TW201720157A - 用於視訊編碼及解碼中量化之方法及設備 - Google Patents

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Abstract

因為人眼可變得對一視訊中之非常亮之區域周圍的暗區域較不敏感(稱為眩光遮蔽)，故可在此等暗區域中使用較粗略量化。考慮在具有眩光遮蔽之一區塊中人眼可容忍之額外失真，可計算該區塊之一量化比率。接著可使用該量化比率，按比例增大該區塊之量化參數，以形成一經調整量化參數。在一項實施例中，可在該解碼器側導出該經調整量化參數，且因此，不需要傳輸量化比率資訊。特定言之，可基於一預測區塊及經解量化DC係數來估計一當前區塊之明度，且使用因果鄰近區塊之明度及該當前區塊之該經估計明度來估計該經調整量化參數。

Description

用於視訊編碼及解碼中量化之方法及設備
本發明係關於一種用於視訊編碼及解碼之方法及設備，且更特定言之係關於一種用於當編碼及解碼視訊時基於眩光遮蔽效應調整一量化參數之方法及設備。
此部分旨在向讀者介紹可與在下文中描述及/或主張之本發明之各種樣態相關之技術之各種樣態。據信此討論有助於向讀者提供背景資訊以促進對本發明之各種樣態之更佳理解。因此，應理解應以此教示閱讀此等陳述，而非作為先前技術之認可。 HDR (高動態範圍)視訊一般表示比藉由習知SDR (標準動態範圍)視訊達成的更高之一明度位準範圍，HDR通常使用一8至10位元動態範圍。為壓縮或表示HDR視訊，如在圖1中展示，一些現有方法首先執行正向轉換(110)，其可包含從HDR線性信號轉成非線性信號之一轉換、色彩空間轉換、位元深度減小/量化及色度降轉換。接著，在正向轉換之後的信號可使用支援8位元及10位元視訊格式之一視訊編碼器(120)(例如，一HEVC (高效率視訊編碼)編碼器)予以壓縮。在解碼器側，位元串流使用一視訊解碼器(130)(例如，一HEVC解碼器)予以解碼，且接著使用反向轉換(140)轉換為HDR視訊信號，反向轉換可包含色彩空間轉換、位元深度逆量化、色度升轉換及從非線性信號轉成HDR線性信號之轉換。 SMPTE 2084定義一轉移函數，其將HVS (人類視覺系統)對明度之敏感度納入考慮，該函數將一OETF (光電轉移函數)曲線獨立應用於各像素。正向轉換模組(110)可使用OETF曲線及位元深度量化來將HDR視訊變換為使用較少位元表示之視訊信號(例如，根據SMPTE 2084之10或12位元信號)，且反向轉換模組(140)可使用對應於OETF曲線之一逆OETF曲線(例如，感知量化器(PQ) EOTF曲線)。
提出一種編碼一視訊之方法，其包括：存取該視訊之一影像之一區塊；基於該區塊之一量化參數編碼該區塊，基於該區塊之明度及該區塊之鄰近區塊之明度判定該量化參數，其中使用該區塊中之至少一個變換係數來判定該區塊之該明度；及回應於該編碼產生一位元串流。 在一項實施例中，基於該區塊之該等鄰近區塊之一或多個像素與該區塊之一或多個像素之間的一眩光遮蔽效應判定該量化參數。在一個實例中，可依據[實施方式]之方程式(4)及(5)計算與該眩光遮蔽效應相關之一眩光因數。 在另一實施例中，該方法進一步包括：回應於該眩光遮蔽效應判定該區塊之一像素之一JND (恰可辨差異)，其中基於該經判定之JND及該區塊之該明度判定該量化參數。舉例而言，可使用[實施方式]之方程式(2)至(3)判定該JND。 在另一實施例中，使用該區塊之一DC變換係數及該區塊之一預測區塊來判定該區塊之該明度。 在另一實施例中，該區塊之AC變換係數之量化係基於該經判定之量化參數，且該DC變換係數之量化係基於另一量化參數。 在另一實施例中，該方法進一步包括：基於該區塊之該明度及該區塊之鄰近區塊之該明度判定一量化比率，其中基於一第二量化參數及該量化比率判定該量化參數。在一個實例中，可如在[實施方式]中之方程式(7)至(9)中描述般判定該量化比率。 本實施例亦提供一種用於編碼一視訊之設備，其包括一記憶體及經組態以執行上文描述之任一方法之一或多個處理器。 本實施例亦提供一種非暫態電腦可讀儲存媒體，其上儲存根據上文描述之該等方法之任一者產生之一位元串流。 提出一種解碼來自一位元串流之一視訊之方法，其包括：存取表示該視訊之該位元串流；基於該視訊之一影像之一區塊之一量化參數解碼該區塊；基於該區塊之明度及該區塊之鄰近區塊之明度判定該經判定量化參數，其中使用該區塊中之至少一個變換係數來判定該區塊之該明度；及將該視訊輸出至一顯示器、一儲存器及一通信介面之至少一者。 根據一項實施例，使用該區塊之一DC變換係數及該區塊之一預測區塊來判定該區塊之該明度。 在另一實施例中，該區塊之AC變換係數之解量化係基於該經判定之量化參數，且該DC變換係數之解量化係基於另一量化參數。 在另一實施例中，該方法進一步包括：基於該區塊之該明度及該區塊之鄰近區塊之該明度判定一量化比率，其中基於一第二量化參數及該量化比率判定該量化參數。在一個實例中，可如在[實施方式]中之方程式(7)至(9)中描述般判定該量化比率。 本實施例亦提供用於一種解碼一位元串流之設備，其包括一記憶體及經組態以執行上文描述之任一方法之一或多個處理器。 本實施例亦提供一種非暫態電腦可讀儲存媒體，其上儲存用於執行上文描述之該等方法之任一者之指令。 提出一種位元串流，其經格式化以包含：該視訊之一影像之一區塊，該區塊係基於一量化參數編碼，基於該區塊之明度及該區塊之鄰近區塊之明度判定該量化參數，其中使用該區塊中之至少一個變換係數來判定該區塊之該明度。
