关键字 |
| Z-scan、锯齿形扫描内部编码、AVS编码效率,AVC / h。 |
介绍 |
| 音频视频编码标准(AVS)是一个媒体压缩中国的国家标准,这是由中国的音频和视频编码标准工作组。类似与h / AVC视频编码标准AVS是一块transform-based编解码器使用一个运行长度编码技术编码量化系数对应于一个特定的预测残差块。运行长度编码所得通过锯齿形扫描一块量子化的变换系数与一个预定义的模式。在AVS内部编码,有5个不同的内部预测方法8×8块支持[1]。一般来说,不同的内部预测方法可以引入不同的预测残留。因此,它是低效的从不同的方向编码剩余信号预测只有锯齿形扫描。 |
| 最近,要解决这个问题,许多工作已经完成开发一个合适的圣模式对各种视频编码标准。mpeg - 4编码、内三块级自适应扫描(alternate-vertical, alternate-horizontal和锯齿形)为每个块内根据DC预测方向是利用[2]。h / AVC内部编码,[3],[4],[6]提出使用两个额外的垂直扫描模式预测块和横向预测块分别和其他传统的锯齿形扫描是用来预测模式。同样,在[5],他们提出了一个自适应扫描方法,使用不同的扫描方法对每个内部预测模式。AVS标准,根据预测剩余的统计分布,一个名为MLASS的新方案,自适应地选择最佳的扫描模式为每个宏模块安排提出了量化的DCT系数[7],此外,它不仅可以用于内部编码也为国际编码。 |
| 本文通过上述研究工作的启发,我们提出一个z-scan方案AVS内部编码,可以进一步提高编码效率储蓄比特率。在这个方案中,根据空间预测的方向,两个额外的表称为水平z-scan和垂直扫描z-scan一起使用正常的锯齿形扫描组织系数。在下面几节中,简要介绍AVS的内部编码过程将在第二部分。第三部分介绍了详细的z-scan方案设计。我们提出的方法的实验结果提供了在第四节。最后,讨论了结论和未来的工作部分V。 |
概述AVS内部编码 |
| AVS内部编码与h / AVC相似,但是每个8×8的预测过程进行亮度/ chorma块空间域。剩余空间删除冗余的空间预测和变换编码。的一般框图AVS编码器内可以看到在图1。 |
| 答:内部预测和变换 |
| 内部预测部分的图1,内部的内部框架和intra-coded宏模块在P -和B-frames空间预测从先前编码和重建邻近的街区。亮度的样本,有五个方向为每个8×8块内部模式: |
| 垂直(0)模式,水平(模式1),直流(模式2),左下方(模式3)和完全(模式4)。 |
| 图2说明了8×8内部预测的过程。编码一个亮度块,16岁以前解码当前块的像素以上,向右向左与先前解码16像素和低于当前的块将用于预测当前块像素。每一块的最佳预测模式的RD性能模式选择中选择部分。内部预测后,AVS执行一个可分离的8×8的整数余弦变换(ICT)的残块能量压实和后跟一个量化编码的复杂性降到最低。 |
| b .锯齿形扫描和挑战 |
| 对于二进制编码的量子化的变换系数,这些系数是映射到一个一维数组后,锯齿形图3所示。因此,更大的低频系数是放在前面的高频系数,通常是新鲜感。 |
| 正如我们所知,锯齿形扫描可以有效地组系数变换图像编码系统的典型图像块,例如,如JPEG2000。在定向空间预测基于视频编码系统中,然而,它可能不是最理想的组织变换系数。我们已经观察到的模式可能系数变换残块显示某种本地数据依赖性。不同的纹理区域的视频序列决定不同的最佳预测模式,与此同时,不同的内部预测模式会导致不同的残余系数分布。因此,一个固定的扫描模式不能总是理想(减少所需的比特表示当前块)的每一块与各种各样的纹理特性。 |
| 例如,块,使用垂直或水平预测模式的最佳模式显示不同的频率变化特性从块使用其它预测模式[3]。特此,我们专注于垂直预测和水平预测。当一块垂直分配预测模式,纵向预测剩余像素将在垂直方向高度相关;因此,在额行,变换系数将有相对较大的值不可能量化为零。以类似的方式,当一个块使用水平的内部预测,额左列的变换系数不太可能被量化为零由于其相对较大的值。 |
| 然而,锯齿形扫描用于AVS是利用不考虑上述特定的变换系数的分布特征。在图3中,可以看出锯齿形扫描特别适合对称系数分布,因为它沿着水平方向和垂直方向扫描相同的优先级。因此,锯齿形扫描时不能有效地组织系数使用垂直或水平预测的预测。与此同时,熵编码效率将下降,因为更少的非零系数被组合在一起。 |
| 为了进一步提高编码效率,我们的目标是设计一个更好的扫描方法,可以利用特定的分布特征不同的内部预测模式。 |
Z-SCAN计划的方法 |
| 基于上述分析,我们提出了一种新的z-scan方案。如图3所示,两个扫描模式添加到方案:水平z-scan(图4)和垂直z-scan(图5)。 |
