DE69829783T2 - Quantisierungsmatrix für die Codierung von Stand- und Bewegtbildern - Google Patents
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Description
- Gebiet der Technik
- Die Erfindung ist besonders geeignet zum Codieren von hochkomprimierten Stand- und Laufbildern. Sie eignet sich für den Einsatz bei Videokonferenzen über Standardtelefonleitungen sowie für andere Anwendungen, bei denen eine hohe Kompression erforderlich ist.
- Stand der Technik
- US-A-5,535,138 beschreibt detailliert ein Videokonferenzsystem, in dem vor der Übertragung Videosignale unter Verwendung einer Quantisierungsmatrix codiert werden, die basierend auf einer oder mehreren Quantisierungsmatrixparametern erzeugt werden, welche selber in dem codierten Bitstrom enthalten sind. Die codierten Videosignale werden dann unter Verwendung der einen oder mehreren in dem codierten Bitstrom enthaltenen Quantisierungsmatrixparametern decodiert.
- Bei den meisten Kompressionsalgorithmen ist ein gewisser Verlust beim decodierten Bild zu erwarten. Ein typisches Kompressionsverfahren, das gute Ergebnisse liefert, besteht darin, diesen Quantisierungsverlust des Signals im Transformationsbereich statt im Pixelbereich einzubauen. Beispiele für solche Transformationen sind die Discrete Cosine Transform bzw. Diskrete Cosinustransformation – DCT, die Wavelet-Transformationen und die Teilbandanalysefilter. Bei einem Kompressionsalgorithmus auf Transformationsbasis wird das Bild in den Transformationsbereich umgesetzt, und es wird ein Quantisierungsschema an die Koeffizienten angelegt, um die Datenmenge zu verringern. Die Transformation bewirkt die Konzentration der Energie in ein paar Koeffizienten; in diese Koeffizienten kann Rauschen einfließen, ohne dass die wahrgenommene optische Qualität des rekonstruierten Bildes darunter leidet.
- Bekanntlich kann eine bestimmte Form des menschlichen optischen Wahrnehmungsvermögens bei unterschiedlicher Gewichtung der Quantisierung unter schiedlicher Koeffizienten die wahrgenommene optische Qualität verbessern. In Codierungsnormen wie ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 IS-13818-2 (MPEG2) wird die Quantisierung der DCT-Koeffizienten durch die Quantisierungsmatrix gewichtet. Gewöhnlich wird eine Standardmatrix verwendet, jedoch hat der Codierer die Wahl, neue Werte der Quantisierungsmatrix an den Decoder zu senden. Das geschieht durch Markierung im Kopf des Datenstroms.
- Beim Stand der Technik werden zum Senden der Quantisierungsmatrix auf der Grundlage der Videonorm MPEG-2 64 feste Werte zu je 8 Bit gesendet, wenn die Bitmarkierung zur Verwendung einer bestimmten Quantisierungsmatrix „1" ist.
- Die Matrixwerte in den Positionen des höheren Frequenzbands werden tatsächlich nicht genutzt, insbesondere nicht beim Codieren mit sehr geringer Bitrate, bei dem ein großer Quantisierungsschritt verwendet wird oder bei einem Eingabeblock von sehr ebener Textur oder mit guter Bewegungskompensation.
- Man kann auch feststellen, dass beim Stand der Technik bei jeder für die verschiedenen Anwendungen verwendeten Quantisierungsmatrix der erste Wert der Quantisierungsmatrix stets auf acht gesetzt wird, unabhängig davon, ob das Codieren mit niedriger Bitrate oder mit hoher Bitrate erfolgt.
- Ein Problem bei diesem Verfahren ist die Datenmenge, die als Teil der Quantisierungsmatrix übermittelt werden muss. In einem typischen Fall sind alle 64 Koeffizienten zu je 8 Bits erforderlich. Das ergibt insgesamt 512 Bits. Wenn drei verschiedene Quantisierungsmatrizen für drei Farbdatenbänder erforderlich sind, beträgt die Gesamtbitmenge das Dreifache davon. Das bedeutet zuviel Ballast bei Übertragung mit geringer Bitrate. Es führt zu zu langen Aufbauzeiten oder Latenzen bei der Übertragung, wenn die Matrix im Lauf der Übertragung geändert wird.
