CN105338352B - 一种视频编码中自适应反量化方法及装置 - Google Patents

一种视频编码中自适应反量化方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种视频编码中自适应反量化方法及装置，本发明提供的方法利用变换块的空间邻域信息、时间邻域信息、或者空间邻域信息及时间邻域信息，估计当前变换块所处背景区域的统计特性，自适应地导出反量化的量化调节因子，灵活地调节反量化处理。本发明提供的方法和装置相比于在码流中传输量化调节信息的现有方案，不需要提供额外的比特开销传输量化调节信息，因此进一步提高了编码效率。

Description

一种视频编码中自适应反量化方法及装置
技术领域
本发明涉及数据处理领域，尤其涉及一种视频编码中自适应反量化方法及装置。
背景技术
当前视频编码技术包括多种，例如H.264/AVC、H.265/HEVC、音视频编码标准(Audio Video coding Standard，AVS)等视频编码标准，上述视频编码标准通常都采用混合编码框架，该混合编码框架主要包括以下环节：
预测(prediction)、变换(transform)、量化(quantization)、熵编码(entropycoding)等环节。
预测环节利用已编码区域的重建像素(reconstructed pixel)产生当前编码块对应的原始像素(original pixel)的预测像素(predicted pixel)。预测方式主要包括帧内预测(intra prediction)和帧间预测(inter prediction)两大类。帧内预测使用当前编码块在当前编码图像中空间邻域的重建像素来产生当前编码块的预测像素，例如H.264/AVC中的水平(horizontal)、竖直(vertical)等多方向预测以及基于模版匹配(templatematching)和帧内运动补偿(intra motion compensation)的预测方式。帧间预测使用当前编码块在一个或多个已编码图像中对应的重建像素作为当前编码块的预测像素，例如基于运动补偿(motion compensation)的预测；帧间预测包括单向预测和双向预测这两种形式，其中单向预测使用一个已编码图像中的重建像素产生当前编码块的预测像素，而双向预测使用两个已编码图像中的重建像素产生当前编码块的预测像素。
原始像素和预测像素之间的像素值差异称为残差(residual)。为了提高残差的编码效率，通常先对残差进行变换，将其转化为变换系数(transform coefficient)，常用的变换有离散余弦变换(Discrete Cosine Transform，DCT)、离散正弦变换(Discrete SineTransform，DST)、小波变换等。之后，对变换系数作量化处理，例如利用矢量量化或标量量化。然后，将量化后的变换系数以及编码模式信息(例如编码块大小、预测模式、运动矢量等)通过熵编码处理转换成码流。常用的熵编码方法有算术编码(arithmetic coding)、变长编码(variable length coding,VLC)、定长编码、游程编码(run-length coding)等。
变换系数的量化可以采用标量量化方式。记当前编码块残差的N个变换系数中第i个变换系数为C(i)(1≤i≤N，N与变换块的大小有关，通常为16、64、1024等)，则量化后的变换系数Q(i)为
其中sign{X}表示取X的符号，即有round{X}为取整 (rounding)操作，通常可以是向下取整、四舍五入取整、向上取整中的一种；|X|表示取X的 绝对值或幅度；Qs(i)表示变换系数C(i)对应的量化步长(quantization step)；o1(i)为舍 入偏置(rounding offset)。
视频解码是将码流转换为视频图像的过程，它包括熵解码(entropy decoding)、预测、反量化(dequantization)、反变换(inverse transform)等几个主要环节。首先，将码流通过熵解码处理解析出编码模式信息和量化后的变换系数。然后，一方面由编码模式信息和已经解码的重建像素得出预测像素；另一方面将量化后的变换系数通过反量化得到重建的变换系数，再对重建的变换系数进行反变换，得到重建的残差信息。之后，将重建的残差信息和预测像素相加，得到重建像素，从而恢复出视频图像。
对量化后的变换系数Q(i)进行反量化得到重建的变换系数R(i)，可以描述为：
R(i)＝sign{Q(i)}·round{Q(i)·Qs(i)+o2(i)}………………(公式1)
其中Qs(i)可以为浮点数，o2(i)为舍入偏置。通常，为了避免使用浮点数运算，采用整数加法和移位的方式来近似替代浮点数乘法，例如H.265/HEVC将(公式1)表述的反量化过程近似为：
R(i)＝sign{Q(i)}·(Q(i)·Qs'(i)+(1<<(bdshift-1)))>>bdshift…………(公式2)
其中，bdshift为移位参数，Qs'(i)为整数，Qs'(i)/2bdshift近似于(1)式中的量化步长Qs(i)，此时o2(i)＝0.5，取整方式为向下取整。Qs'(i)由电平尺度(levelScale)l(i)和缩放因子(scaling factor)m(i)共同决定，
Qs'(i)＝m(i)·l(i)………………………………(公式3)
而l(i)为量化参数(Quantization Parameter,QP)的函数，即有
……………………(公式4)
其中，电平尺度表levelScale[k]＝{40,45,51,57,64,72},k＝0,1,...,5；表示对QP(i)除6取整，％为取余操作。
总的说来，反量化与量化步长直接相关，而量化步长则受到QP、缩放因子、电平尺度表的影响。调节量化步长可以由多种方式实现。例如，当缩放因子、电平尺度表固定时，每个级别的量化参数对应一个量化步长，H.264/AVC和H.265/HEVC规定了52个级别的量化参数，因此可以通过改变量化参数来调节量化步长。又例如，可以调节缩放因子来改变量化步长，典型地可以选择多个缩放因子矩阵，也称量化矩阵，中的一个来确定缩放因子。尽管上述两个例子改变的数据不同，但本质均为调节量化步长。
对于有损编码，重建像素与原始像素可能是不相同的，两者之间的数值差异称为失真(distortion)。由于多种视觉掩蔽效应的存在，例如亮度掩蔽效应和对比度掩蔽效应，人眼观察到失真的强度和失真所在背景的特性有密切的联系。也就是说，人眼的失真敏感度与失真所在位置的背景亮度和背景对比度有关，通常来说失真敏感度和背景亮度呈现U形曲线关系，而与背景的方差或标准差呈单调递减关系。在视频编码中，结合上述视觉特性，对视觉上失真不敏感的区域(即失真敏感度较小的区域)增大量化步长，对敏感区域减小量化步长，相较于使用统一的量化步长，可以使编码失真分配更符合人眼视觉感知，从而在相同码率下提升主观质量，即提高了编码效率。
现有技术中提供的调整量化步长的方法为：
在编码端分析视频序列，决定各个编码块的变换系数对应的量化参数(QP)，并将量化参数或该量化参数相对于条带级量化参数(slice QP)的偏移量(delta QP)写入码流；解码端对各编码块根据解析到的量化参数进行相应的量化步长调节。
上述现有技术方案通过编码端决策量化参数并在码流中传输量化参数信息使解码端获知各编码块的量化步长调节数值，从而实现自适应量化步长调节。但是量化参数对应的边信息(side information)一定程度上限制了编码效率的提升。
发明内容
本发明提供一种视频编码中自适应反量化方法及装置，本发明所提供的方法和装置解决现有技术中量化参数对应的边信息一定程度上限制了编码效率的提升的问题。
第一方面，提供一种视频编码中自适应反量化方法，该方法包括：
确定第一变换系数集在当前解码图像中对应的图像区域；所述第一变换系数集包括N个变换系数，所述变换系数为所述当前解码图像中任一色彩空间分量的变换系数，其中，N为正整数；
获取所述图像区域的解码像素信息，所述解码像素信息包括所述图像区域的空间邻域像素信息；
根据所述解码像素信息计算量化调节因子；
根据所述量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化，得到第二变换系数集。
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述解码像素信息还包括所述图像区域的时间邻域像素信息和/或所述图像区域的像素信息。
结合第一方面，或者第一方面的第一种可能的实现方式中的任意一种，在第二种可能的实现方式中，根据所述解码像素信息，计算量化调节因子包括：
根据像素均值Pavg的第一函数f1(Pavg)计算量化调节因子；其中，所述像素均值Pavg是所述解码像素信息所对应的多个像素的亮度分量求平均得到的均值，或者是所述多个像素的同一个色彩空间分量求平均得到的均值，所述色彩空间分量为所述第一变换系数集对应的色彩空间分量。
结合第一方面，或者第一方面的第一种可能的实现方式中的任意一种，在第三种可能的实现方式中，根据所述解码像素信息，计算量化调节因子包括：
根据像素方差Pvar的第二函数f2(Pvar)计算量化调节因子；其中，所述像素方差Pvar为所述解码像素信息对应的多个像素的亮度分量的方差，或者为所述多个像素的同一个色彩空间分量的方差，所述色彩空间分量为所述第一变换系数集对应的色彩空间分量。
结合第一方面，或者第一方面的第一种可能的实现方式中的任意一种，在第四种可能的实现方式中，根据所述解码像素信息，计算量化调节因子包括：
根据像素方差Pvar和像素均值Pavg的联合函数f1(Pavg)·f2(Pvar)计算量化调节因子；其中，所述像素均值Pavg是对所述解码像素信息中多个像素的亮度分量求平均得到的均值，或者为所述多个像素的同一个色彩空间分量求平均得到的均值；所述像素方差Pvar为所述多个像素的亮度分量的方差，或者为所述多个像素的同一个色彩空间分量的方差，所述色彩空间分量为所述第一变换系数集对应的色彩空间分量。
结合第一方面，或者第一方面的第一种可能的实现方式中的任意一种，在第五种可能的实现方式中，根据所述解码像素信息，计算量化调节因子包括：
根据像素最大值Pmax和像素最小值Pmin的差值的第三函数f3(Pmax-Pmin)计算量化调节因子；其中，所述像素最大值Pmax为所述解码像素信息对应的多个像素的亮度分量的最大值，或者是所述多个像素同一个色彩空间分量的最大值；所述像素最小值为所述多个像素的亮度分量的最小值，或者为所述多个像素同一个空间分量的最小值，所述色彩空间分量为所述第一变换系数集对应的色彩空间分量。
