CN105745929B - 加速逆变换的方法和装置以及解码视频流的方法和装置 - Google Patents

加速逆变换的方法和装置以及解码视频流的方法和装置 Download PDF

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Abstract

提供一种解码比特流的方法、加速逆变换的方法、装置、视频解码器、以及非暂时性计算机可读记录介质。该方法包括：接收已编码的比特流；从接收的比特流中提取变换系数；从提取的变换系数当中确定包括至少一个非零变换系数的块的位置；以及通过使用确定的位置逆变换该块中的变换系数来产生已解码的视频数据。

Description

加速逆变换的方法和装置以及解码视频流的方法和装置
技术领域
一个或多个实施例涉及用于解码视频流的方法和装置。
背景技术
视频编码器将空间域中的数据变换为频域中的数据。因此，视频编码器可以通过使用频域中的数据来执行压缩。
视频解码器将频域中的数据逆变换为空间域中数据。逆变换的吞吐量可以随着逆变换的基本单元增加而增加。在高效率视频编码(HEVC)中，逆变换的基本单元例如可以增加直到32x32。因而，当视频解码器执行逆变换时复杂度非常高。因此，期望有提高逆变换的处理速度的方法。
发明内容
解决方案
一个或多个实施例包括用于解码视频流的方法和装置，其中减少逆变换的吞吐量。
一个或多个实施例包括用于加速逆变换的方法和装置，其中减少逆变换的吞吐量。
一个或多个实施例包括其上记录有用于执行用于解码视频流和/或加速逆变换的方法的程序的非暂时性计算机可读记录介质。
有益效果
如上所述，根据一个或多个上述实施例，可以从变换系数当中确定包括至少一个变换系数(例如，一个非零变换系数)的块的位置(例如，最大位置)，而且可以通过使用确定的位置(例如，最大位置)来逆变换变换系数。
可以根据非零值的最大位置来控制重复垂直或水平逆变换的次数。
附图说明
图1是示出示范性视频压缩和视频还原的框图；
图2是示出通过解码比特流产生视频数据的示范性方法的流程图；
图3是示出视频解码器通过使用最大位置执行的示范性逆变换的图；
图4是根据实施例的视频解码器的框图；
图5是根据实施例的用于加速逆变换的装置的框图；
图6是示出通过使用视频解码器或装置示范性计算最大位置的图；
图7A-7D是示出块的示范性最大位置的图；
图8是示出根据实施例的示范性计算子块的最大位置的图；
图9是示出根据实施例的示范性计算子块的最大位置的图；
图10是示出视频解码器执行的示范性逆变换的图；
图11是示出根据实施例的垂直逆变换器执行的示范性垂直逆变换的图；
图12是示出根据实施例的垂直逆变换器执行的示范性垂直逆变换的图；
图13是示出根据实施例的水平逆变换器执行的示范性水平逆变换的图；
图14是示出根据实施例的水平逆变换器执行的示范性水平逆变换的图；
图15是根据实施例的逆变换器的框图；
图16是示出逆变换器执行的示范性逆变换的流程图；
图17是执行逆变换的过程的流程图；以及
图18是根据实施例的解码比特流的方法的流程图。
具体实施方式
实现本发明的最佳模式
根据一个或多个实施例，一种解码比特流的方法包括：接收已编码的比特流；从接收的比特流中提取变换系数；从提取的变换系数当中确定包括至少一个非零变换系数的块的位置；以及通过使用确定的位置逆变换该块中的变换系数来产生已解码的视频数据。
根据一个或多个实施例，一种视频解码器包括：可变长度解码(VLD)模块，用于从已编码的比特流中提取变换系数；最大位置计算器，用于从提取的变换系数当中确定包括至少一个非零变换系数的块的最大位置；以及逆变换器，用于通过使用该最大位置逆变换该块中的变换系数来产生已解码的视频数据。
根据一个或多个实施例，一种加速逆变换的方法包括：通过接收已编码的比特流中包括的值和所述值的位置信息来提取变换系数；从变换系数当中计算包括至少一个非零变换系数的块的最大位置；基于该最大位置产生用于对该块中的变换系数执行逆变换的控制程序；以及向用于根据该控制程序执行逆变换的装置发送该控制程序。
本发明的模式
现在将详细介绍实施例，其示例在附图中示出，其中类似的引用数字始终指代类似的元件。
图1是示出示范性视频压缩和视频解压缩的框图。如图1所示，视频压缩系统100包括视频数据产生器110、视频编码器120和比特流发送器130，而视频解压缩系统200包括比特流接收器210、视频解码器220和显示单元230。
视频压缩系统100产生视频数据，并压缩和发送产生的视频数据。视频压缩系统100可以是用于摄制视频、并产生和发送摄制的视频的数字数据的系统。例如，视频压缩系统100可以是诸如计算机、相机、移动电话机、眼镜或手表的电子设备。可以在例如眼镜或手表中构建能够摄制视频的微型相机。因而，例如眼镜或手表可以通过使用微型相机来摄制视频并产生视频数据。
视频数据产生器110摄制视频并产生视频数据。视频数据产生器110可以从服务器或其他设备接收视频数据。