本原理係關於基於視訊編碼及解碼之HVS特性之量化調整。應注意，可在表示視訊中之不同階段處使用量化。返回參考圖1中展示之實例，在正向轉換中使用量化以降低位元深度，且在視訊編碼器中亦使用量化以量化變換係數。類似地，逆量化在反向轉換中用以增大位元深度，且在視訊解碼器中用以解量化變換係數。 因為人眼可變得對視訊中之非常亮之區域周圍之暗區域較不敏感(稱為眩光遮蔽或明度遮蔽)，故可使用此等暗區域中之較粗略量化(即，保存較少細節或移除更多細節)。在一項實施例中，可在正向轉換中使用一額外量化程序或調整正向轉換內之位元深度量化。在另一實施例中，調整用於視訊編碼器及解碼器中之量化參數。 眩光遮蔽在HDR視訊中更常見且在SDR視訊中亦係可見的(例如，當藉由具有強背光及高對比度之一TV機顯示一SDR或LDR (低動態範圍)視訊時)。為壓縮SDR視訊，可使用類似於圖1中展示之架構之一架構，其中修改正向轉換及反向轉換。正向轉換模組(110)可包含(例如)使用如在SMPTE BT709中描述之一伽瑪轉移函數之從輸入SDR線性信號轉成非線性信號之一轉換、一色彩空間轉換、位元深度減小/量化及一色度降轉換。將解碼信號轉換為SDR視訊信號之反向轉換模組(140)可包含色彩空間轉換、位元深度逆量化、色度升轉換及(例如)使用一逆伽瑪轉移函數之從非線性信號轉成SDR線性信號之轉換。注意，在多數情況中，逆伽瑪處理之前的信號可發送至顯示器。在下文中，可討論使用HDR信號之例示性實施例，但本原理亦可應用於SDR信號。 圖2A展示一例示性HDR影像，且圖2B展示例示性HDR影像中之眩光遮蔽效應。在圖2B中，黑色區域指示遮蔽較低(即，人眼對此區中之失真更敏感)之區，且白色區域指示遮蔽較高之區。從圖2B可觀察，明亮之窗引起暗部及附近區域上之強烈遮蔽，且遮蔽效應隨著至窗之距離增大而衰減。 可使用JND (恰可辨差異)來量測眩光遮蔽效應。JND指示一影像或視訊中可容忍之失真位準，此係因為人類觀察者無法感知該可容忍之失真位準。在集中於感覺及知覺之實驗心理學(心理物理學)之分支中，JND係必須改變以至少有一半時間可辨、可偵測一差異之量。其亦稱為差異閥限(difference limen)、差異臨限值或最小可感知差異。JND係主觀的，且許多JND模型係可用的。在本申請案之內容脈絡中，兩個不同JND經定義為：JNDL 及JNDG ，如在下文進一步詳細描述。更一般言之，其他失真或品質度量(例如，將鄰近資訊納入考慮之一者)可用來替換JND量測。JNDL JNDL 對應於一個像素之JND而不考慮眩光遮蔽。JNDL 僅取決於當前像素之明度。實際上，JNDL 描述明度變化，其應存在於影像之當前像素處使得人眼可辨當前像素處之變化，而不考慮眩光遮蔽。 可在實驗上判定JNDL 。舉例而言，針對一給定明度L，可找到表示一人類觀察者可見改變之明度中之最小Δ之一值dL。此等值通常作為L與dL之間的一映射表給出。 在另一實施例中，可根據HDR信號之PQ OETF曲線或BT709中定義之OETF及SDR信號之目標峰值明度判定JNDL 。OETF曲線旨在使用一轉移函數TF()將一線性信號(L)映射為一非線性信號(Y)： TF(L)=Y。                        (1) 針對HDR信號，轉移函數(例如，一PQ曲線)可經設計使得TF(L+0.9*JND(L)) @ Y+1 (即，線性信號L中之0.9*JND之一步長小於或等於非線性信號Y之1之一步長)。因此，可從TF曲線依據下式推導JNDL ： JNDL (L)=TF-1 (Y+1)-TF-1 (Y) = TF-1 (TF(L)+1) - TF-1 (TF(L))。 (2) 在本申請案中，其中安置線性信號(L)之空間稱為線性空間，且其中非線性信號(Y)安置之空間稱為感知空間。在線性空間中，一像素之明度值與物理明度(例如，表示為尼特或每平方米新燭光(cd/m2 ))直接成比例。在感知空間中，旨在使一像素之明度相對於人類視覺系統係線性的(即，在此空間中之明度差(dL)之一相同量應感知為人眼之明度差之一相同量，而不管像素明度L)。感知空間在實驗上定義且係主觀的。熟習此項技術者已知若干感知空間係可用。JNDG 歸因於明亮之鄰近像素，考慮到眩光遮蔽，JNDG 對應於一個像素之JND。在此情況中，JNDG 取決於當前像素之明度及鄰近像素之明度。實際上，JNDG 描述明度最小變化，考慮到眩光遮蔽效應，明度最小變化應存在於當前像素處使得人眼可辨當前像素處之一明度差。 可在實驗上判定JNDG ，舉例而言，在給定一明度、一亮點及至當前像素之一距離的情況下，可獲得一映射表。接著，模型化可用於獲得一分析函數(analytical function)以最佳擬合該映射。 在另一實施例中，計算JNDL 及考慮眩光遮蔽效應之一眩光因數(Gf)。數學上，基於從亮區域至暗區域之遮蔽效應，JNDG 之計算可被描述為： JNDG = Gf * JNDL 。                    (3) 根據定義，Gf因數大於1 (即，一像素無法具有小於JNDL 之一JNDG )。