| 同样,垂直z-scan块时将使用内部横向预测的模式。也从topleft位置;它扫描每个地位z-shape单元从左到右列的列。读所有的系数在垂直方向速度比水平方向;非零系数可以在垂直方向分组更有效。当当前块使用其他三种预测模式:上下左右和彻头彻尾的,传统的,锯齿形扫描将用于组织变换系数。 |
| 根据上面的描述,AVS标准的扫描功能添加到两个新的扫描模式,因此,我们有三个扫描表包括锯齿形扫描中存在新的AVS编解码器。新的扫描过程可以执行如下: |
| (i)为每个单独的块,在扫描之前,预测当前块的模式将被通知内部预测函数。 |
| (2)为每个单独的块,在扫描之前,预测当前块的模式将被通知内部预测函数。 |
| (3)内部预测模式将被用作信号决定扫描模式。使用垂直预测会选择水平z-scan块,使用水平预测会选择垂直z-scan块,块使用其他三种预测模式选择锯齿形扫描。 |
| (iv)扫描相应的变换系数块扫描模式。 |
| 应该注意到,没有额外的比特表示内部信号的当前块的预测模式,因为它可以直接来源于内部预测函数之前扫描函数在AVS编解码器。 |
实验结果 |
| 本节给出实验结果。测试模型avs_sm0.4 (Jizhun概要文件)由中国AVS集团是用来评估提出z-scan方案的性能。可以找到所有的测试条件在表i测试结果对四个序列不同的每秒见表2。 |
| 第二列显示了不同的每秒使用在我们的实验中,可以看出,我们的方法优于传统的AVS每QP,所以,我们的计划是独立的量化参数。最后一列表明,在所有条件下,提出z-scan方案可平均节省大约2.07%位相比,传统的AVS标准只有锯齿形扫描使用。此外,它可以达到的最大比特率节省3.4%。更重要的是,如第3和第5列所示,我们z-scan方案可以获得类似的PSNR值而显著降低比特率。 |
| 对于每一个序列,考虑到粗量化参数使用更多的系数将量化为零。因此,它是我们z-scan方法更容易有效地组连续多后零系数一起少非零值。通过这种方式,可以获得更大的性能提升QP时更高。 |
| 城市(4 cif)序列,视频纹理这么复杂,它利用简单的垂直或水平模式来预测。出于这个原因,没有多少改善城市(4 cif)序列。领班(CIF)序列,编码效率改进的甚至有小房间由于更多的平地和不太复杂的图像纹理。巴黎(CIF)和足球(4 CIF)序列,他们表现出相对简单和固定背景的共同特征。这个特性会导致与垂直和水平更块预测模式。因此,在我们提出的方法,可以节省更多的比特率。从改善内部编码是难以实现的,众所周知,比特率保存在我们的实验中显然是重要的尤其是几乎没有质量降低。 |
结论和未来的工作 |
| 在本文中,我们提出了一种新的z-scan定向AVS的空间预测方法内部编码。每一块选择合适的扫描模式从三个扫描表根据其内部预测模式。实验结果表明,在实现我们新的扫描模式,内部编码效率的RD性能优于传统的固定锯齿形扫描模式对所有测试序列的测试条件。除此之外,没有额外的成本计算在我们z-scan实现。开发一种快速z-scan方法没有发送当前块的预测模式研究了编码器和译码器。 |
表乍一看 |
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| 表1 |
表2 |
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数据乍一看 |
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引用 |
- 最终稿信息技术先进的音频和视频编码——第2部分:视频,AVS工作组Doc。N1214,上海,中国,自。
- ISO / IEC JTC 1 / SC 29 / WG 11:视听对象的编码-第2部分:视觉修正案1 (mpeg - 4), N3056,夏威夷毛伊岛,美国,1999年。
- 佳洁,荣格Eun-Ku金Hae-Kwang,“自适应变换系数扫描h .内部编码,IEICE (E90-D),“10号,2007年10月,页1709 - 1711。
- 杨绍明。关铭李,K.-H。汉族,D.-G。Sim, j . Seo“h / AVC内部编码、自适应扫描”电子杂志,28卷,没有。5日,第667 - 668页,2006年10月。
- Byeong-Doo崔Jin-Hyung Kim和Sung-JeaKo基于内部预测自适应系数扫描模式下,“电子杂志,vol.29,不。5,pp.694 - 696, 2007年10月。
- X。粉丝,Y。卢和W。高,“小说系数扫描方向空间Prediction-Based图像压缩方案,“IEEE国际多媒体会议及博览会(ICME) pp.II / 557 - 560, 2003年7月。
- 李张,温高,羌王Debin赵,“Macroblock-Level离散余弦变换系数的自适应扫描方案,“IEEE国际研讨会上,卷,不。2007年5月,pp.537 - 540,观众。
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