结合第一方面，或者第一方面第一至第五种可能的实现方式中的任意一种，在第六种可能的实现方式中，所述根据所述量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化处理，得到第二变换系数集包括：
根据预设的第一对应关系确定所述量化调节因子对应的目标电平尺度表；其中，所述第一对应关系为量化调节因子与电平尺度表的对应关系；
根据所述目标电平尺度表反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
结合第一方面，或者第一方面第一至第五种可能的实现方式中的任意一种，在第七种可能的实现方式中，所述根据所述量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化处理，得到第二变换系数集包括：
根据预设的第二对应关系确定所述量化调节因子对应的目标量化矩阵；其中，所述第二对应关系为量化调节因子与量化矩阵的对应关系；
根据所述目标量化矩阵反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
结合第一方面，或者第一方面第一至第五种可能的实现方式中的任意一种，在第八种可能的实现方式中，所述根据所述量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化处理，得到第二变换系数集包括：
从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化参数；
根据所述量化调节因子确定目标量化参数偏移量，将所述第一量化参数和所述目标量化参数偏移量相加得到第二量化参数；
根据所述第二量化参数确定电平尺度，利用所述电平尺度反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
结合第一方面，或者第一方面第一至第五种可能的实现方式中的任意一种，在第九种可能的实现方式中，所述根据所述量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化处理，得到第二变换系数集包括：
从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化步长；
利用所述量化调节因子对所述第一量化步长进行缩放，得到第二量化步长，利用所述第二量化步长反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
结合第一方面，或者第一方面第一至第五种可能的实现方式中的任意一种，在第十种可能的实现方式中，所述根据所述量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化处理，得到第二变换系数集包括：
从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化步长；
利用所述第一量化步长对所述第一变换系数集中的系数进行反量化得到第三变换系数集中的系数；
利用所述计算得到的量化调节因子对所述第三变换系数集中的系数进行缩放得到第二变换系数集。
第二方面、提供一种视频编码中自适应反量化方法，该方法包括：
确定第一变换系数集在当前解码图像中对应的图像区域X；所述第一变换系数集包括N个变换系数，所述变换系数为所述当前解码图像中任一色彩空间分量的变换系数，其中，N为正整数；
获取所述图像区域X的时间邻域像素信息；
根据第一均值Pavg和第一方差Pvar计算量化调节因子，其中，所述第一均值Pavg是对所述解码像素信息中多个像素的亮度分量求平均得到的均值，或者为所述多个像素的同一个色彩空间分量求平均得到的均值；所述第一方差Pvar为所述多个像素的亮度分量的方差，或者为所述多个像素的同一个色彩空间分量的方差，所述色彩空间分量为所述第一变换系数集对应的色彩空间分量；
根据所述量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化处理，得到第二变换系数集。
结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，根据第一均值Pavg和第一方差Pvar计算量化调节因子包括：
根据所述第一均值Pavg和所述第一方差Pvar的联合函数f1(Pavg)·f2(Pvar)计算量化调节因子。
结合第二方面，或者第二方面的第一种可能的实现方式中的任意一种，在第二种可能的实现方式中，所述根据所述量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化处理，得到第二变换系数集包括：
根据预设的第一对应关系确定所述量化调节因子对应的目标电平尺度表；其中，所述第一对应关系为量化调节因子与电平尺度表的对应关系；
根据所述目标电平尺度表反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
结合第二方面，或者第二方面的第一种可能的实现方式中的任意一种，在第三种可能的实现方式中，所述根据所述量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化处理，得到第二变换系数集包括：
根据预设的第二对应关系确定所述量化调节因子对应的目标量化矩阵；其中，所述第二对应关系为量化调节因子与量化矩阵的对应关系；
根据所述目标量化矩阵反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
结合第二方面，或者第二方面的第一种可能的实现方式中的任意一种，在第四种可能的实现方式中，所述根据所述量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化处理，得到第二变换系数集包括：
从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化参数；
根据所述量化调节因子确定目标量化参数偏移量，将所述第一量化参数和所述目标量化参数偏移量相加得到第二量化参数；
根据所述第二量化参数确定电平尺度，利用所述电平尺度反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
结合第二方面，或者第二方面的第一种可能的实现方式中的任意一种，在第五种可能的实现方式中，所述根据所述量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化处理，得到第二变换系数集包括：
从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化步长；
利用所述量化调节因子对所述第一量化步长进行缩放，得到第二量化步长，利用所述第二量化步长反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
结合第二方面，或者第二方面的第一种可能的实现方式中的任意一种，在第六种可能的实现方式中，所述根据所述量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化处理，得到第二变换系数集包括：
从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化步长；
利用所述第一量化步长对所述第一变换系数集中的系数进行反量化得到第三变换系数集中的系数；
利用所述计算得到的量化调节因子对所述第三变换系数集中的系数进行缩放得到第二变换系数集。
第三方面，提供一种视频编码中自适应反量化装置，该装置包括：
确定单元，用于确定第一变换系数集在当前解码图像中对应的图像区域；所述第一变换系数集包括N个变换系数，所述变换系数为所述当前解码图像中任一色彩空间分量的变换系数，其中，N为正整数；
获取单元，用于获取所述图像区域的解码像素信息，所述解码像素信息包括所述图像区域的空间邻域像素信息；
计算单元，用于根据所述解码像素信息计算量化调节因子；
反量化单元，用于根据所述量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化，得到第二变换系数集。
结合第三方面，在第一种可能的实现方式中，所述获取单元还用于获取所述解码像素信息中的所述图像区域的时间邻域像素信息和/或所述图像区域的像素信息。
结合第三方面，或者第一方面的第一种可能的实现方式中的任意一种，在第二种可能的实现方式中，所述计算单元具体用于根据像素均值Pavg的第一函数f1(Pavg)计算量化调节因子；其中，所述像素均值Pavg是所述解码像素信息所对应的多个像素的亮度分量求平均得到的均值，或者是所述多个像素的同一个色彩空间分量求平均得到的均值，所述色彩空间分量为所述第一变换系数集对应的色彩空间分量。
结合第三方面，或者第一方面的第一种可能的实现方式中的任意一种，在第三种可能的实现方式中，所述计算单元具体用于根据像素方差Pvar的第二函数f2(Pvar)计算量化调节因子；其中，所述像素方差Pvar为所述解码像素信息对应的多个像素的亮度分量的方差，或者为所述多个像素的同一个色彩空间分量的方差，所述色彩空间分量为所述第一变换系数集对应的色彩空间分量。
结合第三方面，或者第一方面的第一种可能的实现方式中的任意一种，在第四种可能的实现方式中，所述计算单元具体用于根据像素方差Pvar和像素均值Pavg的联合函数f1(Pavg)·f2(Pvar)计算量化调节因子；其中，所述像素均值Pavg是对所述解码像素信息中多个像素的亮度分量求平均得到的均值，或者为所述多个像素的同一个色彩空间分量求平均得到的均值；所述像素方差Pvar为所述多个像素的亮度分量的方差，或者为所述多个像素的同一个色彩空间分量的方差，所述色彩空间分量为所述第一变换系数集对应的色彩空间分量。
结合第三方面，或者第一方面的第一种可能的实现方式中的任意一种，在第五种可能的实现方式中，所述计算单元具体用于根据像素最大值Pmax和像素最小值Pmin的差值的第三函数f3(Pmax-Pmin)计算量化调节因子；其中，所述像素最大值Pmax为所述解码像素信息对应的多个像素的亮度分量的最大值，或者是所述多个像素同一个色彩空间分量的最大值；所述像素最小值为所述多个像素的亮度分量的最小值，或者为所述多个像素同一个空间分量的最小值，所述色彩空间分量为所述第一变换系数集对应的色彩空间分量。
结合第三方面，或者第一方面第一至第五种可能的实现方式中的任意一种，在第六种可能的实现方式中，所述反量化单元具体用于根据预设的第一对应关系确定所述量化调节因子对应的目标电平尺度表；其中，所述第一对应关系为量化调节因子与电平尺度表的对应关系；根据所述目标电平尺度表反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