Gf因數取決於當前像素之明度、周圍像素之明度，及相對於當前像素之周圍像素之位置(距離)。 在下文中，明度值係以線性空間表達(例如，表達為尼特或cd/m2)。若視訊輸入以感知空間表達(例如在一OETF函數後)，則逆函數可應用於像素之強度值，以便獲得線性明度值。 取決於用於考慮眩光遮蔽之HVS模型，眩光因數之模型化可係複雜的。在此處，基於在主觀心理視覺測試期間獲得之結果的模型化，引入一易處理且簡單方式來模型化眩光因數。具體而言，可依據下式來計算受像素p2 影響之像素p1 (其中L(p2 )＞L(p1 ))的眩光因數：其中L(p)係像素p之明度，d(p1 ,p2 )係像素p1 與p2 之間的歐氏距離(Euclidian distance)，且[a0 …a3 ]係常數，在整個主觀測試中，其等係根據經驗判定。當使用SMPTE 2084 OETF時，[a0 …a3 ]之值之一典型組可(例如)係：[6.75, 0.352, -3.74e-008, 3.360e-005]。例如，當SMPTE BT709中定義之伽瑪轉移函數用於SDR信號時，若使用另一OETF，則可調適該等值。 根據以上眩光因數模型，眩光因數隨著距離減小，此係因為a2 係負的，當像素p2 更亮時增大且當像素p1 更暗時增大，其與眩光遮蔽效應之感知一致。 為降低計算複雜度，可簡化像素之上述計算。舉例而言，可僅計算「暗」像素(即，具有低於一臨限值(通常為100尼特)之暗度的像素)的眩光因數，且可僅計算「亮」像素(即，具有超過一臨限值(通常為1000尼特)之亮度的像素)之遮蔽的比重。針對省略計算之該等像素，將Gf設定為1 (即，JNDG = JNDL )。 在上文中，闡釋如何計算輸入影像之個別像素的眩光因數。將遮蔽視為一附加現象(高達一特定臨限值)。因此，為計算一給定像素之總眩光因數，根據以下來加總所有其他像素之比重：其中表示像素之鄰近者，且係一經驗臨限值，超過該經驗臨限值則遮蔽飽和，在一個實例中，設定。當無處理時間約束時，整個影像可視為像素之鄰近者。為減少計算，可將像素之一較小組(例如，亮度超過一臨限值且足夠靠近之像素)視為像素之鄰近者，(例如)根據方程式(3)，可推導一亮像素不會再促成Gf因數之距離之一臨限值，即，當[a0 + (L(p2 )-L(p1 ))a1 ] .[(L(p2 )-L(p1 ))*a2 *d(p1 ,p2 ) + a3 ]小於1時。 圖3繪示根據本原理之一實施例之用於基於眩光遮蔽效應計算一量化比率之一例示性方法300。 方法300存取一線性空間中之一原始視訊(例如，使用由SMPTE 2065-4:2013定義之OpenEXR檔案格式)作為輸入。原始影像可(例如)呈使用具有4000尼特作為峰值明度之原色之BT2020格式而由浮點表示之一RGB線性格式。根據原始影像，可計算明度值(L)以便考慮眩光遮蔽(310)。舉例而言，一輸入RGB (線性空間，以尼特為單位之浮動值)影像Irgb 可從RGB BT2020色彩空間轉換至XYZ色彩空間： L =0.262700 R+ 0.677998 G +0.059302B。              (6) 接著針對個別像素，可(例如)使用方程式(3)來計算JNDG (320)。具體而言，可使用方程式(2)來根據L計算JNDL ，使用方程式(4)及方程式(5)來根據L計算眩光因數，且接著使用方程式(3)根據JNDL 及眩光因數來計算JNDG 。當視訊信號係以其他格式表示時，可(例如)使用SMPTE BT709中定義之格式來調適色彩空間轉換。 在已知用於在編碼前將輸入視訊變換為一感知空間之轉換函數的情況下，可如下針對一像素計算一量化比率(330)：原先，OETF經設計使得線性空間中之JND之一步長不小於感知空間中之1之一步長。在此處，計算當考慮眩光遮蔽效應時如何可量化更多像素而不產生任何可辨差異。特定言之，採用高於L值之一JNDG ()及低於L值之一JNDG ()。接著，使用TF來將兩個值轉移至感知空間以獲得及。感知空間中之兩個值的差經平均化以表示感知空間中可容忍之失真。隨後，考慮可基於經平均化之差按比例增大量化。即，經平均化之差用作為量化比率來調整正向轉換中或編碼期間之量化參數。 計算量化比率之其他變體可係：或針對等於JNDL 之一JNDG ，所得應等於1，此係由於OETF函數經設計為低於JNDL 。受眩光遮蔽影響之像素與大於1之一眩光因數相關聯，且所得亦大於1。 圖4繪示根據本原理之一實施例之考慮到眩光遮蔽效應之用於編碼一HDR影像之一例示性方法400。在此實施例中，使用眩光遮蔽效應來調整量化步長大小。具體而言，可(例如)使用方法300來計算(450)個別像素之量化比率。輸入HDR信號經轉換為可藉由使用正向轉換(410)之一視訊編碼器接受之信號。在編碼(420)期間，基於量化比率來調整量化步長大小。由於視訊編碼通常逐區塊進行，故使用針對個別像素計算之量化比率來進一步計算一區塊之量化比率。在此處，一區塊之大小取決於如何應用量化比率。舉例而言，區塊可對應於H.264/AVC中之一或多個巨集區塊或HEVC中之一或多個變換單元(TU)。 在一項實施例中，可使用一區塊內之像素之量化比率之最大值函數來計算區塊之量化比率。即，區塊中之像素之最大量化比率用作區塊之量化比率。此方法可在以視覺品質為代價的情況下改良壓縮效能。 在另一實施例中，可使用可更佳地保存一區塊之視覺品質之最小值函數來計算區塊之量化比率。