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TWI551124B - 應用於視訊系統之編碼／解碼方法及編碼／解碼裝置 - Google Patents

應用於視訊系統之編碼／解碼方法及編碼／解碼裝置 Download PDF

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TWI551124B
TWI551124B TW103123914A TW103123914A TWI551124B TW I551124 B TWI551124 B TW I551124B TW 103123914 A TW103123914 A TW 103123914A TW 103123914 A TW103123914 A TW 103123914A TW I551124 B TWI551124 B TW I551124B
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晨星半導體股份有限公司
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Description

應用於視訊系統之編碼/解碼方法及編碼/解碼裝置
本發明與多媒體信號處理技術相關，並且尤其與視訊系統中的編碼/解碼技術相關。
隨著通訊技術的進步，數位電視廣播漸趨成熟、普及。除了經由電纜線路傳送外，數位電視信號也可透過基地台或人造衛星等設備以無線信號的型態被傳遞。為了兼顧提升畫面品質和降低傳輸資料量的需求，傳送端通常會將待傳遞的影像及聲音信號編碼、壓縮。相對應地，接收端必須正確地將收到的信號解碼、解壓縮，始能還原影音信號。
圖一呈現一符合數位音視頻編解碼技術標準(audio video coding standard,AVS)之編碼系統的局部功能方塊圖。訊框內預測(intra-prediction)模組12分別針對一視訊框中的各個影像區塊進行訊框內預測程序，以產生對應各個影像區塊的亮度殘餘值(residual)區塊。做為說明範例，圖二(A)~圖二(D)呈現訊框內預測模組12於進行訊框內預測程序時會列入考量的幾種不同參考模式。影像區塊20包含8*8個像素。在圖二(A)呈現的參考模式中，訊框內預測模組12係以影像區塊20上方的八個參考點(繪示為標有斜紋)之亮度做為參考值，來計算影像區塊20中各個像素的亮度殘餘值。如圖二(A)中垂直向下的箭號所示，每一欄像素各自對應於其正上方的參考點，而每一個像素的亮度殘餘值為其亮度值與參考點之亮度值的差 異。因此，亮度殘餘值區塊的大小與影像區塊20相同，亦即包含8*8個亮度殘餘值。
不同參考模式係採用不同的參考點。在圖二(B)呈現的參考模式中，訊框內預測模組12是以與影像區塊20之左側的八個參考點之亮度做為參考值。在圖二(C)呈現的參考模式中，訊框內預測模組12以位於影像區塊20右斜上方的十五個參考點之亮度做為參考值。在圖二(D)呈現的參考模式中，訊框內預測模組12以位於影像區塊20上方及左側的十五個參考點之亮度做為參考值。訊框內預測程序的細節及其他幾種參考模式可參考AVS工作小組提供的技術文件。一般而言，採用各種參考模式得出的亮度殘餘值區塊之內容會有所不同。訊框內預測模組12負責評估對應於各個參考模式的亮度殘餘值區塊若經轉換、量化之後的資料量和失真率，並選出其中最能兼顧小資料量及低失真度兩個條件的亮度殘餘值區塊，做為最終代表影像區塊20的亮度殘餘值區塊。
接著，訊框內預測模組12選出的亮度殘餘值區塊被提供至離散餘弦轉換(discrete cosine transform,DCT)模組14，進行DCT程序，以產生一DCT係數矩陣。於此範例中，DCT係數矩陣的大小與亮度殘餘值區塊相同，包含8*8個DCT係數。為了進一步降低資料量，二次轉換(secondary transform)模組16會負責對該DCT係數矩陣中的低頻成分施以二次轉換。根據AVS規範，無論DCT係數矩陣的大小(N*N)為何，二次轉換模組16都是針對其中位於最左上角的4*4個低頻成分(如圖三所示)進行二次轉換。如同DCT程序，二次轉換實際上包含依序沿一垂直方向進行之二次轉換以及沿一水平方向進行之二次轉換。隨後，經過二次轉換後的低頻成分及其他未經二次轉換的高頻DCT係數會在量化(quantization)模組18被重新結合，並且施以量化程序。
如本發明所屬技術領域中具有通常知識者所知，同一畫面中的鄰近像素通常存在空間相關性(spatial correlation)。也就是說，兩鄰近畫素 的影像資料在多數情況下不會有巨大差異。在DCT程序之後進行的二次轉換係奠基於鄰近像素具有空間相關性的假設。更明確地說，當影像區塊與其上方的參考點存在空間相關性時，對DCT係數矩陣中的低頻成分沿垂直方向施以二次轉換可達到降低資料量的效果。相似地，當影像區塊與其左方的參考點存在空間相關性時，對DCT係數矩陣中的低頻成分沿水平方向施以二次轉換可達到降低資料量的效果。現行技術的問題在於，二次轉換模組16在進行二次轉換時並未考量影像區塊與其參考點間是否存在空間相關性。因此，二次轉換模組16所進行的轉換程序有時候是不必要的，甚至會出現反效果，導致轉換後的資料量增加。