结合第三方面，或者第一方面第一至第五种可能的实现方式中的任意一种，在第七种可能的实现方式中，所述反量化单元具体用于根据预设的第二对应关系确定所述量化调节因子对应的目标量化矩阵；其中，所述第二对应关系为量化调节因子与量化矩阵的对应关系；根据所述目标量化矩阵反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
结合第三方面，或者第一方面第一至第五种可能的实现方式中的任意一种，在第八种可能的实现方式中，所述反量化单元具体用于从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化参数；根据所述量化调节因子确定目标量化参数偏移量，将所述第一量化参数和所述目标量化参数偏移量相加得到第二量化参数；根据所述第二量化参数确定电平尺度，利用所述电平尺度反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
结合第三方面，或者第一方面第一至第五种可能的实现方式中的任意一种，在第九种可能的实现方式中，所述反量化单元具体用于从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化步长；利用所述量化调节因子对所述第一量化步长进行缩放，得到第二量化步长，利用所述第二量化步长反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
结合第三方面，或者第一方面第一至第五种可能的实现方式中的任意一种，在第十种可能的实现方式中，所述反量化单元具体用于从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化步长；利用所述第一量化步长对所述第一变换系数集中的系数进行反量化得到第三变换系数集中的系数；利用所述计算得到的量化调节因子对所述第三变换系数集中的系数进行缩放得到第二变换系数集。
第四方面，提供一种视频编码中自适应反量化装置，该装置包括：
第一确定单元，用于确定第一变换系数集在当前解码图像中对应的图像区域X；所述第一变换系数集包括N个变换系数，所述变换系数为所述当前解码图像中任一色彩空间分量的变换系数，其中，N为正整数；
第一获取单元，用于获取所述图像区域X的时间邻域像素信息；
第一计算单元，用于根据第一均值Pavg和第一方差Pvar计算量化调节因子，其中，所述第一均值Pavg是对所述解码像素信息中多个像素的亮度分量求平均得到的均值，或者为所述多个像素的同一个色彩空间分量求平均得到的均值；所述第一方差Pvar为所述多个像素的亮度分量的方差，或者为所述多个像素的同一个色彩空间分量的方差，所述色彩空间分量为所述第一变换系数集对应的色彩空间分量；
第一反量化单元，用于根据所述量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化处理，得到第二变换系数集。
结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述第一计算单元具体用于根据所述第一均值Pavg和所述第一方差Pvar的联合函数f1(Pavg)·f2(Pvar)计算量化调节因子。
结合第二方面，或者第二方面的第一种可能的实现方式中的任意一种，在第二种可能的实现方式中，所述第一反量化单元具体用于根据预设的第一对应关系确定所述量化调节因子对应的目标电平尺度表；其中，所述第一对应关系为量化调节因子与电平尺度表的对应关系；根据所述目标电平尺度表反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
结合第二方面，或者第二方面的第一种可能的实现方式中的任意一种，在第三种可能的实现方式中，所述第一反量化单元具体用于根据预设的第二对应关系确定所述量化调节因子对应的目标量化矩阵；其中，所述第二对应关系为量化调节因子与量化矩阵的对应关系；根据所述目标量化矩阵反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
结合第二方面，或者第二方面的第一种可能的实现方式中的任意一种，在第四种可能的实现方式中，所述第一反量化单元具体用于从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化参数；根据所述量化调节因子确定目标量化参数偏移量，将所述第一量化参数和所述目标量化参数偏移量相加得到第二量化参数；根据所述第二量化参数确定电平尺度，利用所述电平尺度反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
结合第二方面，或者第二方面的第一种可能的实现方式中的任意一种，在第五种可能的实现方式中，所述第一反量化单元具体用于从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化步长；利用所述量化调节因子对所述第一量化步长进行缩放，得到第二量化步长，利用所述第二量化步长反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
结合第二方面，或者第二方面的第一种可能的实现方式中的任意一种，在第六种可能的实现方式中，所述第一反量化单元具体用于从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化步长；利用所述第一量化步长对所述第一变换系数集中的系数进行反量化得到第三变换系数集中的系数；利用所述计算得到的量化调节因子对所述第三变换系数集中的系数进行缩放得到第二变换系数集。
上述技术方案中的一个或两个，至少具有如下技术效果：
本发明实施例提供的方案利用变换块的空间邻域信息，估计当前变换块所处背景区域的统计特性，自适应地导出反量化的量化调节因子，灵活地调节反量化处理。本发明实施例提供的方案自适应量化方法使得量化失真强度更符合人眼视觉感知，从而提高了编码效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种视频编码中自适应反量化方法的流程示意图；
图2为本发明实施例中第一种图像区域空间邻域像素的示意图；
图3为本发明实施例中第二种图像区域空间邻域像素的示意图；
图4为本发明实施例提供的另外一种视频编码中自适应反量化方法的流程示意图；
图5为本发明实施例提供的一种视频编码中自适应反量化装置的结构示意图。
具体实施方式
现有技术中，通过编码端决策量化参数并在码流中传输量化参数信息使解码端获知各编码块的量化步长调节数值，从而实现自适应量化步长调节。但是量化参数对应的边信息(side information)一定程度上限制了编码效率的提升。所以针对显示有技术的问题，本发明实施例提供一种视频编码中自适应反量化方法，该方法包括：
确定第一变换系数集在当前解码图像中对应的图像区域；第一变换系数集包括N个变换系数，变换系数为所述当前解码图像中任一色彩空间分量的变换系数，其中，N为正整数；
获取图像区域的解码像素信息，解码像素信息包括所述图像区域的空间邻域像素信息；
根据解码像素信息计算量化调节因子；
根据量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化，得到第二变换系数集。
本发明实施例提供的方案利用变换块的空间邻域信息，估计当前变换块所处背景区域的统计特性，自适应地导出量化调节因子，灵活地调节反量化处理。一方面，本发明的自适应量化方法使得量化失真强度更符合人眼视觉感知，从而提高了编码效率；
另一方面相比于在码流中传输量化调节信息的现有方案，本发明实施例所提供的方案不需要额外的比特开销传输量化调节信息，因此进一步提高了编码效率。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1所示，本发明实施例提供一种视频编码中自适应反量化方法，该方法包括：
步骤101，确定第一变换系数集在当前解码图像中对应的图像区域；第一变换系数集包括N个变换系数，变换系数为所述当前解码图像中任一色彩空间分量的变换系数，其中，N为正整数；
在本发明实施例中，第一变换系数集可以包括N个变换系数A(i),i＝1,2,...,N，N为正整数，例如N＝1、2、4、16、32、50、64、81、128、256、512或1024；变换系数A(i)为所述当前解码图像中任一色彩空间分量的变换系数，例如亮度分量的变换系数、色度分量的变换系数、RGB任一分量(如R分量)的变换系数。
第一变换系数集对应的图像区域为第一变换系数集在当前解码图像中对应的区域，例如对于H.264/AVC、H.265/HEVC标准对应的混合编码框架下，第一变换系数集对应的图像区域为第一变换系数集对应的变换块(transform block)或者变换单元(transformunit)覆盖的图像区域。在本发明实施例中，第一变换系数集可以包含一个变换块的全部变换系数；也可以包含一个变换块的一部分变换系数，例如一个变换块中的直流系数，或者一组低频系数，或者一组高频系数，或者直流系数和一组高频系数，或者按照某一系数扫描顺序下的前几个系数等。
步骤102，获取所述图像区域的解码像素信息，所述解码像素信息包括所述图像区域的空间邻域像素信息；
在本发明实施例中，空间邻域像素信息是指与所述图像区域在同一帧解码图像上的像素的信息，相邻像素的位置以及范围会根据解码条件的不同进行适应性的调整。
其中空间邻域像素信息可以包括：图像区域X的空间邻域中至少一个像素的重建值和/或由图像区域X的空间邻域中的像素信息生成的图像区域X的至少一个帧内预测像素。
当解码像素信息为空间邻域像素信息时，空间邻域像素信息可以包含M个像素，M为正整数，空间邻域像素信息至少包括以下像素信息之一：
1)图像区域X的空间邻域Y1(空间邻域Y1的几种可选示例如图2所示)中的像素信息，包括空间邻域Y1中至少一个像素的重建值；其中空间邻域Y1的具体情况可以是：
空间邻域Y1为与X的上、下、左、右边界中至少一个边界相邻的区域，例如一个与X左边界和上边界均相邻的L形区域(如图2中的a示例和b示例)，或者一个与X区域上边界、左边界或右边界均相邻的矩形区域(如图2中的c示例、d示例和e示例)，或者一个包含X的矩形区域中除去X的部分区域(如图2中f示例)。
2)由图像区域X的空间邻域中的像素信息生成的图像区域X的至少一个帧内预测像素；具体包括：
通过帧内预测方式，由图像区域X的空间邻域Y2(空间邻域Y2的几种可选示例如图3)中的像素信息生成的图像区域X的预测像素信息。