在又一實施例中，量化比率之中位數或平均值可用作區塊之量化比率，此可提供壓縮效率與視覺品質之間的一平衡。 假定針對一給定區塊，編碼器在不考慮眩光遮蔽的情況下選擇之原始量化步長大小為Q1 ，可依據下式計算具有提議之量化調整之量化步長大小： Q2 = min(Qmax , Qr*Q1 )                 (10) 其中Qmax 為量化步長大小之上限。從概念上言之，給定量化步長大小Q2 ，可依據⌈(|T|+O)/Q2 ⌉量化一變換係數T，其中O為一量化取整數偏差(quantization rounding offset)。亦可在量化期間使用其他量化參數(諸如量化矩陣)。 取決於編碼解碼，可進一步調適Q2 之值。不同編碼解碼具有對可對一區塊設定之量化步長大小之不同約束。舉例而言，在VP9中，僅有限數量個不同量化步長大小(Qp)係可用的。在此情況中，可執行Qp叢集之一額外程序。在HEVC中，替代地編碼一ΔQp，從而限制Q2 之可能值。 應注意，量化無法作為編碼器內之一單獨步驟予以獨立執行。舉例而言，量化可與變換整合。此外，可存在對量化參數之值之其他約束以便限制量化變化範圍或使用整數實施方案。因此，量化步長大小可在用於量化之前處理。亦當將編碼量化參數時，可在編碼前將其等映射至一量化索引。為便於標記，將對應於量化步長大小之不同表示稱為量化步長大小。 方法400中之量化比率調整亦可視為一預先處理步驟來改良視訊編碼。在解碼側，位元串流經解碼(430)且接著透過反向轉換(440)轉換為HDR信號。 圖5繪示根據本原理之一實施例之考慮到眩光遮蔽效應之用於編碼一HDR影像之另一例示性方法500。在此實施例中，使用眩光遮蔽效應來調整不需要傳輸量化比率之量化步長大小，即，可在解碼器上推導基於眩光遮蔽之量化比率。在編碼器及解碼器兩者中執行量化調整，且導出量化比率之程序在編碼器及解碼器處係相同的。 圖6繪示一當前區塊610之一例示性因果區域(已編碼或解碼之一區域，且像素係可用的)。在此實例中之因果區域包含在當前區塊之左側及上方之區塊。 由於僅因果區域中之經重新建構像素在解碼器側係可用的，故調整眩光因數之計算。因此，當判定一像素或一區塊之鄰近者時將僅考慮因果區域。如前文討論，此外，鄰近者可限於具有高於一臨限值之亮度之像素及一距離內之像素。 返回參考圖5，在使用正向轉換(510)來變換輸入HDR信號之後，視訊編碼器(520)使用基於眩光遮蔽之量化調整(550)來編碼經轉換之信號。在解碼器側，視訊解碼器(530)使用基於眩光遮蔽之量化調整(560)來解碼位元串流。接著，使用反向轉換(540)來將經解碼信號轉換為輸出HDR信號。 在下文中，使用一HEVC編碼器/解碼器來繪示視訊編碼器及解碼器中應用之量化調整。應注意，可配合其他視訊壓縮標準使用提議之量化調整。 圖7繪示一例示性HEVC編碼器700，其中可應用本原理。編碼器700之輸入包含將編碼之一視訊。在例示性編碼器700中，當在一圖框內模式中編碼一區塊時，其執行圖框內預測(770)。在一圖框間模式中，區塊執行運動估計(760)及運動補償(765)。編碼器決定圖框內模式或圖框間模式之哪一者用於編碼區塊(775)，且藉由自原始影像區塊(705)減去預測區塊而計算預測殘量。 變換(710)且量化(720)預測殘量。經量化之變換係數以及運動向量及其他語法元素經熵編碼(730)以產生一位元串流。編碼器解碼一經編碼區塊以提供進一步預測之一參考。經量化之變換係數經解量化(740)且逆變換(750)以解碼預測殘量。組合經解碼預測殘量及經預測區塊(755)，重新建構一影像區塊。一解區塊濾波器(780)及SAO (樣本調適偏差)濾波器(785)經應用至經重新建構區塊。經濾波影像經儲存於一參考記憶體(790)。 圖8繪示根據本原理之一實施例之用於調整一視訊編碼器中之量化參數之一例示性方法800。方法800可用於編碼器700之量化模組(720)中。在此實施例中，假定在兩個階段量化DC係數及AC係數，其中在不考慮眩光遮蔽的情況下使用一量化步長大小Qp = Q1 來量化DC係數。Q1 可藉由一速率控制演算法決定以滿足位元速率約束，且可隨著區塊且隨圖片變化。接著，使用DC係數來估計明度且估計當前區塊之眩光因數。隨後，基於經調整之量化步長大小Q2 量化AC係數。 對方法800之輸入包含一原始區塊(B)及一對應預測區塊(P)。一預測區塊可來自(例如)圖框內預測或運動補償。可依據R=B-P形成(810)當前區塊之一殘量。依據T =DCT(R)變換(820)殘餘區塊。 在不考慮眩光遮蔽的情況下使用量化步長大小Q1 來量化(830) DC係數：C(DC)=D(DC,Q1 )，其中DC為DC係數，D(.)指示量化，且C為量化變換係數。接著，依據下式解量化(840)量化變換係數：其中係經重新建構DC係數。接著根據以下使用預測區塊(850)與經重新建構DC係數之平均數來估計區塊之強度：其中P(i)係來自預測區塊之各像素之強度，係區塊中之像素之數量，且係區塊之估計平均明度。 所估計明度值用作整個區塊之當前值且僅使用當前區塊之影像之因果部分來計算眩光因數。在此刻，可使用來自因果部分之經重新建構像素之明度值。 因為可使用線性空間中之明度來計算眩光因數，故可使用一逆OETF (860，L=OETF-1 (A))將區塊之估計明度及鄰近因果區塊之明度轉換回線性空間。