為解決上述問題，本發明提出一種新的編碼/解碼裝置及編碼/解碼方法。藉由將影像區塊內之像素與其參考點間是否存在空間相關性納入考量，根據本發明之裝置及方法可避免不必要的二次轉換程序。
根據本發明之一具體實施例為一種應用於一視訊系統之視訊編碼裝置，其中包含一訊框內預測模組、一轉換模組以及一控制模組。該訊框內預測模組係用以根據複數筆參考影像資料，對包含於一視訊框中之一影像區塊施以一訊框內預測程序，以產生一殘餘值區塊。該複數筆參考影像資料包含一組參考影像資料，對應於該影像區塊之一特定側邊。該轉換模組對該殘餘值區塊施以一初步轉換程序，以產生一初步轉換係數矩陣。該控制模組係用以根據對應於該特定側邊之該組參考影像資料之至少其一是否係根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，決定是否應對該初步轉換係數矩陣中之一低頻成份子矩陣施以垂直於該特定側邊之二次轉換。根據該控制模組之判斷結果，該轉換模組選擇性地對該低頻成份子矩陣施以二次轉換。
根據本發明之另一具體實施例為一種應用於一視訊系統之視訊 編碼方法。首先，根據複數筆參考影像資料，包含於一視訊框中之一影像區塊被施以一訊框內預測程序，以產生一殘餘值區塊。該複數筆參考影像資料包含一組第一參考影像資料，對應於該影像區塊之一特定側邊。接著，該殘餘值區塊被施以一初步轉換程序，以產生一初步轉換係數矩陣。隨後，根據對應於該特定側邊之該組參考影像資料之至少其一是否係根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，是否對該初步轉換係數矩陣中之一低頻成份子矩陣施以垂直於該特定側邊之二次轉換被決定。
根據本發明之另一具體實施例為一種應用於一視訊系統之視訊解碼裝置，其中包含一控制模組、一反向轉換模組以及一重建模組。該控制模組係用以根據一組參考影像資料之至少其一是否係根據一影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，決定是否應對該影像區塊之一低頻成份信號施以一反向二次轉換，其中該組參考影像資料係對應於該影像區塊之一特定側邊，且該反向二次轉換之方向垂直於該特定側邊。根據該控制模組之判斷結果，該轉換模組選擇性地對該低頻成份信號施以反向二次轉換程序，以產生一低頻成份子矩陣，並對包含該低頻成份子矩陣之一初步轉換係數矩陣施以一反向初步轉換程序，以產生一殘餘值區塊。該重建模組係用以根據該殘餘值區塊與複數筆參考影像資料，重建該影像區塊。
根據本發明之另一具體實施例為一種應用於一視訊系統之視訊解碼方法。首先，該解碼方法執行一判斷步驟：根據一組參考影像資料之至少其一是否係根據一影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，決定是否應對該影像區塊之一低頻成份信號施以一反向二次轉換，其中該參考影像資料係對應於該影像區塊之一特定側邊，且該反向二次轉換之方向垂直於該特定側邊。根據該判斷步驟的結果，該低頻成份信號被選擇性地施以反向二次轉換程序，以產生一低頻成份子矩陣。接著， 包含該低頻成份子矩陣之一初步轉換係數矩陣被施以一反向初步轉換程序，以產生一殘餘值區塊。隨後，根據該殘餘值區塊與複數筆參考影像資料，該影像區塊被重建。
關於本發明的優點與精神可以藉由以下發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
12‧‧‧訊框內預測模組
14‧‧‧離散餘弦轉換模組
16‧‧‧二次轉換模組
18‧‧‧量化模組
20‧‧‧影像區塊
400‧‧‧編碼裝置
41‧‧‧資料供應模組
42‧‧‧訊框內預測模組
43‧‧‧控制模組
44‧‧‧離散餘弦轉換模組
44A‧‧‧離散餘弦轉換單元
44B‧‧‧二次轉換單元
48‧‧‧量化模組
50‧‧‧影像區塊
591‧‧‧上方參考點
592‧‧‧左側參考點
S61~S63‧‧‧流程步驟
700‧‧‧解碼裝置
71‧‧‧反量化模組
72‧‧‧控制模組
73‧‧‧反向轉換模組
73A‧‧‧反向二次轉換單元
73B‧‧‧反向離散餘弦轉換單元
75‧‧‧重建模組
76‧‧‧資料供應模組
S81~S84‧‧‧流程步驟
圖一呈現一符合數位音視頻編解碼技術標準(AVS)之編碼系統的局部功能方塊圖。
圖二(A)~圖二(D)呈現進行訊框內預測程序時會列入考量的幾種參考模式。
圖三呈現一大小為N*N的DCT係數矩陣及其低頻成分子矩陣的相對關係。
圖四(A)和圖四(B)為根據本發明之一實施例中的編碼裝置之功能方塊圖。
圖五呈現一影像區塊及其多個參考點的相對關係範例。
圖六為根據本發明之一實施例中的編碼方法之流程圖。
圖七(A)和圖七(B)為根據本發明之一實施例中的解碼裝置之功能方塊圖。
圖八為根據本發明之一實施例中的解碼方法之流程圖。
須說明的是，本發明的圖式包含呈現多種彼此關聯之功能性模組的功能方塊圖。該等圖式並非細部電路圖，且其中的連接線僅用以表示信號流。功能性元件及/或程序間的多種互動關係不一定要透過直接的電性連結始能達成。此外，個別元件的功能不一定要如圖式中繪示的方式分配，且分散式的區塊不一定要以分散式的電子元件實現。