其中，帧内预测方式例如H.265/HEVC中的基于方向的帧内预测模式、DC预测模式、Planar预测模式，又例如模版匹配(template matching)方法或者帧内运动补偿(IntraMotion Compensation)等方式。
图像区域X的预测像素信息包括图像区域X的至少一个帧内预测像素；空间邻域Y2可以是空间邻域Y1的一部分，也可以包括空间邻域Y1以外的区域。例如：空间邻域Y2可以是与X左边界和上边界均相邻的L形区域(如图3中的a示例和b示例)，或者X的左方或上方区域中一个与X相同大小的矩形区域(如图3中的c示例和d示例)，或者一个包含X的矩形区域中除去X的部分区域(如图3中的e示例)。
步骤103，根据解码像素信息计算量化调节因子；
在本发明实施例中，为了实现自适应分量化的效果，在进行反量化的时候会利用能够反映解码像素信息的一些特性的参数来计算量化调节因子；本发明实施例中，可以采用反映解码像素统计特性的参数计算量化调节因子，具体包括：
解码像素信息的统计特性是指对解码像素信息中多个像素的像素值经过统计分析得到的数值结果，具有统计特性的参数至少包括像素均值Pavg、像素方差Pvar、像素最大值Pmax、像素最小值Pmin之一。
步骤104，根据量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化，得到第二变换系数集。
为了获取更多的解码像素信息，使统计特性计算更为准确稳定，本发明实施例中的解码像素信息还可以包括图像区域X的时间邻域像素信息，其中，时间邻域像素信息为当前解码图像所在图像的前后一帧或几帧的编码图像的像素信息；并且时间邻域像素信息包括以下两个中的至少一个：
1)图像区域X在另一幅已编码图像上的对应区域中至少一个像素的重建值或通过插值滤波得到的亚像素精度重建值；
对应区域可以根据图像区域X的运动矢量通过常用的运动补偿处理得到。特别地，当图像区域X的运动矢量为亚像素精度时，也可以将该运动矢量近似为整数值再进行运动补偿得到所述对应区域。
2)图像区域X在至少两幅已编码图像上的对应区域中至少一个位置上对应像素的重建值的加权平均值。
例如：当使用两幅已编码图像时，由图像区域X的运动矢量分别找到两幅已编码图像中的对应区域，两个对应区域中同一位置上的像素为对应像素，一组对应像素的加权平均值作为时间邻域像素信息中的一个像素；同一位置可以为整像素位置或亚像素位置。
本发明实施例中，在解码端利用已重建的空间邻域像素信息或者空间邻域像素信息和时间邻域像素信息的组合，来近似当前解码块对应的原始像素信息，导出量化调节因子，进而自适应地调节图像不同区域残差变换系数的量化步长，实现编码性能的提升。
本发明实施例所提供的方案不需要在码流中传输与调节量化相关的参数信息，因此节省了码率。另外，本发明实施例可以仅利用空间邻域像素信息来导出量化调节因子，因此适用于帧内图像的编码。本发明实施例所提供的方法同样也适用于帧间图像的编码。
因为本发明实施例中的所述解码像素信息可以是图像区域X的空间邻域像素信息，也可以是图像区域X的时间邻域像素信息和空间邻域像素信息的组合，因为解码像素信息的不同组成，所以在本发明实施例中，可以通过多种方式实现根据解码像素信息计算量化调节因子；具体实现包括：
首先，在本发明实施例中可以根据解码像素信息对应的参数：像素均值Pavg、像素方差Pvar、像素最大值Pmax、像素最小值Pmin，计算量化调节因子。
基于上述参数(像素均值Pavg、像素方差Pvar、像素最大值Pmax、像素最小值Pmin)计算量化调节因子QC，具体的方法可以采用以下方式中的任意一种：
方法一：根据像素均值Pavg的第一函数f1(Pavg)计算量化调节因子；其中，所述像素均值Pavg是所述解码像素信息所对应的多个像素的亮度分量求平均得到的均值，或者是所述多个像素的同一个色彩空间分量求平均得到的均值，所述色彩空间分量为所述第一变换系数集对应的色彩空间分量。
当解码像素只是包括空间邻域像素信息时，像素均值Pavg具体为：
像素均值Pavg，该像素均值Pavg为所述空间邻域像素信息中多个像素的亮度分量的均值，或者为所述空间邻域像素信息多个像素同一个信号分量的均值，所述信号分量为所述第一变换系数集对应的信号分量；
当解码像素为空间邻域像素信息和时间邻域像素信息的组合时，像素均值Pavg具体为：
像素均值Pavg，该像素均值Pavg为所述空间邻域像素信息和时间邻域像素信息中多个像素的亮度分量的均值，或者为所述空间邻域像素信息和时间邻域像素信息中多个像素同一个信号分量的均值，所述信号分量为所述第一变换系数集对应的信号分量；
在具体实例中，第一函数可以是QC＝f1(Pavg)β，其中，所述β>0；例如β＝1或0.5。f1(Pavg)可以是关于Pavg的U形函数，f1(Pavg)满足当Pavg小于阈值T1时f1(Pavg)的一阶导数小于0，当Pavg大于阈值T2时f1(Pavg)的一阶导数大于0，Pavg在阈值T1和T2之间时f1(Pavg)等于常数C0；其中，T1≥0，T2≥0，T2≥T1，T1可以是0、60、64或128；T2可以是0、80、128或170；C0为正实数可以是0.5、0.75、1、1.5、8、16、256或1024。更具体的，f1(Pavg)函数可以是：
其中：η1为正实数，例如η1＝150或200.8；η2为正实数，例如η2＝425或485.5。f1(Pavg)函数又例如
其中η3为正实数，例如η3＝10240或者8135.6；η4为正实数，例如η4＝256或135.1。
方法二：根据像素方差Pvar的第二函数f2(Pvar)计算量化调节因子；其中，所述像素方差Pvar为所述解码像素信息对应的多个像素的亮度分量的方差，或者为所述多个像素的同一个色彩空间分量的方差，所述色彩空间分量为所述第一变换系数集对应的色彩空间分量。
当解码像素只是包括空间邻域像素信息时，像素方差Pvar具体为：
像素方差Pvar，像素方差Pvar为所述空间邻域像素信息中多个像素的亮度分量的方差，或者为所述空间邻域像素信息多个像素同一个信号分量的方差，所述信号分量为所述第一变换系数集对应的信号分量；
当解码像素为空间邻域像素信息和时间邻域像素信息的组合时，像素方差Pvar具体为：
像素方差Pvar，像素方差Pvar为空间邻域像素信息和时间邻域像素信息中多个像素的亮度分量的方差，或者为空间邻域像素信息和时间邻域像素信息中多个像素同一个信号分量的方差，所述信号分量为所述第一变换系数集对应的信号分量；
在具体实例中，根据像素方差Pvar的第二函数QC＝f2(Pvar)γ计算量化调节因子QC；其中，γ>0；γ例如1或者0.8。f2(Pvar)可以是关于Pvar的单调函数，f2(Pvar)满足当(Pvar)α小于阈值T3时，f2(Pvar)为常数C3，当(Pvar)α大于等于阈值T3时，f2(Pvar)的一阶导数大于0。其中，T3≥0，T3例如0、3、5或10；α>0，例如α＝1/2或1；C3为正实数，例如0.5、0.8、1、16、32或256。更具体的，f2(Pvar)函数可以是：
其中，η5为正实数，例如η5＝10、20、35.5、80或100。
方法三：根据像素最大值Pmax和像素最小值Pmin的差值的第三函数f3(Pmax-Pmin)计算量化调节因子；其中，所述像素最大值Pmax为所述解码像素信息对应的多个像素的亮度分量的最大值，或者是所述多个像素同一个色彩空间分量的最大值；所述像素最小值为所述多个像素的亮度分量的最小值，或者为所述多个像素同一个空间分量的最小值，所述色彩空间分量为所述第一变换系数集对应的色彩空间分量。
根据像素均值Pavg的第一函数QC＝f1(Pavg)β和像素方差Pvar的第二函数QC＝f2(Pvar)γ的联合函数QC＝f1(Pavg)β·f2(Pvar)γ计算量化调节因子QC，其中，β,γ>0，例如β＝1，γ＝1，或者β＝0.5，γ＝1.5，或者β＝2，γ＝1。
方法四：根据像素最大值Pmax和像素最小值Pmin的差值的第三函数f3(Pmax-Pmin)计算量化调节因子；其中，所述像素最大值Pmax为所述解码像素信息对应的多个像素的亮度分量的最大值，或者是所述多个像素同一个色彩空间分量的最大值；所述像素最小值为所述多个像素的亮度分量的最小值，或者为所述多个像素同一个空间分量的最小值，所述色彩空间分量为所述第一变换系数集对应的色彩空间分量。
当解码像素只是包括空间邻域像素信息时，像素最大值Pmax和像素最小值Pmin具体为：
像素最大值Pmax，该像素最大值Pmax所述空间邻域像素信息中多个像素的亮度分量的最大值，或者为所述空间邻域像素信息多个像素同一个信号分量的最大值，所述信号分量为所述第一变换系数集对应的信号分量；
像素最小值Pmin，该像素最小值Pmin为所述空间邻域像素信息中多个像素的亮度分量的最小值，或者为所述空间邻域像素信息多个像素同一个信号分量的最小值，所述信号分量为所述第一变换系数集对应的信号分量。
当解码像素为空间邻域像素信息和时间邻域像素信息的组合时，像素最大值Pmax和像素最小值Pmin具体为：
像素最大值Pmax，该像素最大值Pmax为所述空间邻域像素信息和时间邻域像素信息中多个像素的亮度分量的最大值，或者为所述空间邻域像素信息和时间邻域像素信息中多个像素同一个信号分量的最大值，所述信号分量为所述第一变换系数集对应的信号分量；
像素最小值Pmin，该像素最小值Pmin为所述空间邻域像素信息和时间邻域像素信息中多个像素的亮度分量的最小值，或者为所述空间邻域像素信息和时间邻域像素信息中多个像素同一个信号分量的最小值，所述信号分量为所述第一变换系数集对应的信号分量。
在具体实例中，根据像素最大值Pmax和像素最小值Pmin的差值的第三函数QC＝f3(Pmax-Pmin)计算量化调节因子QC。所述第三函数可以是单调递增函数，例如：
其中，C4为正实数，例如0.5、1、16、32或256；η6为正实数，例如η6＝1或1/2；η7为正实数，例如η7＝20或者η7＝C4/2。
由上述四种方法之一得到量化调节因子QC之后，还可以选择进一步地对所述量化调节因子QC进行数值限制处理，将QC对应到一预设的数值范围之内。例如：
将QC钳制在一预设的数值范围之内，即
其中Val1和Val2是正实数，例如Val1＝0.5，Val2＝2，或者Val1＝0.6，Val2＝1.5；
又例如，将QC通过映射函数映射到某一数值范围之内，所述映射函数例如
其中Val3、Val4、Val5、Val6为实数，例如Val3＝1.0，Val4＝0.5，Val5＝1.5，Val6＝1.0；或者Val3＝1.1，Val4＝0.4，Val5＝1.2，Val6＝1.15。