接著，可基於當前區塊(L)及因果區塊({Li })之所估計明度值來估計(870)一量化比率(Qr)。特定言之，可依據下式計算一區塊之眩光因數：其中{Bi}係鄰近區塊，且Gf(B,Bi)係區塊B及Bi之間的眩光因數。眩光因數計算類似於像素之間的眩光因數計算，但使用區塊中心來計算區塊之間的距離，且使用區塊之平均明度而非像素之明度。 使用量化比率及量化步長大小Qp = Q1 ，可依據Q2 = Qr * Q1 來計算(875) AC係數之一量化步長大小Q2 。隨後，量化(880) AC係數。接著，量化步長大小Qp、量化DC係數(DCq )及AC係數(ACq )可經熵編碼(890)以被包含於位元串流中。應注意，未在位元串流中傳輸量化比率(Qr)，實情係將在解碼器處導出量化比率(Qr)。 圖9描繪一例示性HEVC視訊解碼器900之一方塊圖，其中可應用本原理。解碼器900之輸入包含一視訊位元串流，可藉由視訊編碼器700產生該視訊位元串流。位元串流首先經熵解碼(945)以獲得變換係數、運動向量及其他經編碼資訊。變換係數經解量化(950)且逆變換(955)以解碼預測殘量。組合經解碼預測殘量及經預測區塊(925)，重新建構一影像區塊。從圖框內預測(960)或運動補償預測(970)獲得預測區塊。一解區塊濾波器(990)及一SAO濾波器(995)經應用至經重新建構區塊或經重新建構影像。經濾波影像被儲存於一參考記憶體(980)。 圖10繪示根據本原理之一實施例之用於調整一解碼器中之量化參數之一例示性方法1000。方法1000可用於解碼器900之解量化模組(950)中。類似於方法800，假定在兩個階段解量化DC係數及AC係數，其中使用自位元串流推導之一量化步長大小Qp = Q1 來解量化DC係數。接著，DC係數用於估計明度且估計當前區塊之眩光因數。隨後，基於經調整之量化步長大小Q2 來解量化AC係數。 一預測區塊(P)可係來自(例如)圖框內預測或運動補償。可自一熵解碼器(1010)獲得DC係數(DCq )、AC係數(ACq )及區塊之量化步長大小(Qp = Q1 )。使用量化步長大小Q1 以依據下式將DC係數解量化(1040)：其中係經重新建構DC係數。接著根據下式，使用預測區塊(1050)與經解碼DC係數之平均數來估計區塊之強度：其中P(i)係來自預測區塊之各像素的強度，係區塊中之像素的數量，且係區塊的估計平均明度。 所估計明度值用作整個區塊之當前值，且僅使用當前區塊之影像之因果部分來計算眩光因數。在此刻，可使用來自因果部分之經解碼像素的明度值。 因為可使用線性空間中之明度來計算眩光因數，故可使用一逆OETF (1060，L=OETF-1 (A))將區塊之估計明度及鄰近因果區塊之明度轉換回線性空間。接著，可基於當前區塊(L)及因果區塊({Li })之所估計明度值來估計(1070)一量化比率(Qr)。 使用量化比率及量化步長大小Qp = Q1 ，可依據Q2 = Qr * Q1 來計算(1075) AC係數之一量化步長大小Q2 。隨後，解量化(1080) AC係數。接著可逆變換(1090)經解量化DC係數及AC係數。應注意，未於位元串流中接收量化比率(Qr)，實情係在解碼器處導出量化比率(Qr)。 應注意，在編碼器及解碼器中執行之量化比率計算應彼此對應。舉例而言，在方法1000中執行之步驟1040至1075分別對應於在方法800中之步驟840至875。 由於可在解碼器側上推導經調適量化以避免傳輸調適量化比率，故本實施例可改良視訊編碼效率。各區塊之調適量化亦考慮眩光遮蔽，且亦可改良視覺品質。 在上文中，討論可藉由考慮眩光遮蔽效應來調整量化步長大小。亦可根據本原理來調整其他量化參數(諸如量化取整數偏差及量化矩陣)。舉例而言，可使用量化比率來按比例調整量化矩陣，或可基於量化比率偏差或按比例調整量化取整數偏差。 應注意，雖然當調整量化參數時討論眩光遮蔽效應，但本原理可應用於其中一區塊或區域之感知受周圍區域或區塊影響之其他場景(例如，但不限於顏色感知或文字感知)。 由於眩光遮蔽在HDR視訊中較明顯，故展示HDR視訊之內容脈絡中之實例。然而，當前顯示器可具有非常高之對比率且可呈現類似於HDR視訊之問題。因此，亦可針對SDR視訊考慮眩光遮蔽效應，且在編碼與解碼SDR視訊時可應用本原理。特定言之，若由顯示器(例如，由顯示器之高對比率)引起眩光遮蔽，則在設計量化調整時亦需要考慮顯示器特性。 圖11繪示一例示性系統之一方塊圖，其中可實施本原理之例示性實施例之各種態樣。系統1100可體現為包含下文描述之各種組件之一裝置，且經組態以執行上文描述之程序。此等裝置之實例包含但不限於個人電腦、膝上型電腦、智慧型電話、桌上型電腦、數位多媒體機上盒、數位電視接收器、個人視訊記錄系統、連接式家庭設備及伺服器。系統1100可經通信耦合至其他類似系統，且經由如在圖11中展示且為熟習此項技術者已知以實施上文描述之例示性視訊系統之一通信通道而經通信耦合至一顯示器。 系統1100可包含經組態以執行載入於其中以用於實施上文討論之各種程序之指令之至少一個處理器1110。處理器1110可包含嵌入式記憶體、輸入輸出介面及技術中已知之各種其他電路。系統1100亦可包含至少一個記憶體1120 (例如，一揮發性記憶體裝置、一非揮發性記憶體裝置)。