- Das zweite zu lösende Problem ist die räumliche Maskierung des menschlichen Sehens. Störelemente in flachen Bereichen treten stärker hervor als Störelemente in strukturierten bzw. texturierten Bereichen. Die Anwendung derselben Matrix auf alle Bereiche ist daher keine gute Lösung, weil die Matrix zwar insgesamt optimiert, jedoch nicht lokal an die Erscheinungen der lokalen Bereiche angepasst ist.
- Das dritte zu lösende Problem ist die Biteinsparung vom variablen Quantisierungsmatrixwert für DC. Der erste Wert in der Quantisierungsmatrix wird für höhere Bitraten und flache Bereiche herabgesetzt und für geringere Bitraten und texturierte Bereiche heraufgesetzt.
- Zur Lösung des obigen Problems wird ein Verfahren zum Übertragen einer abgeschnittenen Quantisierungsmatrix für die Transformationscodierung und -decodierung von Bildern in Anspruch 1 vorgeschlagen.
- Weitere Probleme werden durch die folgenden Maßnahmen gelöst.
- Eine Standardmatrix wurde entwickelt, um eine Aktualisierung einer veränderlichen Anzahl von Gewichten durch den Codierer zu ermöglichen. Dieses Verfahren zum Anpassen der Matrix auf den Bildinhalt auf verschiedenen Stufen wird im Folgenden als abgeschnittene Quantisierungsmatrix bezeichnet.
- Diese abgeschnittene Quantisierungsmatrix kann durch Überprüfung der Codierungsbitrate, der Komplexität des codierten Bildes sowie anderer Gesichtspunkte bestimmt werden. Es ist immer eine kleine Anzahl von Werten ungleich 0 notwendig, die üblicherweise an dem DC- und den ersten wenigen AC-Koeffizienten konzentriert sind, insbesondere bei Codierung mit niedriger Bitrate. Weiter können diese Werte ungleich 0 differenziell codiert werden und weniger als 8 Bit für jeden Wert zur Codierung der Differenzwerte verwendet werden.
- Die Quantisierungsgewichte werden gemäß der Aktivität des Blocks skaliert.
- Die Quantisierungsgewichte werden gemäß der Quantisierungsschrittgröße des Blocks skaliert.
- Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Verfügung, um die Effizienz der Verwendung einer Quantisierungsmatrix sowohl durch Einsparung von Bits als auch durch Anpassung auf einzelne Blocks zu erhöhen.
- Die Quantisierungsmatrix wird basierend auf verschiedenen Codierungsbitraten sowie anderen Gesichtspunkten in folgender Art und Weise bestimmt: nur die ersten wenigen Werte in der Quantisierungsmatrix werden mittels festgelegter Gewichtung auf ungleich 0 gesetzt und die anderen, die nicht codiert und übertragen werden, werden auf 0 abgeschnitten.
- Diese abgeschnittene Quantisierungsmatrix wird zickzackförmig abgetastet, differenziell codiert und übertragen, zusammen mit der Anzahl der Werte ungleich 0, oder durch ein bestimmtes Symbol beendet.
- Die gewichtende Skalierung kann durch Überprüfung der Anzahl der nach der Quantisierung übrigen Koeffizienten angepasst werden, da die Anzahl der übrigen Koeffizienten die Aktivität des Blocks wiedergibt. Falls nur ein DC-Koeffizient nach der Quantifizierung übrig ist, sollte die gewichtende Skalierung für DC kleiner oder gleich 8 sein, da es ein flacher Bereich ist. Anderenfalls, falls eine Menge von AC-Koeffizienten übrig ist, kann die gewichtende Skalierung von DC größer sein, beispielsweise das zweifache des Quantisierungsschritts. Die gleiche Anpassung kann für die gewichtende Skalierung für AC-Koeffizienten angewandt werden.
- Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
1A zeigt ein Diagramm mit einem Beispiel für eine Standardquantisierungsmatrix. -
1B zeigt ein Diagramm mit einem Beispiel für eine bestimmte Quantisierungsmatrix. -
2A zeigt eine abgeschnittene Quantisierungsmatrix. -
2B zeigt ein Diagramm mit einem weiteren Beispiel für eine bestimmte Quantisierungsmatrix. -
3 zeigt ein Diagramm mit einem Beispiel für eine synthetisierte Quantisierungsmatrix. -
4 ist das Blockdiagramm eines Codierers. -
5 ist das Blockdiagramm eines Decodierers. -
6 ist ein Blockdiagramm, das eine der Möglichkeiten der Codierung der abgeschnittenen Quantisierungsmatrix zeigt. -
7 ist ein Diagramm mit einem Beispiel für eine skalierende abgeschnittene Quantisierungsmatrix, bei der nur der Wert für DC skaliert wird. -
8 ist ein Ablaufdiagramm, das den Skalierungsvorgang für den DC-Koeffizienten bei einer abgeschnittenen Quantisierungsmatrix zeigt. -
9 ist ein Blockdiagramm eines Decodierers zum Decodieren der skalierten abgeschnittenen Quantisierungsmatrix. - Beste Ausführungsart der Erfindung
- Das aktuelle Ausführungsbeispiel umfasst zwei Teile. Der erste Teil des Ausführungsbeispiels beschreibt die abgeschnittene Quantisierungsmatrix. Der zweite Teil des Ausführungsbeispiels beschreibt den Vorgang der adaptiven Skalierung der Quantisierungsschrittgröße. Auch wenn die Ausführung die Vorgänge als eine Einheit beschreibt, können beide Verfahren unabhängig voneinander angewendet werden, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen.
-
1A zeigt ein Beispiel für eine Standardquantisierungsmatrix für die Intra-Luminanz-Rahmencodierung bzw. Intra Luminance (Intra-Y) Frame Coding, und1B zeigt ein Beispiel für eine bestimmte Quantisierungsmatrix, die die Hochfrequenzkoeffizienten gröber quantisiert. -
2A ist ein Beispiel für die abgeschnittene Quantisierungsmatrix. Der Schlüssel zu dieser Ausführungsform liegt darin, dass die zu übertragende Anzahl von Werten in der Quantisierungsmatrix kleiner als 64 sein kann. Das ist vor allem beim Codieren mit sehr kleiner Bitrate, wofür nur die ersten zwei oder drei Werte benötigt werden, zweckmäßig. -
4 zeigt einen Codierer, welcher die Quantisierungsmatrix für Stand- und Laufbilder verwendet. Der Codierer enthält einen DCT-Konverter32 , einen Quantisierer34 und eine Lauflängen-Codiereinheit49 . Es ist ein QP-Generator36 zur Erzeugung von Quantisierungsparametern beispielsweise nach jedem Makroblock vorgesehen. Die Quantisierungsparameter können berechnet werden, indem nach jedem Makroblock die vorgegebene Gleichung angewendet wird, oder sie können aus einer Nachschlagtabelle entnommen werden. Die erhaltenen Quantisierungsparameter werden an den Quantisierer34 sowie an einen Decodierer angelegt, der weiter unten in Verbindung mit5 näher beschrieben wird. - In
4 hat der Codierer außerdem einen QM-Generator38 für spezielle QM zum Erzeugen spezieller Quantisierungselemente, die in Matrixformat angeordnet sind. Die speziellen Quantisierungselemente in der Matrix werden nach jeder Videoobjektlage (VOL), die mehrere Lagen umfasst, erzeugt. Beispiele für die speziellen Quantisierungselemente in der QM-Matrix sind in1B und2B gezeigt. In dem Fall, in dem die Videodaten mit geringerer Datenmenge übermittelt werden (beispielsweise bei niedriger Bitrate oder bei einfachen Bildern), werden die in1B gezeigten speziellen Quantisierungselemente verwendet, wobei eine hohe Anzahl von Quantisierungselementen, beispielsweise 200, im Hochfrequenzbereich verwendet wird. Die speziellen Quantisierungselemente können durch Berechnung oder durch Verwendung einer geeigneten Nachschlagtabelle erhalten werden. Es ist eine Wähleinrichtung37 vorgesehen zum Auswählen von zur Berechnung verwendeten Parametern oder von geeigneten Quantisierungselementen in der Matrix aus der Nachschlagtabelle. Die Wähleinrichtung37 kann je nach Art des Bildes (echtes Bild oder grafische Darstellung) oder der Qualität des Bildes vom Nutzer manuell betätigt werden oder automatisch arbeiten. - Die speziellen Quantisierungselemente in der QM-Matrix werden an eine Abschneidschaltung bzw. Abschneideinrichtung