其中，上述参数T1、T2、T3、C0、C3、C4、η1、η2、η3、η4、η5、η6、η7、Val1、Val2、Val3、Val4、Val5、Val6可以为预先设定的常数，也可以根据视频图像的统计特性自适应计算得到，也可以从视频码流中提取得到。
本发明实施例中，可以通过多种方式实现步骤104的反量化处理，以下提供几种可实现方法：
方法一：从当前解码图像所对应信号中获取第一变换系数集对应的第一量化步长；利用量化调节因子对第一量化步长进行缩放，得到第二量化步长，利用第二量化步长反量化所述第一变换系数集，得到第二变换系数集。具体实现可以是：
从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化步长Qs(i)；
根据量化调节因子对第一量化步长Qs(i)进行缩放，缩放为Qs(i)·QC，反量化第一变化系数集中的变换系数A(i)得到第二变换系数集中的变换系数R(i)，即有：
R(i)＝sign{A(i)}·round{A(i)·Qs(i)·QC+o2(i)}
其中o2(i)为舍入常数，例如o2(i)＝0.5。当反量化采用整数加法和移位实现时，可以采用：
R(i)＝sign{A(i)}·(A(i)·Qs'(i)·QC'+(1<<(bdshift-1+delta)))>>(bdshift+delta)
其中Qs'(i)为第一量化步长的整数化结果，bdshift为当前解码图像所对应信号中的移位位数；QC'为QC的整数化结果，例如可以将QC与2的整数次幂相乘取整得到QC'，或者对QC直接取整得到QC'，或者根据像素均值、像素方差以查表法得到QC的整数化结果；delta为额外需要的移位位数。
方法二：根据预设的第一对应关系确定所述量化调节因子对应的目标电平尺度表；其中，所述第一对应关系为量化调节因子与电平尺度表的对应关系；根据所述目标电平尺度表反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
在本发明实施例中可以预先设置一个量化调节因子QC与多个电平尺度表的第一对应关系。
更具体的，预先将QC的取值范围划分为H1(H1为大于1的正整数，例如H1＝3、5或6)段区间，每一段区间对应于一个预设的电平尺度表；检索计算出的量化调节因子QC属于的取值区间，选取量化调节因子QC属于的取值区间所对应的电平尺度表作为反量化第一变换系数集的电平尺度表。例如：QC与电平尺度表的映射关系表(表1)中给出对于包含6个元素的电平尺度表，根据QC选择一个电平尺度表的示例。
电平尺度表
QC≥1.5 {60,68,77,86,96,108}
1.2<QC<1.5 {54,61,69,77,86,97}
0.8≤QC≤1.2 {40,45,51,57,64,72}
0.6<QC<0.8 {28,32,36,40,45,50}
QC≤0.6 {24,27,31,34,38,43}
表1
根据表1所给出的实例，当QC为0.9时，检索QC属于的取值区间为0.8≤QC≤1.2，选取取值区间0.8≤QC≤1.2所对应的电平尺度表{40,45,51,57,64,72}作为反量化第一变换系数集的电平尺度表。
方法三：根据预设的第二对应关系确定所述量化调节因子对应的目标量化矩阵；其中，所述第二对应关系为量化调节因子与量化矩阵的对应关系；根据所述目标量化矩阵反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。。
其中，预先将QC的取值范围划分为H2(H2为大于1的正整数，例如H2＝3、5或6)段区间，每一段区间对应于一个预设的量化矩阵；检索QC属于的取值区间，选取对应的量化矩阵作为反量化第一变换系数集的量化矩阵。例如：表2中给出对于4×4变换块
表2
根据表2给出的实例，如果计算出的QC值为18，从表2所给出的参数可以确定QC属于的取值区间为16≤QC≤64，则对应的反量化所述第一变换系数集的量化矩阵4×4量化矩阵为表2第三列所示的4×4量化矩阵。
方法四：从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化参数；根据所述量化调节因子确定目标量化参数偏移量，将所述第一量化参数和所述目标量化参数偏移量相加得到第二量化参数；根据所述第二量化参数确定电平尺度，利用所述电平尺度反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
其中，使用电平尺度l(i)对第一变换参数集进行反量化的具体实现可以是通过以下公式实现：
dQP＝round{6·log2(QC)+o3}，
QP2＝QP+dQP，
其中o3为舍入偏置。
方法五：从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化步长；利用所述第一量化步长对所述第一变换系数集中的系数进行反量化得到第三变换系数集中的系数；利用所述计算得到的量化调节因子对所述第三变换系数集中的系数进行缩放得到第二变换系数集。
具体实现包括：先用第一量化步长Qs(i)对第一变换系数集进行反量化得到第三变换系数集B(i)，即有B(i)＝sign{A(i)}·round{A(i)·Qs(i)+o4(i)}，再对B(i)进行缩放并取整得到第二变换系数R(i)，即有R(i)＝sign{B(i)}·round{B(i)·QC+o5(i)}，其中o4和o5为舍入偏置。
其中，第一量化参数QP是由当前解码图像所对应信号指示的第一变化系数集所在变换块的缺省量化参数，例如帧级量化参数。
本发明实施例所提供的方案，在解码端利用已重建的空间邻域像素信息或者空间邻域像素信息和时间邻域像素信息的组合，来近似当前解码块对应的原始像素信息，导出量化调节因子，进而自适应地调节图像不同区域残差变换系数的量化步长，实现编码性能的提升。
实施例
如图4所示，本发明实施例还提供另外一种视频编码中自适应反量化方法，该方法包括：
步骤401，确定第一变换系数集在当前解码图像中对应的图像区域X；第一变换系数集包括N个变换系数，变换系数为当前解码图像中任一色彩空间分量的变换系数，其中，N为正整数；
在该实施例中，第一变换系数集可以包括一个亮度分量变换块的所有交流系数，或者一个亮度分量变换块中的所有系数。
步骤402，获取所述图像区域X的时间邻域像素信息；
其中，时间邻域像素信息包括：图像区域X在另一幅已编码图像上的对应区域中至少一个像素的重建值或通过插值滤波得到的亚像素精度重建值；和/或，图像区域X在至少两幅已编码图像上的对应区域中至少一个位置上对应像素的重建值的加权平均值。
其中，当图像区域X在另一幅已编码图像上的对应区域为亚像素位置时，时间邻域像素信息为亚像素位置上通过插值滤波得到的亚像素精度重建值。
步骤403，根据第一均值Pavg和第一方差Pvar计算量化调节因子，其中，所述第一均值Pavg是对所述解码像素信息中多个像素的亮度分量求平均得到的均值，或者为所述多个像素的同一个色彩空间分量求平均得到的均值；所述第一方差Pvar为所述多个像素的亮度分量的方差，或者为所述多个像素的同一个色彩空间分量的方差，所述色彩空间分量为所述第一变换系数集对应的色彩空间分量；
根据第一均值Pavg的第一函数QC＝f1(Pavg)β和第一方差Pvar的第二函数QC＝f2(Pvar)γ的联合函数QC＝f1(Pavg)β·f2(Pvar)γ计算量化调节因子QC，其中例如β＝0.4，γ＝0.6，或者β＝0.5，γ＝0.5。其中，第一函数例如：
第二函数例如：
在本发明实施例中，利用所述第一函数和第二函数计算量化调节因子后，还可以选择对量化调节因子QC做进一步的处理，包括：
对量化调节因子QC进行数值限制处理，将QC对应到一预设的数值范围之内。
其中，进行数值限制处理的具体实现的可选方式包括：将QC钳制在一预设的数值范围之内；或者，将QC通过映射函数映射到某一数值范围之内。
步骤404，根据所述量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化处理，得到第二变换系数集。
在本发明实施例中，可以通过多种方式实现第一变换系数集的反量化变换，以下提供几种可实现方法：
方法一：从当前解码图像所对应信号中获取第一变换系数集对应的第一量化步长；利用量化调节因子对第一量化步长进行缩放，得到第二量化步长，利用第二量化步长反量化所述第一变换系数集，得到第二变换系数集。具体实现可以是：
从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化步长Qs(i)；
根据量化调节因子对第一量化步长Qs(i)进行缩放，缩放为Qs(i)·QC，反量化第一变化系数集中的变换系数A(i)得到第二变换系数集中的变换系数R(i)，即有：
R(i)＝sign{A(i)}·round{A(i)·Qs(i)·QC+o2(i)}
其中o2(i)为舍入常数，例如o2(i)＝0.5。当反量化采用整数加法和移位实现时，可以采用：
R(i)＝sign{A(i)}·(A(i)·Qs'(i)·QC'+(1<<(bdshift-1+delta)))>>(bdshift+delta)
其中Qs'(i)为第一量化步长的整数化结果，bdshift为当前解码图像所对应信号中的移位位数；QC'为QC的整数化结果，例如可以将QC与2的整数次幂相乘取整得到QC'，或者对QC直接取整得到QC'，或者根据像素均值、像素方差以查表法得到QC的整数化结果；delta为额外需要的移位位数。
方法二：根据预设的第一对应关系确定所述量化调节因子对应的目标电平尺度表；其中，所述第一对应关系为量化调节因子与电平尺度表的对应关系；根据所述目标电平尺度表反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
在本发明实施例中可以预先设置一个量化调节因子QC与多个电平尺度表的第一对应关系。
更具体的，预先将QC的取值范围划分为H1(H1为大于1的正整数，例如H1＝3、5或6)段区间，每一段区间对应于一个预设的电平尺度表；检索计算出的量化调节因子QC属于的取值区间，选取量化调节因子QC属于的取值区间所对应的电平尺度表作为反量化第一变换系数集的电平尺度表。例如：QC与电平尺度表的映射关系表(表1)中给出对于包含6个元素的电平尺度表，根据QC选择一个电平尺度表的示例。
电平尺度表
QC≥1.5 {60,68,77,86,96,108}
1.2<QC<1.5 {54,61,69,77,86,97}
0.8≤QC≤1.2 {40,45,51,57,64,72}
0.6<QC<0.8 {28,32,36,40,45,50}
QC≤0.6 {24,27,31,34,38,43}
表1