视频数据产生器110向视频编码器120输出产生的视频数据。
视频数据产生器110可以是能够捕获图像或运动图像的相机。
视频编码器120从视频数据产生器110接收视频数据。
视频编码器120编码接收的视频数据。视频编码器120压缩视频数据以便减小视频数据的容量。视频编码器120变换视频数据以产生已变换的视频数据。视频编码器120量化已变换的视频数据。视频编码器120通过使用已量化的视频数据产生比特流。
视频编码器120向比特流发送器130输出产生的比特流。
视频编码器120可以是一个或多个处理器。视频编码器120可以是处理器中提供的程序。
比特流发送器130从视频编码器120接收比特流，并向视频解压缩系统200发送接收的比特流。比特流发送器130可以以无线方式和/或通过线向视频解压缩系统200发送比特流。
视频解压缩系统200通过解码比特流产生视频数据，并通过使用产生的视频数据显示视频。视频解压缩系统200可以通过解码已编码的比特流例如向用户提供运动图像。例如，视频解压缩系统200可以是诸如电视机(TV)、计算机、相机、移动电话机、眼镜或手表的电子设备。相机、眼镜和手表可以包括能够显示运动图像的显示设备以便向用户提供运动图像。
比特流接收器210从视频压缩系统100接收比特流，并向视频解码器220输出接收的比特流。比特流接收器210可以以无线方式和/或通过线从视频压缩系统100接收比特流。
视频解码器220从比特流接收器210接收比特流。
视频解码器220解码接收的比特流。视频解码器220通过解压缩已压缩的比特流来产生视频数据。视频解码器220通过使用接收的比特流来提取变换系数，并通过对提取的变换系数执行逆变换和逆量化来产生视频数据。可以通过将比特流中的系数变换为例如2维(2D)形式来获得变换系数。视频解码器220可以在逆变换变换系数时逆变换变换系数当中的一些值(例如，仅仅非零值)以便减小逆变换的吞吐量。
视频解码器220向显示单元230输出产生的视频数据。
显示单元230显示从视频解码器220接收的视频数据。
显示单元230可以是TV或移动电话机的屏幕。例如，显示单元230可以是液晶显示器(LCD)、等离子体显示面板或有机场致发光面板。
图2是通过解码比特流产生视频数据的方法的流程图。如图2所示，例如可以通过图1的视频解压缩系统200来执行图2的方法的操作。可以通过图1的视频解码器220执行操作(例如，每个操作)。公开了图1的视频解码器220执行的方法的操作。然而，根据实施例，例如可以通过视频解码器220或包括视频解码器220的装置执行操作。
在操作201，视频解码器220接收已编码的比特流和解析比特流。视频解码器220可以解析比特流中包括的首标信息、运动矢量信息和系数信息。
比特流指示1D数字数据，而且可以表达为不同术语，诸如视频流。
首标信息包括关于比特流的压缩方法的信息。
运动矢量信息指示关于相邻帧中的相似块的运动的信息。
系数信息指示形成比特流的数据。系数信息指示关于形成一个帧的像素的信息。系数信息包括系数的值和位置信息。
在操作202，视频解码器220提取比特流中包括的变换系数。例如，视频解码器220通过重排比特流中包括的系数来产生变换系数。
变换系数指示包含比特流中包括的系数的矩阵(例如，2D矩阵)，而且可以表示通过其他术语表示，诸如变换单元(TU)。
在操作202中产生的关于变换系数的信息可以在操作204中使用。关于变换系数的信息可以是变换系数的尺寸和系数信息。系数信息可以是指示变换系数中的非零变换系数的位置的信息。系数信息可以指示X轴上的非零变换系数的位置和Y轴上的非零变换系数的位置。
在操作203，视频解码器220对变换系数执行逆量化。可以通过相反地执行视频编码器120执行的量化来执行逆量化。由于比特流包括关于视频编码器120执行的量化的信息，视频解码器220通过使用关于量化的信息来执行逆量化。
例如，可以通过在将系数除以具有特定尺寸的数目之后将系数减小尺寸来执行量化。因此，可以通过将具有特定尺寸的数目与系数相乘以将系数增大尺寸来执行逆量化。
在操作204，视频解码器220逆变换已逆量化的变换系数。视频解码器220可以通过参照关于变换系数的信息来执行逆变换。视频解码器220基于变换系数的位置(例如，最大位置)来执行逆变换。最大位置指示变换系数当中的包括至少一个非零变换系数的块的坐标。例如可以从左上变换系数开始计数最大位置。
视频解码器220可以通过参照最大位置来确定变换系数的矩阵(例如，整个矩阵)中的部分区域并逆变换该部分区域中的变换系数。部分区域指示整个矩阵的特定区域中的矩阵，而且通常是整个矩阵的低频域。由于视频解码器220仅使用部分区域中的变换系数执行逆变换，吞吐量可以比对整个矩阵中包括的变换系数执行逆变换时低。视频解码器220可以通过参照最大位置分配垂直或水平逆变换的重复次数或范围。
视频解码器220产生并输出通过逆变换解码的视频。