系統1100可額外包含一儲存裝置1140，其可包含非揮發性記憶體(包含但不限於EEPROM、ROM、PROM、RAM、DRAM、SRAM、快閃記憶體、磁碟機及/或光碟機)。儲存裝置1140可包括一內部儲存裝置、一附接儲存裝置及/或一網路可存取儲存裝置(作為非限制性實例)。系統1100亦可包含經組態以處理資料以提供一經編碼視訊或經解碼視訊之一編碼器/解碼器模組1130。 編碼器/解碼器模組1130表示可包含於一裝置中以執行編碼及/或解碼功能之(諸)模組。已知，一裝置可包含編碼及解碼模組之一者或兩者。另外，編碼器/解碼器模組1130可經實施為系統1100之一單獨元件或可併入處理器1110內作為熟習此項技術者已知之硬體及軟體之一組合。 載入至處理器1110上以執行上文描述之各種程序之程式碼可儲存於儲存裝置1140中且隨後載入至記憶體1120上以用於藉由處理器1110執行。根據本原理之例示性實施例，(諸)處理器1110、記憶體1120、儲存裝置1140及編碼器/解碼器模組1130之一或多者可在上文討論之程序之執行期間儲存各種項目之一或多者，包含但不限於HDR視訊、位元串流、方程式、公式、矩陣、變量、運算及運算邏輯。 系統1100亦可包含經由通信通道1160實現與其他裝置之通信之通信介面1150。通信介面1150可包含但不限於經組態以傳輸且接收來自通信通道1160之資料之一收發器。通信介面可包含但不限於一數據機或網路卡，且可在一有線及/或無線媒體內實施通信通道。系統1100之各種組件可使用各種適當連接(包含但不限於內部匯流排、導線及印刷電路板)連接或通信耦合在一起。 可藉由處理器1110實施之電腦軟體或藉由硬體，或藉由硬體及軟體之一組合實行根據本原理之例示性實施例。舉一非限制性實例，可藉由一或多個積體電路實施根據本原理之例示性實施例。記憶體1120可具有適用於技術環境之任何類型，且可使用任何適當資料儲存技術(諸如光學記憶體裝置、磁記憶體裝置、基於半導體之記憶體裝置、固定記憶體及可移除記憶體作為非限制性實例)予以實施。處理器1110可具有適用於技術環境之任何類型，且可涵蓋微處理器、通用電腦、專用電腦及基於一多核心架構之處理器(作為非限制性實例)之一或多者。 參考圖12，展示一資料傳輸系統1200，上文描述之特徵及原理可應用於該系統。資料傳輸系統1200可(例如)係用於使用各種媒體(諸如衛星、有線電視、電話線或陸地廣播)之任一者傳輸一信號之一頭端或傳輸系統。資料傳輸系統1200亦可用於提供用於儲存之一信號。可在網際網路或一些其他網路上提供傳輸。資料傳輸系統1200能夠產生且遞送(例如)視訊內容及其他內容。 資料傳輸系統1200可從一處理器1201接收經處理資料及其他資訊。在一個實施方案中，處理器1201執行正向轉換。處理器1201亦可提供指示(例如)視訊之格式之元資料至1200。 資料傳輸系統或設備1200包含一編碼器1202及能夠傳輸編碼信號之一傳輸器1204。編碼器1202從處理器1201接收資料資訊。編碼器1202產生一編碼信號。 編碼器1202可包含子模組，其等包含(例如)用於接收且組譯多筆資訊為用於儲存或傳輸之一結構化格式之一組譯單元。多筆資訊可包含(例如)經編碼或未經編碼視訊及經編碼或未經編碼元素。在一些實施方案中，編碼器1202包含處理器1201且因此執行處理器1201之操作。 傳輸器1204從編碼器1202接收(諸)經編碼信號且在一或多個輸出信號中傳輸(諸)經編碼信號。傳輸器1204可(例如)經調適以傳輸具有表示經編碼圖片及/或與之相關之資訊之一或多個位元串流之一程式信號。典型傳輸器執行下列功能之一或多者，諸如：提供誤差校正編碼、交錯信號中之資料、隨機化信號中之能量及使用一調變器1206來將信號調變至一或多個載波上。傳輸器1204可包含一天線(未展示)或與天線介接。此外，傳輸器1204之實施方案可限於調變器1206。 資料傳輸系統1200亦經通信耦合至一儲存單元1208。在一個實施方案中，儲存單元1208經耦合至編碼器1202，且儲存來自編碼器1202之一經編碼位元串流。在另一實施方案中，儲存單元1208經耦合至傳輸器1204，且儲存來自傳輸器1204之一位元串流。來自傳輸器1204之位元串流可包含(例如)已藉由傳輸器1204進一步處理之一或多個編碼位元串流。在不同實施方案中，儲存單元1208係一標準DVD、一藍光光碟、一硬碟或一些其他儲存裝置之一或多者。 參考圖13，展示一資料接收系統1300，上文描述之特徵及原理可應用於該系統。資料接收系統1300可經組態以接收各種媒體(諸如儲存裝置、衛星、有線電視、電話線或陸地廣播)上之信號。可在網際網路或一些其他網路上接收信號。 資料接收系統1300可(例如)係接收編碼視訊且提供(例如)經解碼視訊信號以用於顯示(例如，顯示給一使用者)、用於處理或用於儲存之一蜂巢式電話、一電腦、一機上盒、一電視或其他裝置。因此，資料接收系統1300可提供其輸出至(例如)一電視之一螢幕、一電腦監視器、一電腦(以用於儲存、處理或顯示)或一些其他儲存、處理或顯示器裝置。 資料接收系統1300能夠接收且處理資料資訊。資料接收系統或設備1300包含用於接收一編碼信號(諸如在此申請案之實施方案中描述之信號)之一接收器1302。接收器1302可接收(例如)提供一位元串流之一信號或接收從圖12之資料傳輸系統1200輸出之一信號。 