根據本發明之一具體實施例為一種應用於視訊系統之視訊編碼裝置，其功能方塊圖係繪示於圖四(A)。視訊編碼裝置400中包含一資料供應模組41、一訊框內預測模組42、一控制模組43、一轉換模組44以及一量化模組48。於實際應用中，視訊編碼裝置400可被整合在各種採用此類電路架構的視訊系統(例如但不限於AVS編碼系統)中，亦可獨立存在。
訊框內預測模組42係用以根據資料供應模組41提供的複數筆參考影像資料，對包含於一視訊框中之一影像區塊施以訊框內預測程序，以產生一殘餘值區塊。該複數筆參考影像資料包含訊框內預測程序納入評估之所有參考模式會使用的參考點之影像資料。舉例而言，該複數筆參考影像資料可能包含對應於影像區塊外之上方和左側多個參考點的影像資料；例如該複數筆參考影像資料可為多個參考點的亮度值或彩度值，而該殘餘值區塊為亮度殘餘值區塊或彩度殘餘值區塊，但本發明的範疇不以此為限。轉換模組44首先對該殘餘值區塊施以一初步轉換程序，以產生一初步轉換係數矩陣。舉例而言，該初步轉換程序可為一離散餘弦轉換(DCT)或者是由離散餘弦轉換變形而成的整數轉換(integer transform)，但不以此為限。以下說明主要以該初步轉換程序為DCT程序且該初步轉換係數矩陣為DCT係數矩陣的情況為例。轉換模組44受到控制模組43的控制，選擇性地對該DCT係數矩陣中的低頻成份子矩陣施以二次轉換程序。接著，量化模組48負責對轉換模組44的輸出信號施以量化程序。
圖四(B)進一步呈現轉換模組44的一種詳細實施範例。於此範例中，轉換模組44包含DCT轉換單元44A和二次轉換單元44B，分別負責執行DCT轉換和二次轉換。本發明所屬技術領域中具有通常知識者可理解，DCT轉換單元44A和二次轉換單元44B亦可由單一個乘法運算電路實現，並分時進行DCT轉換程序和二次轉換程序。
以下說明控制模組43於決定是否對DCT係數矩陣中的低頻成份子矩陣施以二次轉換程序時所採行之判斷邏輯的幾種範例。
圖五呈現一影像區塊50及其複數個參考點(繪示為標有斜紋)的相對關係範例。此實施例中，不同的參考模式各自對應於該複數個參考點中的全部或一部份參考點的影像資料。須說明的是，各參考點未必是與影像區塊50之邊緣直接相鄰的實際像素。一參考點對應的參考影像資料，例如亮度值，可能是資料供應模組41根據該位置附近的幾個實際像素之亮度值計算出的加權平均，也可能是與實際像素無關之一預設填充資料。舉例而言，當影像區塊50為視訊框中最上面一列的影像區塊，其上方便沒有相鄰的實際像素可供產生參考影像資料。再舉例而言，當影像區塊50為視訊框中最左側一欄的影像區塊，其左方便沒有相鄰的實際像素可供產生參考影像資料。在這些特殊情況下，資料供應模組41會將該等參考點對應的亮度值填入一預設資料。使用預設填充資料的情況通常出現在當一待處理影像區塊位於一視訊框或一影像片段(slice)邊緣時。即使在同一視訊框中，不同影像片段間的像素不可互為參考點。於實際應用中，灰階值範圍為0~255的視訊規範可能會採用中間值128做為預設填充資料。可理解的是，採用預設填充資料的參考點與影像區塊50中的像素之間不存在空間相關性。
每一種影像規範選擇預設填充資料的規則不盡相同，但在各種情況下，訊框內預測模組42參考的複數筆參考影像資料中何者與影像區塊50之實際鄰近像素有關、無關，亦即哪些是根據實際鄰近像素所具有之影像資料產生的實際影像資料、哪些是預設填充資料，控制模組43皆可透過資料供應模組41提供的資訊得知。
於一實施例中，無論訊框內預測模組42最終是輸出對應於哪一種參考模式的殘餘值區塊，當對應於影像區塊50上緣的參考影像資料包含實際影像資料時，控制模組43便判定應對其DCT係數矩陣中的低頻成 份子矩陣沿垂直方向施以二次轉換。當對應於影像區塊50左側的參考影像資料包含實際影像資料時，控制模組43便判定應對其DCT係數矩陣中的低頻成份子矩陣沿水平方向施以二次轉換。若編碼裝置400係用以配合AVS視訊系統，影像區塊50上方的參考點之影像資料會同時全為實際影像資料或者同時全為預設填充資料，其左側的參考點之影像資料也會同時全為實際影像資料或者同時全為預設填充資料。因此，控制模組43僅需判斷對應於影像區塊50上緣的任一參考影像資料(例如參考點591的影像資料)為實際影像資料或預設填充資料，便可決定是否應令轉換模組44對影像區塊50之DCT係數矩陣中的低頻成份子矩陣沿垂直方向施以二次轉換。相似地，控制模組43僅需判斷對應於影像區塊50左側的任一參考影像資料(例如參考點592的影像資料)為實際影像資料或預設填充資料，便可決定是否應令轉換模組44對影像區塊50之DCT係數矩陣中的低頻成份子矩陣沿水平方向施以二次轉換。當參考點591、592的影像資料皆為預設填充資料，控制模組43會控制轉換模組44不對影像區塊50之DCT係數矩陣中的低頻成份子矩陣施以任何一種二次轉換。
綜上所述，當位於影像區塊某一側邊之參考點與影像區塊中之像素不存在空間相關性時，轉換模組44便不會進行垂直於該側邊的二次轉換。藉此，編碼裝置400可避免不必要的二次轉換程序。須說明的是，控制模組43也可被設計為僅針對影像區塊之某一側邊的參考點判定是否應進行相對應之二次轉換。更明確地說，控制模組43可被設計為僅用以判斷是否應省略沿垂直方向進行之二次轉換，或者是被設計為僅用以判斷是否應省略沿水平方向進行之二次轉換。