根据表1所给出的实例，当QC为0.9时，检索QC属于的取值区间为0.8≤QC≤1.2，选取取值区间0.8≤QC≤1.2所对应的电平尺度表{40,45,51,57,64,72}作为反量化第一变换系数集的电平尺度表。
方法三：根据预设的第二对应关系确定所述量化调节因子对应的目标量化矩阵；其中，所述第二对应关系为量化调节因子与量化矩阵的对应关系；根据所述目标量化矩阵反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。。
其中，预先将QC的取值范围划分为H2(H2为大于1的正整数，例如H2＝3、5或6)段区间，每一段区间对应于一个预设的量化矩阵；检索QC属于的取值区间，选取对应的量化矩阵作为反量化第一变换系数集的量化矩阵。例如：表2中给出对于4×4变换块
表2
根据表2给出的实例，如果计算出的QC值为18，从表2所给出的参数可以确定QC属于的取值区间为16≤QC≤64，则对应的反量化所述第一变换系数集的量化矩阵4×4量化矩阵为表2第三列所示的4×4量化矩阵。
方法四：从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化参数；根据所述量化调节因子确定目标量化参数偏移量，将所述第一量化参数和所述目标量化参数偏移量相加得到第二量化参数；根据所述第二量化参数确定电平尺度，利用所述电平尺度反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
其中，使用电平尺度l(i)对第一变换参数集进行反量化的具体实现可以是通过以下公式实现：
dQP＝round{6·log2(QC)+o3}，
QP2＝QP+dQP，
其中o3为舍入偏置。
方法五：从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化步长；利用所述第一量化步长对所述第一变换系数集中的系数进行反量化得到第三变换系数集中的系数；利用所述计算得到的量化调节因子对所述第三变换系数集中的系数进行缩放得到第二变换系数集。
具体实现包括：先用第一量化步长Qs(i)对第一变换系数集进行反量化得到第三变换系数集B(i)，即有B(i)＝sign{A(i)}·round{A(i)·Qs(i)+o4(i)}，再对B(i)进行缩放并取整得到第二变换系数R(i)，即有R(i)＝sign{B(i)}·round{B(i)·QC+o5(i)}，其中o4和o5为舍入偏置。
其中，第一量化参数QP是由当前解码图像所对应信号指示的第一变化系数集所在变换块的缺省量化参数，例如帧级量化参数。
实施例
以下结合具体的参数对本发明实施例的方案进行详细的说明，具体实现包括：
第一变换系数集包括一个亮度分量变换块的所有系数。图像区域X为一个8×8大小的区域(即一个由8行8列像素构成的矩形区域)，图像区域X的左上角像素的坐标记为(x0,y0)；通常图像的坐标系规定为从左向右为x方向，从上向下为y方向。
空间邻域像素信息包括以下两部分：
1)图像区域X的空间邻域Y1中的像素信息，空间邻域像素信息包括空间邻域Y1中的至少一个像素的重建值；设所述空间邻域Y1包括像素坐标(x,y)满足条件：
x0-J1≤x≤x0+J2,y0-J3≤y≤y0-J4，或
y0-J5≤y≤y0+J6,x0-J7≤x≤x0-J8的像素，J1至J8为正整数，例如J1＝J2＝J3＝J5＝J6＝J7＝8，J4＝J8＝1，或者J1＝J3＝12，J2＝4，J4＝1，J5＝J7＝12，J6＝4，J8＝1，或者J1＝5，J2＝8，J3＝6，J4＝2，J5＝10，J6＝11，J7＝12，J8＝1；
2)通过帧内预测方式，由图像区域X的空间邻域Y2中的像素信息生成的图像区域X的预测像素信息，像素信息包括图像区域X的至少一个帧内预测像素；空间邻域Y2包括像素坐标(x,y)满足条件：
x＝x0-1,y0-1≤y≤y+S1；或
y＝y0-1,x0-1≤x≤x+S2的像素，S1、S2为正整数，例如S1＝S2＝15，或者S1＝7，S2＝15；所述帧内预测方式可以是H.265/HEVC中的33种方向性帧内预测模式之一、DC预测模式或Planar预测模式。
所述量化调节因子QC由像素均值Pavg的第一函数f1(Pavg)和关于所述像素方差Pvar的第二函数f2(Pvar)联合决定，采用QC＝f1(Pavg)1/2·f2(Pvar)1/2，其中，亮度分量的方差Pvar和均值Pavg为空间邻域像素信息中所有像素的方差和均值。第一函数和第二函数具体为：
根据量化调节因子，调节第一变换系数集的变换系数的反量化，反量化第一变换系数集得到第二变换系数集，其中调节第一变换系数集的变换系数的反量化的方法为：根据量化调节因子对第一变换系数集的原有量化步长Qs(i)进行缩放，将缩放后的量化步长作为反量化第一变换系数集的量化步长。
实施例
如图5所示，本发明实施例提供一种视频编码中自适应反量化装置，该装置包括：
确定单元501，用于确定第一变换系数集在当前解码图像中对应的图像区域；所述第一变换系数集包括N个变换系数，所述变换系数为所述当前解码图像中任一色彩空间分量的变换系数，其中，N为正整数；
获取单元502，用于获取所述图像区域的解码像素信息，所述解码像素信息包括所述图像区域的空间邻域像素信息；
在本发明实施例中，获取单元还用于获取所述解码像素信息中的所述图像区域的时间邻域像素信息和/或所述图像区域的像素信息。
计算单元503，用于根据所述解码像素信息计算量化调节因子；
反量化单元504，用于根据所述量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化，得到第二变换系数集。
在本发明实施例中，计算单元503根据解码像素信息计算量化调节因子的具体实现方式包括多种，以下提供几种可实现方式：
方式一，根据解码像素信息的像素均值Pavg计算量化调节因子，则计算单元503具体用于：
根据像素均值Pavg的第一函数f1(Pavg)计算量化调节因子；其中，所述像素均值Pavg是所述解码像素信息所对应的多个像素的亮度分量求平均得到的均值，或者是所述多个像素的同一个色彩空间分量求平均得到的均值，所述色彩空间分量为所述第一变换系数集对应的色彩空间分量。
方式二，根据解码像素信息的像素方差Pvar计算量化调节因子，则计算单元503具体用于：
根据像素方差Pvar的第二函数f2(Pvar)计算量化调节因子；其中，所述像素方差Pvar为所述解码像素信息对应的多个像素的亮度分量的方差，或者为所述多个像素的同一个色彩空间分量的方差，所述色彩空间分量为所述第一变换系数集对应的色彩空间分量。
方式三，根据解码像素信息的像素方差Pvar和像素均值Pavg计算量化调节因子，则计算单元503具体用于：
根据像素方差Pvar和像素均值Pavg的联合函数f1(Pavg)·f2(Pvar)计算量化调节因子；其中，所述像素均值Pavg是对所述解码像素信息中多个像素的亮度分量求平均得到的均值，或者为所述多个像素的同一个色彩空间分量求平均得到的均值；所述像素方差Pvar为所述多个像素的亮度分量的方差，或者为所述多个像素的同一个色彩空间分量的方差，所述色彩空间分量为所述第一变换系数集对应的色彩空间分量。
方式三，根据解码像素信息的像素最大值Pmax和像素最小值Pmin计算量化调节因子，则计算单元503具体用于：
根据像素最大值Pmax和像素最小值Pmin的差值的第三函数f3(Pmax-Pmin)计算量化调节因子；其中，所述像素最大值Pmax为所述解码像素信息对应的多个像素的亮度分量的最大值，或者是所述多个像素同一个色彩空间分量的最大值；所述像素最小值为所述多个像素的亮度分量的最小值，或者为所述多个像素同一个空间分量的最小值，所述色彩空间分量为所述第一变换系数集对应的色彩空间分量。
在本发明实施例中，反量化单元504根据所述量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化，得到第二变换系数集的具体实现方式包括多种，以下提供几种可实现方式：
方式一、利用电平尺度表反量化第一变换系数集，则反量化单元504具体用于：
根据预设的第一对应关系确定所述量化调节因子对应的目标电平尺度表；其中，所述第一对应关系为量化调节因子与电平尺度表的对应关系；根据所述目标电平尺度表反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
方式二、利用量化矩阵反量化第一变换系数集，则反量化单元504具体用于：
根据预设的第二对应关系确定所述量化调节因子对应的目标量化矩阵；其中，所述第二对应关系为量化调节因子与量化矩阵的对应关系；根据所述目标量化矩阵反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
方式三、利用当前解码图像所对应信号中携带的量化参数和计算得到的自适应量化参数之间的差异反量化第一变换系数集，则反量化单元504具体用于：
从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化参数；根据所述量化调节因子确定目标量化参数偏移量，将所述第一量化参数和所述目标量化参数偏移量相加得到第二量化参数；根据所述第二量化参数确定电平尺度，利用所述电平尺度反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
方式四、利用当前解码图像所对应信号中携带的量化步长反量化第一变换系数集，则反量化单元504具体用于：
从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化步长；利用所述量化调节因子对所述第一量化步长进行缩放，得到第二量化步长，利用所述第二量化步长反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
方式五、利用当前解码图像所对应信号中携带的量化步长反量化第一变换系数集，则反量化单元504具体用于：
从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化步长；利用所述第一量化步长对所述第一变换系数集中的系数进行反量化得到第三变换系数集中的系数；利用所述计算得到的量化调节因子对所述第三变换系数集中的系数进行缩放得到第二变换系数集。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下的技术效果：