视频解码器220可以对已解码的视频数据执行单独的图像处理。换句话说，视频解码器220可以去除已解码的视频数据中的噪声和/或通过运动补偿产生将要向显示单元230输出的格式的数据。
图3是示出视频解码器220通过使用最大位置执行的示范性逆变换的图。如图3所示，示出输入和输出数据310和340，阴影区域指示包括至少一个非零变换系数的区域，而空白区域指示仅包括零变换系数的区域。
在输入数据310中，低频域311指示包括至少一个非零变换系数的区域，而高频域312指示仅包括零变换系数的区域。
在操作320，视频解码器220确定输入数据310的最大位置。换句话说，视频解码器220分类包括至少一个非零变换系数的低频域311和包括零变换系数的高频域312。视频解码器220确定作为低频域311的X轴上的最大位置的MaxPosX 321、以及作为Y轴上的最大位置的MaxPosY 322。MaxPosX 321和MaxPosY 322指示距离输入数据310的左上角的变换系数的位置，而且可以以数字表达。X轴是输入数据310的宽度方向，而Y轴是输入数据310的长度方向。
在操作330，视频解码器220通过使用最大位置中的变换系数来逆变换输入数据310。视频解码器220仅使用低频域311中的变换系数执行逆变换。换句话说，视频解码器220通过使用在MaxPosX 321和MaxPosY 322中包括的变换系数来逆变换输入数据310。
视频解码器220通过执行逆变换产生输出数据340。不同于输入数据310，输出数据340可以在整个区域中包括非零值。虽然图3所示的输出数据340的各区域为阴影，但是一些区域可以包括非零值。
图4是根据实施例的视频解码器400的框图。图4的视频解码器400是图1所示的视频解码器220的另一示例。适用于图4的视频解码器400的参照图1的视频解码器220描述的细节被省略。
如图4所示，视频解码器400包括可变长度解码(VLD)模块410、最大位置计算器420，逆变换控制器430和逆变换器440。
VLD模块410解析已编码的比特流并执行逆扫描。
VLD模块410接收已编码的比特流并解析比特流。VLD模块410解析比特流中包括的首标信息、运动矢量信息和系数信息。
VLD模块410可以通过对比特流中包括的系数执行逆扫描来提取变换系数。VLD模块410可以基于通过解析比特流获得的信息来确定比特流中包括的系数如何被扫描。因此，VLD模块410可以通过参照扫描的方向和顺序执行逆扫描来产生2D变换系数。
VLD模块410通过执行逆扫描向逆变换器440输出变换系数。VLD模块410在执行逆扫描的同时向最大位置计算器420输出变换系数的值和位置信息。位置信息指示2D矩阵上变换系数的位置，而且可以表示为PosX和PosY。PosX指示2D矩阵上变换系数的X坐标，而PosY指示2D矩阵上变换系数的Y坐标。基准坐标可以是2D矩阵的左上边缘。
位置计算器(例如，最大位置计算器420)计算包括变换系数当中的至少一个变换系数(例如，一个非零变换系数)的块的位置(例如，最大位置)。最大位置计算器420可以通过使用至少一个变量来计算和指示最大位置。
最大位置计算器420通过使用从VLD模块410接收的变换系数的值和位置信息计算最大位置。例如，最大位置计算器420将作为指示包括至少一个非零变换系数的块的X轴上的最大位置的变量的MaxPosX设置为0，并将作为指示包括至少一个非零变换系数的块的Y轴上的最大位置的变量的MaxPosY设置为0。当从VLD模块410接收的变换系数的值不是0时，最大位置计算器420比较当前MaxPosX和非零变换系数的PosX。如果PosX大于当前MaxPosX，则最大位置计算器420将当前MaxPosX的值更新为PosX的值。否则，最大位置计算器420不更新当前MaxPosX。最大位置计算器420对PosY执行相同过程。换句话说，当从VLD模块410接收的变换系数的值不是0时，最大位置计算器420比较当前MaxPosY和非零变换系数的PosY。如果PosY大于当前MaxPosY，则最大位置计算器420将当前MaxPosY的值更新为PosY的值。否则，最大位置计算器420不更新当前MaxPosY。当前MaxPosX是从VLD模块410输入变换系数的值和位置信息时存储的值。当前MaxPosY是从VLD模块410输入变换系数的值和位置信息时存储的值。
最大位置计算器420例如在当结束一帧的比特流的输入的时间点处向逆变换控制器430输出MaxPosX和MaxPosY的值。因此，MaxPosX和MaxPosY和值会根据各帧而不同。
逆变换控制器430可以通过使用从最大位置计算器420接收的MaxPosX和MaxPosY来产生用于控制逆变换器440的控制程序。逆变换控制器430可以使用MaxPosX和MaxPosY产生控制程序以便减少逆变换器440执行的逆变换的吞吐量。