接收器1302可(例如)經調適以接收具有表示經編碼圖片之複數個位元串流之一程式信號。典型接收器執行功能，諸如接收一經調變及經編碼資料信號、使用一解調變器1304來解調變來自一或多個載波之資料信號、解隨機化信號中之能量、解交錯信號中之資料且誤差校正解碼信號之一或多者。接收器1302可包含一天線(未展示)或與天線介接。接收器1302之實施方案可限於解調變器1304。 資料接收系統1300包含一解碼器1306。接收器1302將一接收信號提供至解碼器1306。藉由接收器1302提供至解碼器1306之信號可包含一或多個經編碼位元串流。解碼器1306輸出一經解碼信號(諸如包含視訊資訊之經解碼視訊信號)。 資料接收系統或設備1300亦經通信耦合至一儲存單元1307。在一個實施方案中，儲存單元1307經耦合至接收器1302，且接收器1302存取來自儲存單元1307之一位元串流。在另一實施方案中，儲存單元1307經耦合至解碼器1306，且解碼器1306存取來自儲存單元1307之一位元串流。自儲存單元1307存取之位元串流在不同實施方案中包含一或多個編碼位元串流。在不同實施方案中，儲存單元1307係一標準DVD、一藍光光碟、一硬碟或一些其他儲存裝置之一或多者。 在一個實施方案中，自解碼器1306輸出之資料經提供至一處理器1308。在一個實施方案中，處理器1308係經組態用於執後續處理之一處理器。在一些實施方案中，解碼器1306包含處理器1308且因此執行處理器1308之操作。在其他實施方案中，處理器1308係一下游裝置(諸如一機上盒或一電視)之部分。 在本文中描述之實施方案可以(例如)一方法或一程序、一裝置、一軟體程式、一資料串流或一信號予以實施。即使僅在一單一形式之實施方案之內容脈絡中論述(例如，僅論述為一方法)，亦可以其他形式(例如，一裝置或程式)實施所論述特徵之實施方案。可以(例如)適當硬體、軟體及韌體實施一裝置。該等方法可在(例如)一裝置中實施，諸如一處理器(其大體上係指處理裝置，包含(例如)一電腦、一微處理器、一積體電路或一可程式化邏輯裝置)。處理器亦包含通信裝置，諸如電腦、蜂巢式電話、可攜式/個人數位助理(「PDA」)及促進末端使用者之間的資訊通信之其他裝置。 對本發明之「一項實施例」或「一實施例」或「一項實施方案」或「一實施方案」以及其等之其他變化之參考意謂結合該實施例描述之一特定特徵、結構、特性等等包含於本發明之至少一項實施例中。因此，片語「在一項實施例中」或「在一實施例中」或「在一項實施方案中」或「在一實施方案中」之出現以及在貫穿本說明書之各種位置中出現之任何其他變化不必皆係指相同實施例。 另外，本申請案或其之申請專利範圍可係指「判定」各種資訊段。判定資訊可包含(例如)估計資訊、計算資訊、預測資訊或自記憶體擷取資訊之一或多者。 此外，本申請案或其之申請專利範圍可係指「存取」各種資訊段。存取資訊可包含(例如)接收資訊、(例如，自記憶體)擷取資訊、儲存資訊、處理資訊、傳輸資訊、移動資訊、複製資訊、抹除資訊、計算資訊、判定資訊、預測資訊或估計資訊之一或多者。 另外，本申請案或其之申請專利範圍可係指「接收」各種資訊段。正如「存取」，接收旨在係一廣義術語。接收資訊可包含(例如)存取資訊或(例如，自記憶體)擷取資訊之一或多者。此外，「接收」在操作期間通常以一個方式或另一方式涉及(例如)儲存資訊、處理資訊、傳輸資訊、移動資訊、複製資訊、抹除資訊、計算資訊、判定資訊、預測資訊或估計資訊。 如熟習此項技術者將明白，實施方案可產生經格式化以攜載可經(例如)儲存或傳輸之資訊之各種信號。資訊可包含(例如)用於執行藉由所描述實施方案之一者產生之一方法或資料之指令。舉例而言，一信號可經格式化以攜載一所描述實施例之位元串流。此一信號可經格式化為(例如)一電磁波(例如，使用頻譜之一射頻部分)或一基帶信號。格式化可包含(例如)解碼一資料串流且使用經解碼資料串流調變一載波。信號攜載之資訊可為(例如)類比或數位資訊。如已知，可在不同有線或無線鏈路上傳輸信號。信號可儲存於一處理器可讀媒體上。
110‧‧‧正向轉換模组
120‧‧‧視訊編碼器
130‧‧‧視訊解碼器
140‧‧‧反向轉換模組
300‧‧‧方法
310‧‧‧眩光遮蔽
320‧‧‧計算JNDG
330‧‧‧計算
400‧‧‧方法
410‧‧‧正向轉換
420‧‧‧編碼
430‧‧‧解碼
440‧‧‧反向轉換
450‧‧‧計算
500‧‧‧方法
510‧‧‧正向轉換
520‧‧‧視訊編碼器
530‧‧‧視訊解碼器
540‧‧‧反向轉換
550‧‧‧量化調整
560‧‧‧量化調整
610‧‧‧當前區塊
700‧‧‧視訊編碼器
705‧‧‧原始影像區塊
710‧‧‧變換
720‧‧‧量化
730‧‧‧熵編碼
740‧‧‧解量化
750‧‧‧逆變換
755‧‧‧預測區塊
760‧‧‧運動估計
765‧‧‧運動補償
770‧‧‧圖框內預測
775‧‧‧編碼區塊
780‧‧‧解區塊濾波器
785‧‧‧SAO濾波器
790‧‧‧參考記憶體
800‧‧‧方法
810‧‧‧形成
820‧‧‧變換
830‧‧‧量化
840‧‧‧解量化
850‧‧‧預測區塊
860‧‧‧逆OETF
870‧‧‧估計
875‧‧‧計算
880‧‧‧量化
890‧‧‧熵編碼
900‧‧‧解碼器
925‧‧‧預測區塊
945‧‧‧熵解碼