於另一實施例中，除了考量參考影像資料為實際影像資料或預設填充資料之外，控制模組43亦考量訊框內預測模組42最終輸出的殘餘值區塊所對應之參考模式是哪一種參考模式。更明確地說，當訊框內預測模組42最終輸出的殘餘值區塊所對應之參考模式有使用到影像區塊50上 緣的參考點，也就是訊框內預測模組42最終輸出的殘餘值區塊與對應於影像區塊50上緣的參考影像資料直接相關時，控制模組43才會進一步考量對應於影像區塊50上緣的參考影像資料是否為實際影像資料。唯有當訊框內預測模組42最終輸出的殘餘值區塊與對應於影像區塊50上緣的參考影像資料直接相關，並且對應於影像區塊50上緣的參考影像資料為實際影像資料時，控制模組43才會令轉換模組44對影像區塊50之DCT係數矩陣中的低頻成份子矩陣沿垂直方向施以二次轉換。相對地，若該殘餘值區塊未與影像區塊50上緣的參考影像資料直接相關，或者影像區塊50上緣的參考影像資料為預設填充資料，則控制模組43將判定轉換模組44不應對影像區塊50之DCT係數矩陣中的低頻成份子矩陣沿垂直方向施以二次轉換。
另一方面，當訊框內預測模組42最終輸出的殘餘值區塊所對應之參考模式有使用到影像區塊50左側的參考點，也就是訊框內預測模組42最終輸出的殘餘值區塊與對應於影像區塊50左側的參考影像資料直接相關時，控制模組43才會進一步考量對應於影像區塊50左側的參考影像資料是否為實際影像資料。唯有當訊框內預測模組42最終輸出的殘餘值區塊與對應於影像區塊50左側的參考影像資料直接相關，並且對應於影像區塊50左側的參考影像資料為實際影像資料時，控制模組43才會令轉換模組44對影像區塊50之DCT係數矩陣中的低頻成份子矩陣沿水平方向施以二次轉換。相對地，若該殘餘值區塊未與影像區塊50左側的參考影像資料直接相關，或者影像區塊50左側的參考影像資料為預設填充資料，則控制模組43將判定轉換模組44不應對影像區塊50之DCT係數矩陣中的低頻成份子矩陣沿水平方向施以二次轉換。
實務上，控制模組43可利用多種控制和處理平台實現，包含固定式的和可程式化的邏輯電路，例如可程式化邏輯閘陣列、針對特定應用的積體電路、微控制器、微處理器、數位信號處理器。此外，控制模組 43亦可被設計為透過執行一記憶體(未繪示)中所儲存之處理器指令，來完成多種任務。本發明的範疇並不限於以某種特定組態或架構來實現編碼裝置400。本發明所屬技術領域中具有通常知識者可理解，另有多種電路組態和元件可在不背離本發明精神的情況下實現本發明的概念。
須說明的是，訊框內預測程序、離散餘弦轉換、二次轉換和量化程序的實施細節為本發明所屬技術領域中具有通常知識者所知，於此不再贅述。
根據本發明之另一具體實施例為一種應用於一視訊系統之編碼方法，其流程圖係繪示於圖六。首先，在步驟S61中，根據複數筆參考影像資料，包含於一視訊框中之一影像區塊被施以一訊框內預測程序，以產生一殘餘值區塊。該複數筆參考影像資料包含對應於該影像區塊之一特定側邊的一組參考影像資料。接著，在步驟S62中，該殘餘值區塊被施以一初步轉換程序，以產生一初步轉換係數矩陣。隨後，在步驟S63中，根據對應於該特定側邊之該組參考影像資料之至少其一是否係根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，是否對該初步轉換係數矩陣中之一低頻成份子矩陣施以垂直於該特定側邊之二次轉換被決定。
本發明所屬技術領域中具有通常知識者可理解，步驟S63的執行時間可被調動至步驟S61或步驟S62之前，並且不會影響該編碼方法的整體效果。此外，先前在介紹編碼裝置400時描述的各種操作變化亦可應用至圖六中的編碼方法，其細節不再贅述。
根據本發明之另一具體實施例為一種應用於一視訊系統之解碼裝置，其功能方塊圖係繪示於圖七(A)。解碼裝置700包含一反量化(inverse quantization)模組71、一控制模組72、一反向轉換模組73、一重建模組75，以及一資料供應模組76。解碼裝置700與編碼裝置400的運作相對應且順序大致相反。於一實施例中，反向轉換模組73包含一反向二次轉換單元 73A和一反向離散餘弦轉換(inverse discrete cosine transform,IDCT)單元73B，分別負責執行反向二次轉換程序和IDCT程序。本發明所屬技術領域中具有通常知識者可理解，反向二次轉換單元73A和IDCT單元73B亦可由單一個乘法運算電路實現，並分時進行反向二次轉換程序和IDCT轉換程序。
反量化模組71係用以對其輸入信號(通常為一經解碼後的位元串)施以反量化程序，而其輸出信號可被視為包含兩個部分，其一為一影像區塊之DCT係數矩陣中的高頻成分，其二為該DCT係數矩陣中(在編碼端可能曾被施以二次轉換)的低頻成分。該等高頻成分可被直接提供至IDCT單元73B，該低頻成分信號則是被提供至反向二次轉換單元73A。反向二次轉換單元73A受到控制模組72的控制，選擇性地對該低頻成份信號施以反向二次轉換程序，以產生一低頻成份子矩陣。