逆变换控制器430可以产生用于限制在垂直逆变换和水平逆变换中使用的变换系数的控制程序。例如，逆变换控制器430可以产生控制程序以使得逆变换器440仅对变换系数当中的MaxPosX和MaxPosY中的变换系数执行垂直逆变换，而且仅对已执行垂直逆变换的变换系数当中的已在MaxPosX中执行垂直逆变换的变换系数执行水平逆变换。逆变换控制器430可以产生控制程序以使得逆变换器440仅对变换系数当中的MaxPosX和MaxPosY中的变换系数执行水平逆变换，而且仅对已执行水平逆变换的变换系数当中的已在MaxPosY中执行水平逆变换的变换系数执行垂直逆变换。
逆变换控制器430可以控制重复垂直或水平逆变换的次数。当执行(例如，第一次执行)垂直逆变换时，逆变换控制器430控制逆变换器440仅执行垂直逆变换与MaxPosX的值对应的次数。当执行(例如，第一次执行)水平逆变换时，逆变换控制器430控制逆变换器440仅执行水平逆变换例如与MaxPosY的值对应的次数。
逆变换控制器430向逆变换器440发送控制程序。
逆变换器440逆变换从VLD模块410接收的变换系数。逆变换器440根据从逆变换控制器430接收的控制程序仅逆变换一些变换系数。
逆变换器440对变换系数执行垂直和水平逆变换。逆变换器440可以根据从逆变换控制器430接收的控制程序先执行垂直逆变换或先执行水平逆变换。
逆变换器440输出通过对变换系数执行垂直和水平逆变换产生的解码的视频数据。
VLD模块410、最大位置计算器420、逆变换控制器430和逆变换器440可以通过一个或多个处理器实现，或可以以程序的形式存储在诸如存储器的存储介质中。
图5是根据实施例的用于加速逆变换的装置600的框图。图5的装置600是图4所示的视频解码器400的变体的示例。因此，适用于图5的装置600的之前参照图4的视频解码器400描述的细节被省略。
装置600可以从视频解码器500分离。换句话说，装置600可以是与视频解码器500的处理器不同的处理器，而且可以向视频解码器500发送控制程序以便高效率地控制视频解码器500执行的逆变换。
装置600基于接收的变换系数的值和变换系数的位置信息向视频解码器500输出控制程序。装置600可以每帧产生控制程序。装置600每当从比特流中包括的多个帧当中输入帧(例如，一个帧)时产生控制程序，而且向视频解码器500的逆变换器520输出控制程序。
装置600包括最大位置计算器610和逆变换控制器620。最大位置计算器610基于从VLD模块510接收的变换系数的值和位置信息计算包括变换系数当中的至少一个变换系数(例如，一个非零变换系数)的块的最大位置(即，MaxPosX和MaxPosY)。
逆变换控制器620基于从最大位置计算器610接收的MaxPosX和MaxPosY产生控制程序。逆变换控制器620向视频解码器500发送产生的控制程序。
图6是示出例如通过使用图4所示的视频解码器400或图5所示的装置600示范性计算最大位置的图。因而，参照图4的视频解码器400和图5的装置600以上描述的细节适用于图6的计算。
在操作601，视频解码器400接收已编码的比特流并解码比特流中包括的系数的位置。当通过使用比特流中包括的系数提取变换系数603时，视频解码器400确定矩阵形式的变换系数603中系数的位置。
在操作602，视频解码器400计算包括至少一个非零变换系数的块的最大位置。参照变换系数603，黑圆表示非零变换系数，而白圆表示零变换系数。因此，在图6的示范性变换系数603中，只有2x3矩阵中的变换系数具有非零值。于是，当左上角是基准位置(0,0)时，变换系数603的MaxPosX是基准位置右方的第二个位置，因而被计算为1。由于变换系数603的MaxPosY是基准位置下方的第三个位置，MaxPosY被计算为2。
图7A-7D是示出块的示范性最大位置的图。
如图7A所示，由于变换系数701当中包括至少一个非零变换系数的块的MaxPosX是基准位置右方的第二个位置，MaxPosX被计算为1。由于该块的MaxPosY是基准位置下方的第二个位置，MaxPosY也被计算为1。
如图7B所示，由于变换系数702当中包括至少一个非零变换系数的块的MaxPosX是基准位置右方的第三个位置，MaxPosX被计算为2。由于该块的MaxPosY是基准位置下方的第三个位置，MaxPosY被计算为2。
如图7C所示，由于变换系数703当中包括至少一个非零变换系数的块的MaxPosX是基准位置右方的第四个位置，MaxPosX被计算为3。由于该块的MaxPosY是基准位置下方的第五个位置，MaxPosY被计算为4。
如图7D所示，由于变换系数704当中包括至少一个非零变换系数的块的MaxPosX是基准位置右方的第三个位置，MaxPosX被计算为2。由于该块的MaxPosY是基准位置下方的第五个位置，MaxPosY被计算为4。
图8是示出根据实施例的示范性计算子块的最大位置的图。如图8所示，视频解码器400计算变换系数803的子块的位置(例如，最大位置)。子块的最大位置指示包括至少一个变换系数(例如，非零变换系数)的子块的最大位置。视频解码器400将变换系数803划分为多个子块，并根据子块计算包括至少一个非零变换系数的子块的最大位置。