950‧‧‧解量化
955‧‧‧逆變換
960‧‧‧圖框內預測
970‧‧‧運動補償預測
980‧‧‧參考記憶體
990‧‧‧解區塊濾波器
995‧‧‧SAO濾波器
1000‧‧‧方法
1010‧‧‧熵解碼器
1040‧‧‧解量化
1050‧‧‧預測區塊
1060‧‧‧逆OETF
1075‧‧‧計算
1080‧‧‧解量化
1090‧‧‧逆變換
1100‧‧‧系統
1110‧‧‧處理器
1120‧‧‧記憶體
1130‧‧‧編碼器/解碼器模組
1140‧‧‧儲存裝置
1150‧‧‧通信介面
1160‧‧‧通信通道
1200‧‧‧資料傳輸系統
1201‧‧‧處理器
1202‧‧‧編碼器
1204‧‧‧傳輸器
1206‧‧‧調變器
1208‧‧‧儲存單元
1300‧‧‧資料接收系統
1302‧‧‧接收器
1304‧‧‧解調變器
1306‧‧‧解碼器
1307‧‧‧儲存單元
1308‧‧‧處理器
圖1係繪示編碼且解碼HDR信號之一例示性架構之一方塊圖。 圖2A係繪示一例示性HDR影像之一圖形實例，且圖2B係繪示例示性HDR影像中之眩光遮蔽效應之一圖形實例。 圖3繪示根據本原理之一實施例用於使用眩光遮蔽效應來計算量化比率之一例示性架構。 圖4繪示根據本原理之一實施例之考慮到眩光遮蔽效應之用於編碼一HDR影像之一例示性架構。 圖5繪示根據本原理之一實施例之考慮到眩光遮蔽效應之用於編碼一HDR影像之另一例示性架構。 圖6係繪示一當前區塊之例示性因果區域之一圖形實例。 圖7係繪示一例示性HEVC編碼器之一圖形實例。 圖8繪示根據本原理之一實施例之用於調整一視訊編碼器中之量化參數之一例示性方法。 圖9係繪示一例示性HEVC解碼器之一圖形實例。 圖10繪示根據本原理之一實施例之用於調整一視訊解碼器中之量化參數之一例示性方法。 圖11繪示描繪一例示性系統之一方塊圖，其中可實施本原理之例示性實施例之各種態樣。 圖12繪示描繪可配合一或多個實施方案使用之一視訊處理系統之一實例之一方塊圖。 圖13繪示描繪可配合一或多個實施方案使用之一視訊處理系統之另一實例之一方塊圖。
500‧‧‧方法
510‧‧‧正向轉換
520‧‧‧視訊編碼器
530‧‧‧視訊解碼器
540‧‧‧反向轉換
550‧‧‧量化調整
560‧‧‧量化調整

Claims (15)

  1. 一種編碼一視訊之方法，其包括： 存取該視訊之一影像之一區塊； 基於該區塊之一量化參數來編碼(880)該區塊，基於該區塊之明度及該區塊之鄰近區塊之明度來判定該量化參數，其中基於該區塊中之至少一個變換係數來判定該區塊之該明度；及 回應於該編碼而產生(890)一位元串流。
  2. 如請求項1之方法，其中基於該區塊之該等鄰近區塊之一或多個像素與該區塊之一或多個像素之間之一眩光遮蔽效應來判定該量化參數。
  3. 如請求項2之方法，進一步包括： 回應於該眩光遮蔽效應而判定該區塊之一像素之一JND (恰可辨差異)，其中基於該經判定之JND及該區塊之該明度來判定該量化參數。
  4. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該區塊之該明度係基於該區塊之一DC變換係數及該區塊之一預測區塊。
  5. 如請求項4之方法，其中該區塊之AC變換係數之量化係基於該量化參數，且其中該DC變換係數之量化係基於另一量化參數。
  6. 如請求項1至3中任一項之方法，進一步包括： 基於該區塊之該明度及該區塊之鄰近區塊之該明度來判定(870)一量化比率，其中基於一第二量化參數及該量化比率來判定該量化參數。
  7. 一種用於編碼一視訊之設備，其包括一記憶體及經組態以執行如請求項1至6中任一項之方法的一或多個處理器。
  8. 一種從一位元串流解碼一視訊之方法，其包括： 存取(1010)表示該視訊之該位元串流； 基於一量化參數來解碼(1080)一影像之一區塊，基於該區塊之明度及該區塊之鄰近區塊之明度來判定該量化參數，其中該區塊之該明度係基於該區塊中之至少一個變換係數；及 將該視訊輸出至一顯示器、一儲存器及一通信介面中之至少一者。
  9. 如請求項8之方法，其中該區塊之該明度係基於該區塊之一DC變換係數及該區塊之一預測區塊。
  10. 如請求項9之方法，其中該區塊之AC變換係數之解量化係基於該量化參數，且其中該DC變換係數之解量化係基於另一量化參數。
  11. 如請求項8至10中任一項之方法，進一步包括： 基於該區塊之該明度及該區塊之鄰近區塊之該明度來判定(1070)一量化比率，其中基 於一第二量化參數及該量化比率來判定該量化參數。
  12. 一種用於解碼一位元串流之設備，其包括一記憶體及經組態以執行如請求項8至11中任一項之方法的一或多個處理器。
  13. 一種非暫態電腦可讀儲存媒體，其上儲存有如請求項1至6中任一項之方法產生之一位元串流。
  14. 一種非暫態電腦可讀儲存媒體，其上儲存有用於執行如請求項1至6及8至11中任一項之方法的指令。
  15. 一種位元串流，其經格式化以包含： 該視訊之一影像之一區塊，該區塊係基於一量化參數而予以編碼，基於該區塊之明度及該區塊之鄰近區塊之明度而判定該量化參數，其中該區塊之該明度係基於使用該區塊中之至少一個變換係數。
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