40 angelegt. Die Abschneidschaltung40 liest die speziellen Quantisierungselemente in der QM-Matrix im Zickzack-Format, da sie durch die Zickzack-Abtasteinheit48 gesteuert wird, ausgehend von einer DC-Komponente zu Komponenten höherer Frequenz, wie in2A durch gestrichelte Linien angezeigt. Wenn die Abschneidschaltung40 eine vorgegebene Anzahl spezieller Quantisierungselemente in der Matrix liest, wird das weitere Zickzack-Lesen aus der QM-Matrix von Block38 beendet. Anschließend wird ein Ende-Code, beispielsweise eine Null, von einer Ende-Code-Addierstufe an das Ende der vorgegebenen Anzahl spezieller Quantisierungselemente gesetzt. Die vorgegebene Anzahl wird durch eine Einstelleinheit39 festgelegt, die manuell von einem Benutzer oder automatisch in Abhängigkeit von Art oder Qualität des Bildes betätigt wird. Bei dem in2A gezeigten Beispiel ist dreizehn die vorgegebene Anzahl. Daher werden vor Beendigung des Zickzacklesens dreizehn spezielle Quantisierungselemente ausgelesen. Diese ausgelesenen Quantisierungselemente werden als vorausgehende Quantisierungselemente bezeichnet, weil sie im ersten Abschnitt des Zickzackauslesens der speziellen Quantisierungselemente aus der Matrix QM liegen. Die Quantisierungselemente des ersten Abschnitts werden an einen synthetisierenden QM-Generator44 übermittelt, und dieselben Quantisierungselemente plus Ende-Code werden an den in5 dargestellten Decodierer übermittelt. Eine Abfolge dieser Quantisierungselemente des ersten Abschnitts, auf die der Ende-Code folgt, wird als vereinfachte Daten-QMt bezeichnet. - Es ist ein Standard-QM-Generator
46 vorgesehen zum Speichern der, wie in1A gezeigt, in einer Matrix angeordneten Standard-Quantisierungselemente. - Diese Standard-Quantisierungselemente werden gesteuert durch den Zickzackscanner
48 ebenfalls in Zickzackform ausgelesen. - Es ist ein synthetisierender QM-Generator
44 vorgesehen, der synthetisierte Quantisierungselemente in Matrixform erzeugt. In dem synthetisierenden QM-Generator44 werden die speziellen Quantisierungselemente des ersten bzw. vorausgehenden Abschnitts, wie sie aus der Abschneidschaltung40 kommen, und die Standardquantisierungselemente eines späteren Abschnitts (nicht aus dem vorausgehenden Abschnitt) aus dem Standard-QM-Generator46 synthetisiert. Somit verwendet der synthetisierende QM-Generator44 die speziellen Quantisierungselemente des vorausgehenden Abschnitts und die Standard-Quantisierungselemente aus einem späteren Abschnitt zum Synthetisieren der synthetisierten Quantisierungselemente in einer Matrix. -
3 zeigt ein Beispiel für synthetisierte Quantisierungselemente in einer Matrix, in der der erste Abschnitt F mit den speziellen Quantisierungselementen und der spätere Abschnitt L mit den Standard-Quantisierungswerten gefüllt ist. - In dem Quantisierer
34 werden die DCT-Koeffizienten COF in Matrixformat unter Verwendung der synthetisierten Quantisierungselemente in der Matrix aus dem synthetisierenden QM-Generator44 und der Quantisierungsparameter QP aus dem QP-Generator36 quantisiert. Dann erzeugt der Quantisierer34 quantisierte DCT-Koeffizienten COF' in Matrixformat. Die Koeffizienten COFij und COF'ij (i und j sind positive ganze Zahlen von 1 bis einschließlich 8) haben folgende Beziehung. - Dabei werden mit Qmij die Quantisierungselemente in einer Matrix, wie sie vom synthetisierenden QM-Generator
44 erzeugt werden, wiedergegeben und mit QP ein Quantisierungsparameter, wie er vom QP-Generator36 erzeugt wird. Die quantisierten DCT-Koeffizienten COF' werden in der Lauflängen-Codiereinheit49 weiter codiert; dann werden die komprimierten Videodaten (VD) von der Einheit49 ausgegeben und dem in5 dargestellten Decodierer zugeführt. -