在操作801，视频解码器400接收已编码的比特流并解码比特流的子块的位置。视频解码器400通过使用比特流中包括的信息将从比特流中提取的变换系数803划分为子块。
在操作802，视频解码器400计算子块的最大位置。视频解码器400计算包括至少一个非零变换系数的块的最大位置。
视频解码器400将作为指示包括至少一个非零变换系数的子块的X轴上的最大位置的变量的SubBlockPosX设置为0，并将作为指示该子块的Y轴上的最大位置的变量的SubBlockPosY设置为0。当子块包括至少一个非零变换系数时，视频解码器400比较该子块的PosX和当前SubBlockPosX。如果PosX大于当前SubBlockPosX，则视频解码器400将当前SubBlockPosX的值更新为PosX的值。否则，视频解码器400不更新当前SubBlockPosX。子块的PosX指示当前输入子块在X轴方向上的位置。
当子块包括至少一个非零变换系数时，视频解码器400比较该子块的PosY和当前SubBlockPosY。如果PosY大于当前SubBlockPosY，则视频解码器400将当前SubBlockPosY的值更新为PosY的值。否则，视频解码器400不更新当前SubBlockPosY。子块的PosY指示当前输入子块在Y轴方向上的位置。
如图8的变换系数803中所示，变换系数803形成16x16矩阵而且被划分为四个子块。换句话说，一个子块是4x4矩阵。由于四个子块中只有左上子块包括非零变换系数，故SubBlockPosX为0且SubBlockPosY为0。因此，视频解码器400并不把将要逆变换的块的最大位置确定为MaxPosX＝1和MaxPosY＝2，而是确定为MaxPosX＝3和MaxPosY＝3。换句话说，视频解码器400以子块为单位计算非零最大子块，并基于最大子块执行逆变换。虽然将块的最大位置设置为MaxPosX＝1和MaxPosY＝2然后逆变换变换系数803具有比将块的最大位置设置为MaxPosX＝3和MaxPosY＝3然后逆变换变换系数803小的吞吐量，但是根据示范性实施例可以减少用于确定块的最大位置所需的吞吐量。因而，视频解码器400可以以子块为单位确定块的MaxPosX和MaxPosY，并通过使用MaxPosX和MaxPosY来逆变换变换系数803。
图9是示出根据实施例的示范性计算子块的最大位置的图。如图9所示，视频解码器400计算变换系数901的子块的位置(例如，最大位置)。在变换系数901中，由于两个上子块包括非零变换系数，视频解码器400将SubBlockPosX计算为1，并将SubBlockPosY计算为0。由于SubBlockPosX＝1且SubBlockPosY＝0，视频解码器将变换系数901的块的最大位置设置为MaxPosX＝7和MaxPosY＝3。
图10是示出视频解码器400执行的示范性逆变换的图。如图10所示，视频解码器400通过使用块的最大位置来执行逆变换。
逆变换器440包括垂直逆变换器441和水平逆变换器442。
垂直逆变换器441沿垂直方向对变换系数执行垂直逆变换。垂直逆变换器441从逆变换控制器430接收MaxPosX和MaxPosY，并通过仅使用变换系数当中的MaxPosX和MaxPosY中的变换系数来执行垂直逆变换。
垂直逆变换器441向水平逆变换器442输出已执行垂直逆变换的变换系数。
水平逆变换器442沿水平方向对已执行垂直逆变换的变换系数执行水平逆变换。这里，水平逆变换器442从逆变换控制器430接收MaxPosX，并通过仅使用已执行垂直逆变换的变换系数当中的MaxPosX中的变换系数来执行水平逆变换。
图11是示出根据实施例的图10的垂直逆变换器441执行的示范性垂直逆变换的图。如图11所示，垂直逆变换器441基于从逆变换控制器430接收的MaxPosX和MaxPosY对变换系数1101执行垂直逆变换。垂直逆变换器441通过使用变换系数1101当中的区域1102中的变换系数来执行垂直逆变换。通过MaxPosX和MaxPosY来确定区域1102。当垂直逆变换器441对MaxPosX左方的变换系数执行垂直逆变换时，MaxPosY下方的变换系数全部为0，因而可以从操作中排除。
图12是示出根据实施例的图10的垂直逆变换器441对变换系数1201或1202执行的示范性垂直逆变换的图。如图12所示，由于变换系数1201的MaxPosY的位置在总高度的3/4位置处，垂直逆变换器441可以仅处理全部变换系数的3/4以加速逆变换。由于MaxPosX的位置在1/2位置处，垂直逆变换器441仅对变换系数的1/2执行逆变换。
在变换系数1202中，由于MaxPosY的位置在总高度的1/4位置处，垂直逆变换器441可以仅处理全部变换系数的1/4以加速逆变换。由于MaxPosX的位置在1/2位置处，垂直逆变换器441仅对变换系数的1/2执行逆变换。