控制模組72根據一組第一參考影像資料之至少其一是否係根據一影像區塊的鄰近像素所具有之影像資料所產生，決定是否應對該影像區塊的低頻成份信號沿一第一方向施以反向二次轉換，其中該第一參考影像資料係對應於該影像區塊之一第一側邊，且該第一方向垂直於該第一側邊。於一實施例中，解碼裝置700係用以配合AVS視訊系統；在決定是否應對一影像區塊的低頻成份信號沿垂直方向施以反向二次轉換時，控制模組72選出對應於該影像區塊之上緣的任一筆參考影像資料，並判斷該參考影像資料為實際影像資料或預設填充資料。若該組第一參考影像資料之該至少其一為實際影像資料，控制模組72便判定應令反向二次轉換單元73A對該影像區塊的低頻成份信號沿垂直方向施以反向二次轉換。相似地，在決定是否應對一影像區塊的低頻成份信號沿水平方向施以反向二次轉換時，控制模組72可選出對應於該影像區塊之左側的任一筆參考影像資料，並判斷該參考影像資料為實際影像資料或預設填充資料。若該筆參考影像資料為實際影像資料，控制模組72便判定應令反向二次轉換單 元73A對該影像區塊的低頻成份信號沿水平方向施以反向二次轉換。
實務上，當影像區塊係位於一視訊框或一影像片段的邊緣區域時，其參考影像資料通常至少有一部份是預設填充資料。因此，控制模組72可根據一影像區塊的所在位置及其所屬視訊規範選擇的預設填充資料的規則來判斷一參考影像資料為實際影像資料或預設填充資料。若一影像區塊係位於視訊框的最左上角，其上方和左側的參考影像資料有可能皆為預設填充資料。在這個情況下，反向二次轉換模組73不會對該影像區塊的低頻成份信號施以任何一種反向二次轉換。
須說明的是，若編碼端的二次轉換模組被設計為先對其輸入信號沿水平方向施以二次轉換，再沿垂直方向進行二次轉換，則解碼裝置700中的反向二次轉換單元73A便會被設計為先沿垂直方向進行反向二次轉換，再沿水平方向進行反向二次轉換，反之亦然。
在接收反量化模組71提供的高頻DCT係數以及反向二次轉換單元73A輸出的低頻DCT係數後，反向離散餘弦轉換單元73B負責對包含這些係數的DCT係數矩陣施以一反向離散餘弦轉換程序，以產生一殘餘值區塊。隨後，重建模組75會根據該殘餘值區塊與資料供應模組76提供的複數筆參考影像資料，重建該影像區塊。
控制模組72的判斷邏輯會與編碼端之控制模組43的判斷邏輯相關。若控制模組43僅依一參考影像資料為實際影像資料或預設填充資料決定是否進行相對應的二次轉換，則控制模組72亦僅需考量參考影像資料為實際影像資料或預設填充資料。若控制模組43還進一步考量訊框內預測模組42最終輸出的殘餘值區塊所對應之參考模式是哪一種參考模式，則控制模組72亦須進一步將殘餘值區塊對應的參考模式納入考量。舉例而言，控制模組72的判斷邏輯有可能是：當一影像區塊之殘餘值區塊與其上緣的參考影像資料直接相關時，控制模組72才會進一步考量對 應於該影像區塊上緣的參考影像資料是否為實際影像資料。唯有當一影像區塊之殘餘值區塊與對應於該影像區塊上緣的參考影像資料直接相關，並且對應於影像區塊上緣的參考影像資料為實際影像資料時，控制模組72才會令反向二次轉換單元73A沿垂直方向進行反向二次轉換。
根據本發明之另一具體實施例為一種應用於一視訊系統之解碼方法，其功能方塊圖係繪示於圖八。步驟S81為根據一組參考影像資料之至少其一是否係根據一影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，決定是否應對該影像區塊之一低頻成份信號施以一反向二次轉換，其中該組參考影像資料係對應於該影像區塊之一特定側邊，且該反向二次轉換之方向垂直於該特定側邊。步驟S82為根據步驟S81之判斷結果，選擇性地對該低頻成份信號施以反向二次轉換程序，以產生一低頻成份子矩陣。步驟S83為對包含該低頻成份子矩陣之一初步轉換係數矩陣施以一反向初步轉換程序，以產生一殘餘值區塊。步驟S84為根據該殘餘值區塊與複數筆參考影像資料，重建該影像區塊。
本發明所屬技術領域中具有通常知識者可理解，先前在介紹解碼裝置700時描述的各種操作變化亦可應用至圖八中的解碼方法，其細節不再贅述。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
400‧‧‧編碼裝置
41‧‧‧資料供應模組
42‧‧‧訊框內預測模組
43‧‧‧控制模組
44‧‧‧轉換模組
48‧‧‧量化模組

Claims (28)

  1. 一種應用於一視訊系統之視訊編碼裝置，包含：一訊框內預測模組，用以根據複數筆參考影像資料，對一視訊框中之一影像區塊施以訊框內預測(intra-prediction)，以產生對應之一殘餘值(residual)區塊，該影像區塊具有一第一側邊，該複數筆參考影像資料包含對應於該第一側邊之一組第一參考影像資料；一轉換模組，用以對該殘餘值區塊施以初步轉換，以產生一初步轉換係數矩陣；以及一控制模組，用以根據該組第一參考影像資料之至少其一是否係根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，決定是否應對該初步轉換係數矩陣中之一低頻成份子矩陣沿一第一方向施以二次轉換(secondary transform)，其中該第一方向垂直於該第一側邊；其中，根據該控制模組之決定結果，該轉換模組選擇性地對該低頻成份子矩陣沿該第一方向施以二次轉換。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之編碼裝置，其中，若該控制模組判斷該組第一參考影像資料之該至少其一係根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，則該控制模組判定應對該低頻成份子矩陣沿該第一方向施以二次轉換，若該控制模組判斷該組第一參考影像資料之該至少其一並非與該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，則判定不應對該低頻成份子矩陣沿該第一方向施以二次轉換。