解码出不同的所述反变换信息，具体包括：当所述解码帧为解码顺序中的第一帧时，从所述解码帧对应的码流中解出包含完整的反变换系数的反变换信息；

当所述解码帧为按照解码顺序位于第一帧之后的任意一帧解码帧时，从所述解码帧对应的码流中解出第二标志位，以确定所述解码帧的反变换信息是否需要更新，其中，在确定需要更新所述反变换信息的情况下，从所述码流中解出包含残差值的反变换信息，将所述残差值与按照所述解码顺序在所述解码帧之前的解码帧对应的反变换信息相加，得到所述解码帧的完整反变换信息，在确定不需要更新所述反变换信息的情况下，所述解码帧采用前一解码帧的反变换信息，所述前一解码帧为按照所述解码顺序在所述解码帧之前的解码帧。

12.根据权利要求7至10中任一项所述的视频数据解码方法，其特征在于，在所述解码帧采用帧间编码模式时，将按照解码顺序位于所述解码帧之前的采用帧内编码模式的解码帧的反变换信息，作为用于所述解码帧的反变换信息。

13.一种视频数据编码系统，其特征在于，包括：

正变换单元，对多个颜色通道组成的输入编码帧进行颜色通道能量再分配的正变换处理以得到输出数据，将所述输出数据传送至第一调整单元；

所述第一调整单元，将所述输出数据的动态范围映射成与所述输入编码帧的数据动态范围相同，将调整结果传送至编码器；

所述编码器，将所述输出数据的调节结果进行编码，得到编码码流。

14.根据权利要求13所述的视频数据编码系统，其特征在于，所述正变换单元对所述输入编码帧进行的正变换为线性变换，具有以下形式：

$\left[\begin{array}{c}{O}_1\\ O_2\\ .\\ .\\ .\\ O_N\end{array}\right]={\mathrm{FM}}_{N\&times;N}\left[\begin{array}{c}{C}_1\\ C_2\\ .\\ .\\ .\\ C_N\end{array}\right]$

其中，C_N为第N个颜色通道，N个所述颜色通道组成所述输入编码帧，Q_N为经过所述线性正变换后的第N个颜色通道，N个经过所述非线性变换后的颜色通道作为所述输出数据，FM_N×N为正变换矩阵，将所述正变换矩阵对应的反变换矩阵量化取整后作为反变换信息；或者

所述正变换单元对所述输入编码帧进行的正变换为非线性变换，具有以下形式：

Q_i＝f_i(C₁，C₂，...C_N)  i＝1，...，N

其中，C_N为第N个颜色通道，N个所述颜色通道组成所述输入编码帧，Q_i为经过所述非线性变换后的第i个颜色通道，N个经过所述非线性变换后的颜色通道作为所述输出数据，f_i为非线性正变换函数，将与所述非线性正变换函数对应的非线性反变换函数系数量化取整后作为反变换信息。

15.根据权利要求13或14所述的视频数据编码系统，其特征在于，所述编码器还包括：

添加模块，在所述输入编码帧的编码模式为帧内编码模式的情况下，当所述输入编码帧为在视频数据的编码顺序中的第一帧时，在所述输入编码帧的编码码流中写入包含完整的反变换系数的反变换信息；

当所述输入编码帧为在视频数据的编码顺序中的第一帧之后的任意一帧时，将第二标志位写入所述输入编码帧的编码码流中，以确定所述输入编码帧的反变换信息是否需要更新，其中，在确定所述反变换信息需要更新的情况下，所述输入编码帧的反变换信息与前一输入编码帧的反变换信息的差值，被写入所述输入编码帧的编码码流中，所述前一输入编码帧为按照所述编码顺序在所述输入编码帧之前的输入编码帧，在确定所述反变换信息不需要更新的情况下，无需在所述输入编码帧的编码码流中写入所述反变换信息。

16.根据权利要求13或14述的视频数据编码系统，其特征在于，所述正变换单元在所述输入编码帧采用帧间编码模式时，将按照编码顺序位于所述输入编码帧之前的采用帧内编码模式的输入编码帧的正变换信息，作为用于所述输入编码帧的正变换信息。

17.一种视频数据解码系统，其特征在于，包括：

解码器，对接收到的解码帧进行解码，得到解码数据并传送至反变换单元；

所述反变换单元，获取用于所述解码数据的颜色通道能量再分配的反变换信息，根据所述反变换信息对所述解码数据进行反变换处理并将处理结果传送至第二调整单元；

所述第二调整单元，将所述处理结果进行数据的动态范围调整，以与所述解码帧对应的输入编码帧的数据动态范围一致，得到重构的所述输入编码帧。

18.根据权利要求17所述的视频数据解码系统，其特征在于，所述反变换单元对所述解码数据进行的正变换为线性变换，具有以下形式：

$\left[\begin{array}{c}{{\hat{C}}^{\&prime;}}_1\\ {{\hat{C}}^{\&prime;}}_2\\ .\\ .\\ .\\ {{\hat{C}}^{\&prime;}}_N\end{array}\right]={\mathrm{IM}}_{N\&times;N}\left[\begin{array}{c}{\hat{O}}_1\\ {\hat{O}}_2\\ .\\ .\\ .\\ {\hat{O}}_N\end{array}\right]$

其中，

为经过所述线性反变换后的第N个颜色通道，

为第N个颜色通道的解码数据，IM_N×N为反变换矩阵，经反量化后作为所述反变换信息；或者

所述反变换单元对所述解码数据进行的正变换为非线性变换，具有以下形式：

${{\hat{C}}^{\&prime;}}_i=g_i({\hat{O}}_1,{\hat{O}}_2,...,{\hat{O}}_N),$ i＝1，…，N

其中，为经过所述非线性反变换后的第i个颜色通道，

为第N个颜色通道的解码数据，g_i为非线性反变换函数，将所述非线性反变换函数的系数经反量化后作为所述反变换信息。

19.根据权利要求17或18所述的视频数据解码系统，其特征在于，所述解码器在所述解码帧采用帧内编码模式时，当所述解码帧为解码顺序的第一帧时，从所述解码帧对应的码流中解出包含完整的反变换系数的反变换信息；

当所述解码帧为按照解码顺序位于所述第一帧之后的任意一帧解码帧时，从所述解码帧对应的码流中解出第二标志位，以确定所述解码帧的反变换信息是否需要更新，其中，在确定需要更新所述反变换信息的情况下，从所述码流中解出包含残差值的反变换信息，将所述残差值与按照所述解码顺序在所述解码帧之前的解码帧对应的反变换信息相加，得到所述解码帧的完整反变换信息，在确定不需要更新所述反变换信息的情况下，所述解码帧采用前一解码帧的反变换信息，所述前一解码帧为按照所述解码顺序在所述解码帧之前的解码帧。

20.根据权利要求17或18所述的视频数据解码系统，其特征在于，所述反变换单元在所述解码帧采用帧间编码模式时，将按照解码顺序位于所述解码帧之前的采用帧内编码模式的解码帧的反变换信息，作为用于所述解码帧的反变换信息。

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