图13是示出根据实施例的例如图10的水平逆变换器442对变换系数1301执行的示范性垂直逆变换的图。如图13所示，水平逆变换器442基于从逆变换控制器430输入的MaxPosX对变换系数1301执行水平逆变换。水平逆变换器442通过使用变换系数1301的部分区域中的变换系数来执行水平逆变换。由于MaxPosX右方的变换系数全部为零，在水平逆变换器442执行水平逆变换时可以排除相应的变换系数。
图14是示出根据实施例的图10的水平逆变换器442对变换系数1401或1402执行的示范性垂直逆变换的图。如图14所示，由于变换系数1401中的MaxPosX的位置在1/4位置处，水平逆变换器442可以通过仅使用全部变换系数的1/4来加速逆变换。由于MaxPosX右方的变换系数全部为0，可以从操作中排除它们。
由于变换系数1402中的MaxPosX的位置在3/4位置处，水平逆变换器442可以通过仅使用全部变换系数的3/4来加速逆变换。
图15是根据实施例的图4的逆变换器440的框图。适用于图15的逆变换器440的上面参照图4的逆变换器440描述的细节被省略。
如图15所示，可以通过改变图10的逆变换器440中的垂直和水平逆变换器441和442的位置获得图15的逆变换器440。逆变换器440执行(例如，首先执行)对变换系数的水平逆变换，接着在水平逆变换之后执行垂直逆变换。
水平逆变换器442基于从逆变换控制器430接收的MaxPosX和MaxPosY对变换系数执行水平逆变换。水平逆变换器442通过使用MaxPosX以内的变换系数执行MaxPosY以内的水平逆变换。由于MaxPosY下方的变换系数为0，水平逆变换器442可以不对MaxPosY下方的变换系数执行水平逆变换。由于MaxPosX右方的变换系数为0，水平逆变换器442可以将MaxPosX右方的变换系数处理为0。
水平逆变换器442向垂直逆变换器441输出已执行水平逆变换的变换系数。
由于MaxPosY下方的变换系数为0，垂直逆变换器441可以将MaxPosY下方的变换系数处理为0。
图16是示出例如图4所示的逆变换器440执行的示范性逆变换的流程图。因而，适用于图16的逆变换器440的上面参照图4的逆变换器440描述的细节被省略。
在操作1610，逆变换器440对变换单元执行垂直逆变换直到MaxPosY指示的位置。当逆变换器440对变换单元的最左列中的变换系数执行垂直逆变换时，通过仅使用MaxPosY指示的位置中的变换系数来执行垂直逆变换。
在操作1620，逆变换器440对从Iteration(迭代)的值为0到Iteration的值为MaxPosX+1的列重复执行垂直逆变换。由于逆变换器440当Iteration的值为MaxPosX+1时结束执行垂直逆变换，执行垂直逆变换直到变换单元的第MaxPosX列。换句话说，逆变换器440执行垂直逆变换MaxPosX次。
在操作1630，逆变换器440执行水平逆变换直到MaxPosX指示的位置。当垂直逆变换结束时，逆变换器440执行水平逆变换。由于MaxPosX右方的变换系数为0，逆变换器440仅对MaxPosX左方的变换系数执行水平逆变换。因此，可以不处理MaxPosX右方的变换系数。
在操作1640，逆变换器440从Iteration的值为0时到Iteration的值等于变换单元的高度值时执行水平逆变换。换句话说，逆变换器440对变换单元的所有行重复执行水平逆变换。
逆变换器440执行垂直和水平逆变换以产生和输出已解码的视频数据。
图17是示出执行逆变换的示范性过程的流程图。因而，适用于图17的过程的上面参照逆变换器440描述的细节被省略。
在操作1710，逆变换器440接收变换单元以及变换单元的MaxPosX和MaxPosY。变换单元是包括变换系数的2D矩阵。
在操作1720，逆变换器440设置Iteration＝0和PosX＝0作为初始值。逆变换器440在执行垂直逆变换之前初始化变量。Iteration表示重复垂直或水平逆变换的次数。PosX表示逆变换器440执行垂直逆变换的列。PosY表示逆变换器440执行水平逆变换的行。
在操作1730，逆变换器440从PosX指示的位置到MaxPosY指示的位置执行垂直逆变换。PosX指示的位置表示与当前PosX的值对应的变换单元的列。逆变换器440对从与当前PosX的值对应的列到MaxPosY指示的位置的变换系数执行垂直逆变换。
在操作1740，逆变换器440确定是否Iteration＝MaxPosX+1。逆变换器440确定是否结束垂直逆变换。如果Iteration＝MaxPosX+1，则逆变换器440结束执行垂直逆变换并执行操作1760。否则，逆变换器440执行操作1750以对变换单元的下一列执行垂直逆变换。换句话说，MaxPosX表示重复垂直逆变换的总次数。
在操作1750，逆变换器440更新PosX＝PosX+1和Iteration＝Iteration+1。逆变换器440将PosX和Iteration的值分别加1。