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之編碼裝置，其中若該殘餘值區塊與該組第一參考影像資料直接相關，且該組第一參考影像資料之該至少其一係根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，則該控制模組判定應對該低頻成份子矩陣沿該第一方向施以二次轉換；若該殘餘值區塊未與該組第一參考影像資料直接相關，或者該組第一參考影像資 料之該至少其一並非根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，則該控制模組判定不應對該低頻成份子矩陣沿該第一方向施以二次轉換。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之編碼裝置，其中該複數筆參考影像資料包含一組第二參考影像資料，該組第二參考影像資料對應於該影像區塊之一第二側邊，該第二側邊不同於該第一側邊；該控制模組進一步根據該組第二參考影像資料之至少其一是否係根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，決定是否應對該低頻成份子矩陣沿一第二方向施以二次轉換，其中該第二方向垂直於該第二側邊。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之編碼裝置，其中若該組第二參考影像資料之該至少其一係根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，則該控制模組判定應對該低頻成份子矩陣沿該第二方向施以二次轉換；若該組第二參考影像資料之該至少其一並非根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，則該控制模組判定不應對該低頻成份子矩陣沿該第二方向施以二次轉換。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之編碼裝置，其中若該殘餘值區塊與該組第二參考影像資料直接相關，且該組第二參考影像資料之該至少其一係根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，則該控制模組判定應對該低頻成份子矩陣沿該第二方向施以二次轉換；若該殘餘值區塊未與該組第二參考影像資料直接相關，或者該組第二參考影像資料之該至少其一並非根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，則該控制模組判定不應對該低頻成份子矩陣沿該第二方向施以二次轉換。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之編碼裝置，其中當該第一側邊為該影像區塊之一上緣，則沿該第一方向之二次轉換為一沿垂直方向進行之二次轉 換；當該第一側邊為該影像區塊之一左緣，則沿該第一方向之二次轉換為一沿水平方向進行之二次轉換。
  8. 一種應用於一視訊系統之視訊編碼方法，包含：(a)根據複數筆參考影像資料，對一視訊框中之一影像區塊施以訊框內預測，以產生對應之一殘餘值區塊，該影像區塊具有一第一側邊，該複數筆參考影像資料包含對應於該第一側邊之一組第一參考影像資料；(b)對該殘餘值區塊施以一初步轉換，以產生一初步轉換係數矩陣；以及(c)根據該組第一參考影像資料之至少其一是否係根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，決定是否對該初步轉換係數矩陣中之一低頻成份子矩陣沿一第一方向施以二次轉換，其中該第一方向垂直於該第一側邊。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之編碼方法，其中步驟(c)包含：(c1)判斷該組第一參考影像資料之該至少其一是否係根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生；(c2)若步驟(c1)之判斷結果為是，判定應對該低頻成份子矩陣沿該第一方向施以二次轉換；以及(c3)若步驟(c1)之判斷結果為否，判定不應對該低頻成份子矩陣沿該第一方向施以二次轉換。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之編碼方法，其中步驟(c)包含：(c1)判斷該殘餘值區塊是否與該組第一參考影像資料直接相關；(c2)判斷該組第一參考影像資料之該至少其一是否係根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生；(c3)若步驟(c1)及步驟(c2)之判斷結果皆為是，判定應對該低頻成份子矩陣沿該第一方向施以二次轉換；以及 (c4)若步驟(c1)或步驟(c2)之判斷結果為否，判定不應對該低頻成份子矩陣沿該第一方向施以二次轉換。