5 zeigt einen Decodierer gemäß der vorliegenden Erfindung, der die Quantisierungsmatrix für Stand- und Laufbilder benutzt. Der Decodierer beinhaltet eine Lauflängen-Decodiereinheit50 , einen Umkehr-Quantisierer52 , einen Umkehr-DCT-Konverter62 , einen Ende-Code-Detektor56 , einen QM-Synthetisierungsgenerator54 , einen Standard-QM-Generator58 und eine Zickzackabtasteinheit60 . - Der Standard-QM-Generator
58 speichert eine Standard-Quantisierungsmatrix, wie sie in1A wiedergegeben ist. Es sei darauf hingewiesen, dass die im Standard-QM-Generator58 gespeicherte Standard-Quantisierungsmatrix dieselbe ist wie die im Standard-QM-Generator46 von4 gespeicherte. Der synthetisierende QM-Generator54 und die Zickzack-Abtasteinheit60 entsprechen im Wesentlichen dem QM-Synthetisierungsgenerator44 bzw. der Zickzack-Abtasteinheit48 von4 . - Die vom Codierer von
4 übermittelten Videodaten VD werden in die Lauflängen-Decodiereinheit50 eingespeist. Entsprechend werden die Quantisierungsparameter QP in den Umkehr-Quantisierer52 und die vereinfachten QMt-Daten in den Ende-Code-Detektor56 eingespeist. - Wie oben beschrieben, beinhalten die vereinfachten QMt-Daten spezielle Quantisierungselemente im ersten Abschnitt der Matrix. Die speziellen Quantisierungselemente werden von der Zickzack-Abtasteinheit
60 im Zickzack abgetastet und im vorausgehenden Abschnitt des QM-Synthetisierungsgenerators54 gespeichert. Wenn dann der Ende-Code von dem Ende-Code-Detektor56 erfasst wird, endet die Abgabe der speziellen Quantisierungselemente durch den Ende-Code-Detektor56 ebenso wie die Abgabe von Standard-Quantisierungselementen durch den Standard-QM-Generator58 , die im späteren Abschnitt des QM-Synthetisierungsgenerators54 im Zickzack abgetastet wurden. - Somit ist die in
5 im QM-Synthetisierungsgenerator54 erzeugte synthetisierte Quantisierungsmatrix dieselbe wie die im QM-Synthetisierungsgenerator44 von4 erzeugte synthetisierte Quantisierungsmatrix. Weil die synthetisierte Quantisierungsmatrix unter Verwendung der vereinfachten QMt-Daten reproduziert werden kann, kann bei Übertragung von weniger Daten vom Codierer zum Decodierer ein Bild hoher Qualität reproduziert werden. -
6 zeigt eine der Möglichkeiten, die abgeschnittene Quantisierungsmatrix zu codieren und zu übertragen. - Hier ist die Einheit bzw. der Block
1 die abgeschnittene Quantisierungsmatrix, die im Block2 durch Vorgabe unterschiedlicher Codierungsbitraten, unterschiedlicher Codierungsbildgrößen usw. festgelegt wird. x1, x2, x3,... in Block1 sind diejenigen Quantisierungsmatrixwerte ungleich null, die zum Quantisieren eines Blocks von 8x8 DCT-Koeffizienten in derselben Position wie x1, x2, x3,... verwendet werden. Die übrigen Teile der Quantisierungsmatrix von Block1 mit 0-Werten bedeuten, dass der Standardwert der Quantisierungsmatrix verwendet wird. Im Codierer wird derselbe Teil der DCT-Koeffizienten eines 8x8-Blocks auf null gesetzt. - In der Einheit bzw. dem Block
3 werden die Werte ungleich null von Block1 in eine Gruppe von Daten abgetastet, wobei der höhere Wert sich im ersten Teil der Gruppe konzentriert. Als Beispiel ist hier die Zickzackabtastung gezeigt. - Die Einheit bzw. der Block
4 zeigt die Option des Codierens der abgetasteten Daten durch Subtrahieren benachbarter Werte, um die kleineren Differenzwerte zu erhalten; die in6 angegebenen Werte Δx1, Δx2,..., können der Huffman-Codierung oder einem anderen Entropie-Codierungsverfahren unterworfen werden. - Gleichzeitig werden die Quantisierungsmatrixwerte ungleich null auch codiert und zusammen mit den Werten ungleich null an den Decodierer übermittelt. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, diese Daten zu codieren. Das einfachste Verfahren besteht darin, die Zahl durch feste 8 Bits zu codieren. Nach einem anderen Verfahren wird die Zahl unter Verwendung einer Lauflängentabelle codiert, die darauf abzielt, zur Behandlung der häufigsten Fälle weniger Bits zu verwenden.