在操作1760，逆变换器440设置Iteration＝0和PosY＝0。换句话说，逆变换器440结束执行垂直逆变换并初始化用于执行水平逆变换的变量。
在操作1770，逆变换器440对从PosY指示的位置到MaxPosX指示的位置的变换系数执行水平逆变换。PosY指示的位置是执行水平逆变换的行。
在操作1780，逆变换器440确定是否Iteration＝TU高度+1。如果Iteration＝TU高度+1，则逆变换器440结束执行水平逆变换。否则，逆变换器440执行操作1790以对变换单元的下一行执行水平逆变换。TU高度表示重复水平逆变换的总次数或变换单元的总高度。
在操作1790，逆变换器440更新PosY＝PosY+1和Iteration＝Iteration+1。换句话说，逆变换器440将PosY和Iteration的值分别加1。
图16和17中，表达“变换单元”可以定义为逆变换，其中变换单元具有与2D矩阵形式的变换系数相同的配置。
下面公式1表示图17的过程中的垂直逆变换。
[公式1]
Coef′[n]＝clip1[A0×Coef[0]+A1×Coef[1]+...AM-1×Coef[MaxPosY]+B)＞＞C]
Figure BDA0000995314890000141
公式1中，Coef[]表示变换系数，而Coef′[]表示已执行垂直逆变换的变换系数。A0至AM–1表示垂直逆变换中使用的函数的系数。B表示任意常数，C表示移位常数。换句话说，任意数>>C表示该任意数的移位函数。例如，移位可以被定义为将任意数除以C的函数。MaxPosY可以小于或等于M–1。
Clip1[X]当X大于V–1时输出V–1，当X小于–V时输出–V，两者皆非时输出X。因此，Clip1[X]是用于当X大于任意数时输出确定的最大值、当X小于任意数时输出确定的最小值、以及两者皆非时输出X的函数。可以根据解码装置不同地设置V，以便以期望的尺寸或比特数表达变换的系数值。
下面公式2表示图17的过程中的水平逆变换。
[公式2]
Coef″[n]＝clip2[E0×Coef′[0]+E1×Coef′[1]+...EN-1×Coef′[MaxPosX]+F)＞＞G]
Figure BDA0000995314890000151
公式2中，Coef′[]表示已执行垂直逆变换的变换系数，而Coef″[]表示已执行水平逆变换的变换系数。E0至EN–1表示水平逆变换中使用的函数的系数。F表示任意常数，G表示移位常数。换句话说，任意数>>G表示该任意数的移位函数。例如，移位可以被定义为将任意数除以G的函数。MaxPosX可以小于或等于N–1。
Clip2[X]当X大于W–1时输出W–1，当X小于–W时输出–W，两者皆非时输出X。因此，Clip2[X]是用于当X大于任意数时输出确定的最大值、当X小于任意数时输出确定的最小值、以及两者皆非时输出X的函数。可以根据解码装置不同地设置W，以便以期望的尺寸或比特数表达变换的系数值。
下面公式3表示图17的过程中的垂直逆变换的重复。
[公式3]
Figure BDA0000995314890000152
逆变换器440从i为0时到i为MaxPosX时重复for{}内的操作。Coef′[]表示已执行垂直逆变换的变换系数。ITRV表示公式1的垂直逆变换。换句话说，ITRV()表示用于从0到MaxPosY执行公式1的垂直逆变换的函数。ITRV0至ITRVM–1表示包括不同的系数的垂直逆变换函数。W表示变换单元的宽度。MaxPosY可以小于或等于M–1。
下面公式4表示图17的过程中的水平逆变换的重复。
[公式4]
Figure BDA0000995314890000161
逆变换器440从i为0时到i为M时重复for{}内的操作。Coef″[]表示已执行水平逆变换的变换系数。ITRH表示公式2的水平逆变换。换句话说，ITRH()表示用于从0到MaxPosX执行公式2的水平逆变换的函数。ITRH0至ITRHN–1表示包括不同的系数的水平逆变换函数。W表示变换单元的宽度。MaxPosX可以小于或等于N–1。
图18是根据实施例的解码比特流的方法的流程图。图18的方法可以由图4的视频解码器400或至少一个处理器执行。因而，适用于图18的方法的上面参照视频解码器400描述的细节被省略。
在操作1810，视频解码器400接收已编码的比特流。
在操作1820，视频解码器400从比特流中提取变换系数。视频解码器400通过解析比特流使用比特流中包括的首标信息和系数提取变换系数。
在操作1830，视频解码器400从提取的变换系数当中确定包括至少一个非零变换系数的块的最大位置。视频解码器400可以通过在逆扫描系数时每当检测到非零值就更新最大位置来确定最大位置。
在操作1840，视频解码器400通过逆变换最大位置中包括的变换系数来产生已解码的视频数据。视频解码器400通过使用最大位置中的变换系数依次执行垂直逆变换和水平逆变换。视频解码器400可以通过使用前一帧和由逆变换的系数形成的残量来产生当前帧。例如，视频解码器400可以通过将前一帧和残量相加来产生当前帧。