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之編碼方法，其中該複數筆參考影像資料包含一組第二參考影像資料，該組第二參考影像資料對應於該影像區塊之一第二側邊，該第二側邊不同於該第一側邊；該編碼方法進一步包含：(d)根據該組第二參考影像資料之至少其一是否係根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，決定是否對該低頻成份子矩陣沿一第二方向施以二次轉換，其中該第二方向垂直於該第二側邊。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之編碼方法，其中步驟(d)包含：(d1)判斷該組第二參考影像資料之該至少其一是否係根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生；(d2)若步驟(d1)之判斷結果為是，判定應對該低頻成份子矩陣沿該第二方向施以二次轉換；以及(d3)若步驟(d1)之判斷結果為否，判定不應對該低頻成份子矩陣沿該第二方向施以二次轉換。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之編碼方法，其中步驟(d)包含：(d1)判斷該殘餘值區塊是否與該組第二參考影像資料直接相關；(d2)判斷該組第二參考影像資料之該至少其一是否係根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生；(d3)若步驟(d1)及步驟(d2)之判斷結果皆為是，判定應對該低頻成份子矩陣沿該第二方向施以二次轉換；以及(d4)若步驟(d1)或步驟(d2)之判斷結果為否，判定不應對該低頻成份子矩陣沿該第二方向施以二次轉換。
  14. 如申請專利範圍第8項所述之編碼方法，其中當該第一側邊為該影像區 塊之一上緣，則沿該第一方向之二次轉換為一沿垂直方向進行之二次轉換；當該第一側邊為該影像區塊之一左緣，則沿該第一方向之二次轉換為一沿水平方向進行之二次轉換。
  15. 一種應用於一視訊系統之視訊解碼裝置，包含：一控制模組，用以根據一組第一參考影像資料之至少其一是否係根據一影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，決定是否應對該影像區塊之一低頻成份信號沿一第一方向施以反向二次轉換，其中該組第一參考影像資料係對應於該影像區塊之一第一側邊，且該第一方向垂直於該第一側邊；一反向轉換模組，用以根據該控制模組之判斷結果，選擇性地對該低頻成份信號施以反向二次轉換，以產生一低頻成份子矩陣，並對包含該低頻成份子矩陣之一初步轉換係數矩陣施以反向初步轉換，以產生一殘餘值區塊；以及一重建模組，用以根據該殘餘值區塊與複數筆參考影像資料，重建該影像區塊。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之解碼裝置，其中若該組第一參考影像資料之該至少其一係根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，則該控制模組判定應對該低頻成份信號沿該第一方向施以反向二次轉換；若該組第一參考影像資料之該至少其一並非根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，則該控制模組判定不應對該低頻成份信號沿該第一方向施以反向二次轉換。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之解碼裝置，其中若該殘餘值區塊與該組第一參考影像資料直接相關，且該組第一參考影像資料之該至少其一係根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，則該控制模組判定應對該低頻成份信號沿該第一方向施以反向二次轉換；若該殘餘值區塊未與該組第一參考影像資料直接相關，或者該組第一參考影像 資料之該至少其一並非根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，則該控制模組判定不應對該低頻成份信號沿該第一方向施以反向二次轉換。
  18. 如申請專利範圍第15項所述之解碼裝置，其中該複數筆參考影像資料包含一組第二參考影像資料，該組第二參考影像資料對應於該影像區塊之一第二側邊，該第二側邊不同於該第一側邊；該控制模組進一步根據該組第二參考影像資料之至少其一是否係根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，決定是否應對該低頻成份信號沿一第二方向施以反向二次轉換，其中該第二方向垂直於該第二側邊。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之解碼裝置，其中若該組第二參考影像資料之該至少其一係根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，則該控制模組判定應對該低頻成份信號沿該第二方向施以反向二次轉換；若該組第二參考影像資料之該至少其一並非根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，則該控制模組判定不應對該低頻成份信號沿該第二方向施以反向二次轉換。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之解碼裝置，其中若該殘餘值區塊與該組第二參考影像資料直接相關，且該組第二參考影像資料之該至少其一係根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，則該控制模組判定應對該低頻成份信號沿該第二方向施以反向二次轉換；若該殘餘值區塊未與該組第二參考影像資料直接相關，或者該組第二參考影像資料之該至少其一並非根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，則該控制模組判定不應對該低頻成份信號沿該第二方向施以反向二次轉換。