本发明实施例提供的方案利用变换块的空间邻域信息、时间邻域信息、或者空间邻域信息及时间邻域信息，估计当前变换块所处背景区域的统计特性，自适应地导出反量化的量化调节因子，灵活地调节反量化处理。一方面，本发明的自适应量化方法使得量化失真强度更符合人眼视觉感知，从而提高了编码效率；另一方面相比于在码流中传输量化调节信息的现有方案，本发明不需要提供额外的比特开销传输量化调节信息，因此进一步提高了编码效率。
另外，本发明适用于帧内图像(I帧)和帧间图像(P帧或B帧)的编码，所以本发明实施例所提供的技术方案具有比较广的适用范围。
本发明所述的方法并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其它的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (23)

1.一种视频编码中自适应反量化方法，其特征在于，该方法包括：
确定第一变换系数集在当前解码图像中对应的图像区域；所述第一变换系数集包括N个变换系数，所述变换系数为所述当前解码图像中任一色彩空间分量的变换系数，其中，N为正整数；
获取所述图像区域的解码像素信息，所述解码像素信息包括所述图像区域的空间邻域像素信息；
根据所述解码像素信息计算量化调节因子；
根据所述量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化，得到第二变换系数集包括：从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化步长；利用所述量化调节因子对所述第一量化步长进行缩放，得到第二量化步长，利用所述第二量化步长反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集；
根据所述解码像素信息，计算量化调节因子包括：
根据像素均值Pavg的第一函数f1(Pavg)计算量化调节因子；其中，所述像素均值Pavg是所述解码像素信息所对应的多个像素的亮度分量求平均得到的均值，或者是所述多个像素的同一个色彩空间分量求平均得到的均值，所述色彩空间分量为所述第一变换系数集对应的色彩空间分量；f1(Pavg)可以是关于Pavg的U形函数，f1(Pavg)满足当Pavg小于阈值T1时f1(Pavg)的一阶导数小于0，当Pavg大于阈值T2时f1(Pavg)的一阶导数大于0，Pavg在阈值T1和T2之间时f1(Pavg)等于常数C0；其中，T1≥0，T2≥0，T2≥T1。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述解码像素信息包括所述图像区域的时间邻域像素信息和/或所述图像区域的像素信息。
3.一种视频编码中自适应反量化方法，其特征在于，该方法包括：
确定第一变换系数集在当前解码图像中对应的图像区域；所述第一变换系数集包括N个变换系数，所述变换系数为所述当前解码图像中任一色彩空间分量的变换系数，其中，N为正整数；
获取所述图像区域的解码像素信息，所述解码像素信息包括所述图像区域的空间邻域像素信息；
根据所述解码像素信息计算量化调节因子；
根据所述量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化，得到第二变换系数集包括：从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化步长；利用所述量化调节因子对所述第一量化步长进行缩放，得到第二量化步长，利用所述第二量化步长反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集；
根据所述解码像素信息，计算量化调节因子包括：
根据像素方差Pvar的第二函数f2(Pvar)计算量化调节因子；其中，所述像素方差Pvar为所述解码像素信息对应的多个像素的亮度分量的方差，或者为所述多个像素的同一个色彩空间分量的方差，所述色彩空间分量为所述第一变换系数集对应的色彩空间分量；f2(Pvar)是关于Pvar的单调函数，f2(Pvar)满足当(Pvar)α小于阈值T3时，f2(Pvar)为常数C3，当(Pvar)α大于等于阈值T3时，f2(Pvar)的一阶导数大于0。
4.一种视频编码中自适应反量化方法，其特征在于，该方法包括：
确定第一变换系数集在当前解码图像中对应的图像区域；所述第一变换系数集包括N个变换系数，所述变换系数为所述当前解码图像中任一色彩空间分量的变换系数，其中，N为正整数；
获取所述图像区域的解码像素信息，所述解码像素信息包括所述图像区域的空间邻域像素信息；
根据所述解码像素信息计算量化调节因子；
根据所述量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化，得到第二变换系数集包括：从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化步长；利用所述量化调节因子对所述第一量化步长进行缩放，得到第二量化步长，利用所述第二量化步长反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集；根据所述解码像素信息，计算量化调节因子包括：
根据像素方差Pvar和像素均值Pavg的联合函数f1(Pavg)·f2(Pvar)计算量化调节因子；其中，所述像素均值Pavg是对所述解码像素信息中多个像素的亮度分量求平均得到的均值，或者为所述多个像素的同一个色彩空间分量求平均得到的均值；所述像素方差Pvar为所述多个像素的亮度分量的方差，或者为所述多个像素的同一个色彩空间分量的方差，所述色彩空间分量为所述第一变换系数集对应的色彩空间分量；f1(Pavg)是关于Pavg的U形函数，f1(Pavg)满足当Pavg小于阈值T1时f1(Pavg)的一阶导数小于0，当Pavg大于阈值T2时f1(Pavg)的一阶导数大于0，Pavg在阈值T1和T2之间时f1(Pavg)等于常数C0；f2(Pvar)是关于Pvar的单调函数，f2(Pvar)满足当(Pvar)α小于阈值T3时，f2(Pvar)为常数C3，当(Pvar)α大于等于阈值T3时，f2(Pvar)的一阶导数大于0。
5.一种视频编码中自适应反量化方法，其特征在于，该方法包括：
确定第一变换系数集在当前解码图像中对应的图像区域；所述第一变换系数集包括N个变换系数，所述变换系数为所述当前解码图像中任一色彩空间分量的变换系数，其中，N为正整数；
获取所述图像区域的解码像素信息，所述解码像素信息包括所述图像区域的空间邻域像素信息；
根据所述解码像素信息计算量化调节因子；
根据所述量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化，得到第二变换系数集包括：从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化步长；利用所述量化调节因子对所述第一量化步长进行缩放，得到第二量化步长，利用所述第二量化步长反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集；根据所述解码像素信息，计算量化调节因子包括：
根据像素最大值Pmax和像素最小值Pmin的差值的第三函数f3(Pmax-Pmin)计算量化调节因子；其中，所述像素最大值Pmax为所述解码像素信息对应的多个像素的亮度分量的最大值，或者是所述多个像素同一个色彩空间分量的最大值；所述像素最小值为所述多个像素的亮度分量的最小值，或者为所述多个像素同一个空间分量的最小值，所述色彩空间分量为所述第一变换系数集对应的色彩空间分量。
6.如权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，所述根据所述量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化处理，得到第二变换系数集包括：
根据预设的第一对应关系确定所述量化调节因子对应的目标电平尺度表；其中，所述第一对应关系为量化调节因子与电平尺度表的对应关系；
根据所述目标电平尺度表反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
7.如权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，所述根据所述量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化处理，得到第二变换系数集包括：
根据预设的第二对应关系确定所述量化调节因子对应的目标量化矩阵；其中，所述第二对应关系为量化调节因子与量化矩阵的对应关系；
根据所述目标量化矩阵反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
8.如权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，所述根据所述量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化处理，得到第二变换系数集包括：
从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化参数；
根据所述量化调节因子确定目标量化参数偏移量，将所述第一量化参数和所述目标量化参数偏移量相加得到第二量化参数；
根据所述第二量化参数确定电平尺度，利用所述电平尺度反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
9.如权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，所述根据所述量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化处理，得到第二变换系数集包括：
从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化步长；
利用所述第一量化步长对所述第一变换系数集中的系数进行反量化得到第三变换系数集中的系数；
利用所述计算得到的量化调节因子对所述第三变换系数集中的系数进行缩放得到第二变换系数集。
10.一种视频编码中自适应反量化方法，其特征在于，该方法包括：
确定第一变换系数集在当前解码图像中对应的图像区域X；所述第一变换系数集包括N个变换系数，所述变换系数为所述当前解码图像中任一色彩空间分量的变换系数，其中，N为正整数；
获取所述图像区域X的时间邻域像素信息；