- Alternativ dazu wird, statt die Anzahl der Quantisierungsmatrixwerte ungleich null zu codieren und zu übertragen, wie in
6 gezeigt, nachdem der letzte Wert ungleich null, xN, oder der letzte Differenzwert ΔxN (N = 1, 2, 3,...) codiert ist, ein spezielles Symbol in den Bitstrom eingefügt, um das Ende der Codierung der Quantisierungsmatrixwerte ungleich null anzuzeigen. Dieses spezielle Symbol kann ein Wert sein, der beim Codieren der Werte ungleich null nicht verwendet wird, beispielsweise null oder ein negativer Wert. -
7 ist die abgeschnittene Quantisierungsmatrix mit dem Skalierungsfaktor S als Gewichtung nur für DC. Dieser Skalierungsfaktor wird auf der Grundlage der Aktivität des einzelnen Blocks abgestimmt. Die Aktivitätsdaten können ermittelt werden durch Überprüfen der nach Quantisierung noch übrigen AC-Koeffizienten. x1, x2, x3,..., x9 sind die Werte ungleich Null in der abgeschnittenen Quantisierungsmatrix, die zum Quantisieren des Blocks von 8x8-DCT-Koeffizienten zu verwenden sind, und S ist die Gewichtung zum Skalieren des ersten Werts nach oben/unten, um den Quantisierer auf den DC-Koeffizienten abzustimmen. -
8 zeigt die Details des Skalierungsvorgangs für den ersten Wert der Quantisierungsmatrix. - In der Einheit bzw. dem Block
5 wird jeder 8x8-Block quantisiert, indem zuerst die abgeschnittene Quantisierungsmatrix angewendet wird und daraufhin der zu diesem Zeitpunkt für diesen Block erforderliche Quantisierungsschritt ausgeführt wird. In der Einheit bzw. dem Block6 wird die Anzahl der nach der vorausgegangenen Quantisierung noch übrigen AC-Koeffizienten gezählt und dann zu der Einheit bzw. dem Block7 übergegangen, um festzulegen, ob die Gewichtung S von7 nach oben oder nach unten skaliert wird. Wenn nach der Quantisierung in der Einheit bzw. dem Block5 mehr AC-Koeffizienten übrig sind, kann die Gewichtung S nach oben skaliert werden, was in der Einheit bzw. dem Block8 gezeigt ist, anderenfalls kann sie nach unten skaliert werden, was in der Einheit bzw. dem Block9 gezeigt ist. In der Einheit bzw. dem Block10 wird die Gewichtung S skaliert, um den ersten Wert der Quantisierungsmatrix anzupassen, und in der Einheit bzw. dem Block11 wird der DC-Koeffizient unter Verwendung des neu angepassten Werts für Block A rückquantisiert, und es werden alle DC- & AC-Koeffizienten an den Decodierer ausgegeben. - Die Skalierung nach oben und nach unten kann auf einen Wert erfolgen, der in Beziehung zum aktuellen Quantisierungsschritt steht, oder auf einen festen Wert.