  21. 如申請專利範圍第15項所述之解碼裝置，其中當該第一側邊為該影像區塊之一上緣，則沿該第一方向之反向二次轉換為一沿垂直方向進行之反 向二次轉換；當該第一側邊為該影像區塊之一左緣，則沿該第一方向之反向二次轉換為一沿水平方向進行之反向二次轉換。
  22. 一種應用於一視訊系統之視訊解碼方法，包含：(a)根據一組第一參考影像資料之至少其一是否係根據一影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，決定是否應對該影像區塊之一低頻成份信號沿一第一方向施以反向二次轉換，其中該組第一參考影像資料係對應於該影像區塊之一第一側邊，且該第一方向垂直於該第一側邊；(b)根據步驟(a)之判斷結果，選擇性地對該低頻成份信號沿該第一方向施以反向二次轉換，以產生一低頻成份子矩陣；(c)對包含該低頻成份子矩陣之一初步轉換係數矩陣施以一反向初步轉換，以產生一殘餘值區塊；以及(d)根據該殘餘值區塊與複數筆參考影像資料，重建該影像區塊。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之解碼方法，其中步驟(a)包含：若該組第一參考影像資料之該至少其一係根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，則判定應對該低頻成份信號沿該第一方向施以反向二次轉換；以及若該組第一參考影像資料之該至少其一並非根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，則判定不應對該低頻成份信號沿該第一方向施以反向二次轉換。
  24. 如申請專利範圍第22項所述之解碼方法，其中步驟(a)包含：若該殘餘值區塊與該組第一參考影像資料直接相關，且該組第一參考影像資料之該至少其一係根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，則判定應對該低頻成份信號沿該第一方向施以反向二次轉換；以及若該殘餘值區塊未與該組第一參考影像資料直接相關，或者該組第 一參考影像資料之該至少其一並非根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，則判定不應對該低頻成份信號沿該第一方向施以反向二次轉換。
  25. 如申請專利範圍第22項所述之解碼方法，其中該複數筆參考影像資料包含一組第二參考影像資料，該組第二參考影像資料對應於該影像區塊之一第二側邊，該第二側邊不同於該第一側邊；該解碼方法於步驟(b)之前進一步包含：(e)根據該組第二參考影像資料之至少其一是否係根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，決定是否應對該低頻成份信號沿一第二方向施以反向二次轉換，其中該第二方向垂直於該第二側邊。
  26. 如申請專利範圍第25項所述之解碼方法，其中步驟(e)包含：若該組第二參考影像資料之該至少其一係根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，則判定應對該低頻成份信號沿該第二方向施以反向二次轉換；以及若該組第二參考影像資料之該至少其一並非根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，則判定不應對該低頻成份信號沿該第二方向施以反向二次轉換。
  27. 如申請專利範圍第25項所述之解碼方法，其中步驟(e)包含：若該殘餘值區塊與該組第二參考影像資料直接相關，且該組第二參考影像資料之該至少其一係根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，則判定應對該低頻成份信號沿該第二方向施以反向二次轉換；以及若該殘餘值區塊未與該組第二參考影像資料直接相關，或者該組第二參考影像資料之該至少其一並非根據該影像區塊之至少一鄰近像素所具有之一影像資料所產生，則判定不應對該低頻成份信號 沿該第二方向施以反向二次轉換。
  28. 如申請專利範圍第22項所述之解碼方法，其中當該第一側邊為該影像區塊之一上緣，則沿該第一方向之反向二次轉換為一沿垂直方向進行之反向二次轉換；當該第一側邊為該影像區塊之一左緣，則沿該第一方向之反向二次轉換為一沿水平方向進行之反向二次轉換。
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