H.266/VVC技术学习59：量化

1 简介

量化是视频编码中最主要的失真产生的位置。
变换系数为x，经过量化得到一个数值，li就是反量化后的变换系数。

这里数值li的值如下：

c是变换后的残差值，Qstep是量化步长其与QP的关系如下，f为四舍五入值。

2 QP

QP即量化参数，每增加6，步长增加一倍。HEVC中QP取值0~51，在VVC中，最大QP从51扩展到63。

Slice级：亮度和色度的QP不一定相同，有对应关系，在HEVC中以一个表格的形式存储。在VVC中，使用了更灵活的亮度到色度QP映射，无需表格，使用灵活的分段线性模型在SPS中用信号通知了色度到色度QP映射关系，线性模型的唯一约束是每块的斜率不能为负。对于Cb，Cr和JCCR，可以分别发信号通知QP映射关系，或者对于所有三种类型的残差编码，可以共同发信号通知QP映射关系。

CTU级：开码控时，的QP要进行预测，这里有QG的概念，QG是比CTU小的块。QP值的预测方法为：上一QG的QP和左一QG的平均值，得到的即预测的QP（predQP）。

CU级：deltaQP表示QG层QP与其predQP的差值，它是以CU为单元进行传递的。


VVC中，亮度和色度分量的Delta QP值可以单独发出信号。对于色度分量，允许的色度QP偏移值以与HEVC中类似的方式在PPS中以偏移列表的形式发送信号。分别为Cb，Cr和JCCR定义了列表，最多都允许6个偏移值。

3 RDOQ

一句话概括：对于一个变换系数，给定多个可选的量化值，并利用RDO准则从中选出一个最优的量化值。具体步骤如下所示：
1、整个TU预量化，即上面的普通量化过程，查表确定可选量化值。
2、遍历像素级变换系数，通过RDO确定最优量化值。
3、遍历CG，通过RDO确定当前CG是否为全0.
4、遍历预量化系数有值的的，通过RDO确定当前TU最后一个非零系数”的位置。

4 DQ

一句话概括：当前变换系数的重建值取决于之前的变换系数的像素值，这样能使平均失真减小。具体操作如下所示：
1、定义两个具有不同重构值的量化器
2、定义在两个量化器之间切换的过程。

6 其他

量化矩阵：用于变换后残差的比例缩放过程
利用人眼对图像视频中的高频细节不敏感的特征，对高频系数使用较大的量化步长，而对低频系数使用较小的量化步长


变换系数的编码
1、（CG级）变换系数扫描：从右下到左上，得到16个值
2、（TU级）编码最后一个非零系数的位置
3、编码其余非零系数的位置
4、编码非零系数的幅值

VVC中的量化使用：
普通变换（非TS）模式：只使用DQ模式。
TS模式且：BDPCM模式与RDOQ竞争。