根据第一均值Pavg和第一方差Pvar计算量化调节因子，其中，所述第一均值Pavg是对所述时间邻域像素信息中多个像素的亮度分量求平均得到的均值，或者为所述多个像素的同一个色彩空间分量求平均得到的均值；所述第一方差Pvar为所述多个像素的亮度分量的方差，或者为所述多个像素的同一个色彩空间分量的方差，所述色彩空间分量为所述第一变换系数集对应的色彩空间分量；
根据第一均值Pavg和第一方差Pvar计算量化调节因子包括：
根据所述第一均值Pavg和所述第一方差Pvar的联合函数f1(Pavg)·f2(Pvar)计算量化调节因子；
根据所述量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化处理，得到第二变换系数集包括：
从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化步长；
利用所述量化调节因子对所述第一量化步长进行缩放，得到第二量化步长，利用所述第二量化步长反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据所述量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化处理，得到第二变换系数集包括：
根据预设的第一对应关系确定所述量化调节因子对应的目标电平尺度表；其中，所述第一对应关系为量化调节因子与电平尺度表的对应关系；
根据所述目标电平尺度表反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据所述量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化处理，得到第二变换系数集包括：
根据预设的第二对应关系确定所述量化调节因子对应的目标量化矩阵；其中，所述第二对应关系为量化调节因子与量化矩阵的对应关系；
根据所述目标量化矩阵反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据所述量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化处理，得到第二变换系数集包括：
从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化参数；
根据所述量化调节因子确定目标量化参数偏移量，将所述第一量化参数和所述目标量化参数偏移量相加得到第二量化参数；
根据所述第二量化参数确定电平尺度，利用所述电平尺度反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
14.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据所述量化调节因子对所述第一变换系数集进行反量化处理，得到第二变换系数集包括：
从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化步长；
利用所述第一量化步长对所述第一变换系数集中的系数进行反量化得到第三变换系数集中的系数；
利用所述计算得到的量化调节因子对所述第三变换系数集中的系数进行缩放得到第二变换系数集。
15.一种视频编码中自适应反量化装置，其特征在于，该装置包括：
确定单元，用于确定第一变换系数集在当前解码图像中对应的图像区域；所述第一变换系数集包括N个变换系数，所述变换系数为所述当前解码图像中任一色彩空间分量的变换系数，其中，N为正整数；
获取单元，用于获取所述图像区域的解码像素信息，所述解码像素信息包括所述图像区域的空间邻域像素信息；
计算单元，用于根据所述解码像素信息计算量化调节因子；
反量化单元，体用于从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化步长；利用所述量化调节因子对所述第一量化步长进行缩放，得到第二量化步长，利用所述第二量化步长反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集；
所述计算单元具体用于根据像素均值Pavg的第一函数f1(Pavg)计算量化调节因子；其中，所述像素均值Pavg是所述解码像素信息所对应的多个像素的亮度分量求平均得到的均值，或者是所述多个像素的同一个色彩空间分量求平均得到的均值，所述色彩空间分量为所述第一变换系数集对应的色彩空间分量；
f1(Pavg)可以是关于Pavg的U形函数，f1(Pavg)满足当Pavg小于阈值T1时f1(Pavg)的一阶导数小于0，当Pavg大于阈值T2时f1(Pavg)的一阶导数大于0，Pavg在阈值T1和T2之间时f1(Pavg)等于常数C0；其中，T1≥0，T2≥0，T2≥T1。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述获取单元还用于获取所述解码像素信息中的所述图像区域的时间邻域像素信息和/或所述图像区域的像素信息。
17.一种视频编码中自适应反量化装置，其特征在于，该装置包括：
确定单元，用于确定第一变换系数集在当前解码图像中对应的图像区域；所述第一变换系数集包括N个变换系数，所述变换系数为所述当前解码图像中任一色彩空间分量的变换系数，其中，N为正整数；
获取单元，用于获取所述图像区域的解码像素信息，所述解码像素信息包括所述图像区域的空间邻域像素信息；
计算单元，用于根据所述解码像素信息计算量化调节因子；
反量化单元，体用于从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化步长；利用所述量化调节因子对所述第一量化步长进行缩放，得到第二量化步长，利用所述第二量化步长反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集；
所述计算单元具体用于根据像素方差Pvar的第二函数f2(Pvar)计算量化调节因子；其中，所述像素方差Pvar为所述解码像素信息对应的多个像素的亮度分量的方差，或者为所述多个像素的同一个色彩空间分量的方差，所述色彩空间分量为所述第一变换系数集对应的色彩空间分量；
f2(Pvar)是关于Pvar的单调函数，f2(Pvar)满足当(Pvar)α小于阈值T3时，f2(Pvar)为常数C3，当(Pvar)α大于等于阈值T3时，f2(Pvar)的一阶导数大于0。
18.一种视频编码中自适应反量化装置，其特征在于，该装置包括：
确定单元，用于确定第一变换系数集在当前解码图像中对应的图像区域；所述第一变换系数集包括N个变换系数，所述变换系数为所述当前解码图像中任一色彩空间分量的变换系数，其中，N为正整数；
获取单元，用于获取所述图像区域的解码像素信息，所述解码像素信息包括所述图像区域的空间邻域像素信息；
计算单元，用于根据所述解码像素信息计算量化调节因子；
反量化单元，体用于从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化步长；利用所述量化调节因子对所述第一量化步长进行缩放，得到第二量化步长，利用所述第二量化步长反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集；
所述计算单元具体用于根据像素方差Pvar和像素均值Pavg的联合函数f1(Pavg)·f2(Pvar)计算量化调节因子；其中，所述像素均值Pavg是对所述解码像素信息中多个像素的亮度分量求平均得到的均值，或者为所述多个像素的同一个色彩空间分量求平均得到的均值；所述像素方差Pvar为所述多个像素的亮度分量的方差，或者为所述多个像素的同一个色彩空间分量的方差，所述色彩空间分量为所述第一变换系数集对应的色彩空间分量。
19.一种视频编码中自适应反量化装置，其特征在于，该装置包括：
确定单元，用于确定第一变换系数集在当前解码图像中对应的图像区域；所述第一变换系数集包括N个变换系数，所述变换系数为所述当前解码图像中任一色彩空间分量的变换系数，其中，N为正整数；
获取单元，用于获取所述图像区域的解码像素信息，所述解码像素信息包括所述图像区域的空间邻域像素信息；
计算单元，用于根据所述解码像素信息计算量化调节因子；
反量化单元，体用于从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化步长；利用所述量化调节因子对所述第一量化步长进行缩放，得到第二量化步长，利用所述第二量化步长反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集；
所述计算单元具体用于根据像素最大值Pmax和像素最小值Pmin的差值的第三函数f3(Pmax-Pmin)计算量化调节因子；其中，所述像素最大值Pmax为所述解码像素信息对应的多个像素的亮度分量的最大值，或者是所述多个像素同一个色彩空间分量的最大值；所述像素最小值为所述多个像素的亮度分量的最小值，或者为所述多个像素同一个空间分量的最小值，所述色彩空间分量为所述第一变换系数集对应的色彩空间分量。
20.如权利要求15-19任一所述的装置，其特征在于，所述反量化单元具体用于根据预设的第一对应关系确定所述量化调节因子对应的目标电平尺度表；其中，所述第一对应关系为量化调节因子与电平尺度表的对应关系；根据所述目标电平尺度表反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
21.如权利要求15-19任一所述的装置，其特征在于，所述反量化单元具体用于根据预设的第二对应关系确定所述量化调节因子对应的目标量化矩阵；其中，所述第二对应关系为量化调节因子与量化矩阵的对应关系；根据所述目标量化矩阵反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
22.如权利要求15-19任一所述的装置，其特征在于，所述反量化单元具体用于从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化参数；根据所述量化调节因子确定目标量化参数偏移量，将所述第一量化参数和所述目标量化参数偏移量相加得到第二量化参数；根据所述第二量化参数确定电平尺度，利用所述电平尺度反量化所述第一变换系数集，得到所述第二变换系数集。
23.如权利要求15-19任一所述的装置，其特征在于，所述反量化单元具体用于从所述当前解码图像所对应信号中获取所述第一变换系数集对应的第一量化步长；利用所述第一量化步长对所述第一变换系数集中的系数进行反量化得到第三变换系数集中的系数；利用所述计算得到的量化调节因子对所述第三变换系数集中的系数进行缩放得到第二变换系数集。
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