通过使用该方法，用于执行逆变换的装置仅处理变换系数当中的包括至少一个非零变换系数的块，因而与零变换系数被全部处理时相比可以减少吞吐量。
装置600控制用于执行逆变换的装置高效率地操作。
一个或多个实施例可以被写为计算机程序，而且可以在使用非暂时性计算机可读记录介质运行所述程序的通用数字计算机中实施。计算机可读记录介质的示例包括磁存储介质(例如，ROM、软盘、硬盘等)、光记录介质(例如，CD-ROM或DVD)等。

Claims (4)

1.一种解码比特流的方法，该方法包括：
接收已编码的比特流；
从接收的比特流中提取变换系数，并且在通过逆扫描所述比特流产生变换系数的同时输出变换系数的值和所述值的位置信息；
所述方法特征在于：
解码比特流的子块位置信息；
使用子块位置信息将变换块均匀划分为多个子块；
确定所述变换块的子区域，
其中，确定所述变换块的子区域的步骤包括：
确定包括至少一个非零变换系数的子块的X轴上的最大位置SubBlockPosX以及包括至少一个非零变换系数的子块的Y轴上的最大位置SubBlockPosY，其中，所述SubBlockPosX和SubBlockPosY以子块为单位，
每当输入非零变换系数时，将输入的非零变换系数所在的子块的X轴上的位置PosX与SubBlockPosX进行比较，并且将输入的非零变换系数所在的子块的Y轴上的位置PosY与SubBlockPosY进行比较，其中，所述PosX和PosY以子块为单位，并且
当PosX大于SubBlockPosX时，将SubBlockPosX的值更新为PosX的值，以及
当PosY大于SubBlockPosY时，将SubBlockPosY的值更新为PosY的值，以及
基于SubBlockPosX和SubBlockPosY确定所述变换块的子区域；以及
通过逆变换所述变换块的子区域中的变换系数来产生已解码的视频数据，包括以下各项之一：
仅对在SubBlockPosX和SubBlockPosY中的变换系数执行垂直逆变换，而且仅对在SubBlockPosX中的已执行垂直逆变换的变换系数执行水平逆变换；或者
仅对在SubBlockPosX和SubBlockPosY中的变换系数执行水平逆变换，而且仅对在SubBlockPosY中的已执行水平逆变换的变换系数执行垂直逆变换。
2.一种视频解码器，所述视频解码器包括至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为：
从已编码的比特流中提取变换系数，并且在通过逆扫描所述比特流产生变换系数的同时向所述至少一个处理器输出变换系数的值和所述值的位置信息；
解码比特流的子块位置信息；
使用子块位置信息将变换块均匀划分为多个子块；
确定所述变换块的子区域，
其中，确定所述变换块的子区域的步骤包括：
确定包括至少一个非零变换系数的子块的X轴上的最大位置SubBlockPosX以及包括至少一个非零变换系数的子块的Y轴上的最大位置SubBlockPosY，其中，所述SubBlockPosX和SubBlockPosY以子块为单位；
每当输入非零变换系数时，将输入的非零变换系数所在的子块的X轴上的位置PosX与SubBlockPosX进行比较，并且将输入的非零变换系数所在的子块的Y轴上的位置PosY与SubBlockPosY进行比较，其中，所述PosX和PosY以子块为单位，并且
当PosX大于SubBlockPosX时，将SubBlockPosX的值更新为PosX的值，以及
当PosY大于SubBlockPosY时，将SubBlockPosY的值更新为PosY的值，以及
基于SubBlockPosX和SubBlockPosY确定所述变换块的子区域；以及
通过逆变换所述变换块的子区域中的变换系数来产生已解码的视频数据，包括以下各项之一：
仅对在SubBlockPosX和SubBlockPosY中的变换系数执行垂直逆变换，而且仅对在SubBlockPosX中的已执行垂直逆变换的变换系数执行水平逆变换；或者
仅对在SubBlockPosX和SubBlockPosY中的变换系数执行水平逆变换，而且仅对在SubBlockPosY中的已执行水平逆变换的变换系数执行垂直逆变换。
3.如权利要求2所述的视频解码器，进一步包括逆变换控制器，用于从至少一个处理器接收SubBlockPosX和SubBlockPosY，并输出用于控制由该至少一个处理器执行的逆变换的程序，
其中该逆变换控制器控制该至少一个处理器执行水平或垂直逆变换的次数。
4.一种非暂时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序由至少一个处理器执行时使得所述至少一个处理器执行如权利要求1所述的方法。
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