- Die Abstimmung der übrigen Quantisierungsmatrixwerte auf AC-Koeffizienten kann in derselben Weise erfolgen.
- Ein Decodierer für das adaptive Quantisierungsschrittgrößeskalieren und eine abgeschnittene Quantisierungsmatrix ist in
9 gezeigt. - In
9 wird der decodierte Bitstrom in den Decodierer eingespeist. Die Einheit bzw. der Block12 decodiert die abgeschnittene Quantisierungsmatrix, und die Einheit bzw. der Block13 decodiert den Quantisierungsschritt für jeden Block. Die Einheit bzw. der Block14 decodiert alle DC- und AC-Koeffizienten für jeden Block. Die Einheit bzw. der Block15 ermittelt die Anzahl der AC-Koeffizienten, die ungleich null sind, und in Einheit bzw. Block16 kann der Skalierungsfaktor festgelegt werden, indem die in Einheit bzw. Block15 erhaltene Information verwendet wird und dieselben Kriterien angewendet werden wie im Codierer. Alle DC- und AC-Koeffizienten für jeden Block können in der Einheit bzw. Block17 durch die decodierte skalierte Quantisierungsmatrix und die decodierte Quantisierungsmatrix entquantisiert werden. Abschließend werden alle entquantisierten Koeffizienten in eine Umkehr-DCT-Transformations-Codiereinheit eingespeist, um das Bild zu rekonstruieren. - Folgende Formeln werden für die Quantisierung und die Entquantisierung verwendet: Quantisierung: reverse Quantisierung: wobei
COF der zu quantisierende Transformationskoeffizient ist,
LEVEL der absolute Wert der quantisierten Form des Transformationskoeffizienten ist,
COF' der rekonstruierte Transformationskoeffizient ist,
QP die Quantisierungsschrittgröße des aktuellen Blocks ist,
QM der Wert der Quantisierungsmatrix ist, der dem zu quantisierenden Koeffizienten entspricht,
der Standardwert der QM 16 ist. - Die vorliegende Erfindung liegt darin, die Quantisierungsmatrix in Abhängigkeit von Codierungsbitrate, Codierungsgröße und menschlichem Sehvermögen adaptiv veränderlich auszuführen, sodass sehr viele Bits eingespart werden können, indem die Quantisierungsmatrix abgeschnitten und skaliert wird und die Matrixwerte differenziell codiert werden. Dadurch erhöht sich die Effizienz der Codierung, insbesondere beim Codieren bei sehr kleiner Bitrate.
Claims (3)
- Übertragungsverfahren zum Übertragen einer abgeschnittenen Quantisierungsmatrix, wobei eine vollständige Quantisierungsmatrix verwendet wird zur Transformationscodierung und Transformationsdecodierung von Bildern, wobei das Übertragungsverfahren die folgenden Schritte aufweist: Abschneiden der vollständigen, Quantisierungsmatrix, die eine Vielzahl von Quantisierungselementen enthält, zu einer abgeschnittenen Quantisierungsmatrix; Umwandeln eines zweidimensionalen Feldes, das die Elemente der abgeschnittenen Quantisierungsmatrix enthält, in einer Zickzack-Abtastreihenfolge in ein eindimensionales Feld mit den Elementen; Codierung des eindimensionalen Feldes mit den Elementen, um eine codierte; abgeschnittene Quantisierungsmatrix zu erhalten, die Bits, die in der Reihenfolge der Bits entsprechend dem eindimensionalen Feld der Elemente aneinander gereiht sind, und einen Endcode, der ein Ende der codierten, abgeschnittenen Quantisierungsmatrix anzeigt, enthält; und Übertragen der codierten, abgeschnittenen Quantisierungsmatrix.
- Übertragungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem der Endcode Wert „0" ist.
- Übertragungsverfahren nach Anspruch 2, bei dem jedes Element der abgeschnittenen, codierten Quantisierungsmatrix und der Endcode ein Code mit einer festen Länge von 8 Bits sind.
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: PANASONIC CORP., KADOMA, OSAKA, JP |