H.266/VVC的关键编码技术(三):变换编码


视频的变换编码是指将帧内预测和帧间预测得到的残差信号从空间域转换至变换域,用变换系数来表示,使得能量较为分散的残差信号在变换域变得相对集中,达到进一步去除二维矩阵中预测残差的统计冗余的口的。变化编码是视频混合编码框架中的一个重要环节,为视频压缩后期的量化操作做前期准备,变换编码本身是无损的,但后续的量化却是有损的。口前视频编码标准采用离散余弦变换DCT和离散正弦变换DST(Discrete Sine Transform)作为实现变换操作的主要手段。下面对VVC变换模块中的新技术做简要介绍。

(1)大尺寸变换块舍弃高频系数

在VTM6.0中,允许的最大变换尺寸为64 x 64 (HEVC中为32 x 32),对于长或者宽等于64的大尺寸变换块,高频变换系数被舍弃,仅保留低频系数。例如,对于一个尺寸为MxN的变换块,M是变换块的宽度,N是变换块的高度,若M等于64时,只保留左边的32列变换系数,类似地,若N等于64时,则只保留上方的32行变换系数。

(2)多核变换技术

除了HEVC中使用的DC T-II, VVC中使用多核变换MTS(Multiple TransformSelection)}44}对预测残差块进行变换编码,引入两种新的变换矩阵DST-VII和DCT-VIII,提出了新的64点DCT-II变换核以及新的8点、16点、32点DST-VII和DCT-VIII变换核。DCT-II, DCT-VIII和DST-VII的基函数如表格2-1所示。 为了保证变换矩阵的正交性,相比于HEVC中,变换矩阵的量化精度要更精确,所有的系数精度均调整为10比特。前期MTS的主要技术瓶颈在于32点的DST-VII和DCT-VIII需要大量乘法运算,MTS带来相当高的计算复杂度,因此在VTM6.0中利用了变换矩阵中系数的一些特性实现快迷算法以降低计算复杂度,同时,对高度或宽度等于32的DST-VII和DCT-VIII变换块采用高频凋零技术,只保留16x16的低频残差系数,达到降低大尺寸DST-VII和DCT-VIII变换块的复杂度的口的。H.266/VVC的关键编码技术(三):变换编码