量化编码是主流视频编码格式里面必不可少的技术了，以标量量化为主的量化/反量化过程，已经被大家使用了好多年。
对比AV1里面的量化模块，如果是泛泛而谈，似乎是有蛮多相似和熟悉的内容。而对专门从事量化模块深入研究的人来说，他们对量化的关注点和技术细节的把控，或许可能是有一些不同的角度和理解吧。
那AV1中的量化编码，和大众所熟知的H.264，H.265相比，又有哪些异同呢？
在阅读了一些相关的技术资料以后，可以确认的是，AV1中也有标量量化，有量化步长，也有Delta_q(但比H.265里的DQP要简单)，有量化矩阵，也有RDOQ技术。
所不同的是，很明显的一点，AV1里用的是qindex的专业术语，它的取值范围是比较大的，在0~255之间均可取值。至于它为什么是取0~255，应该是因为8bit定长编码qindex时，取值范围就是这么大。
将它对应到我们在H.264或H.265里熟知的量化参数QP的话，取值范围是0~63，而AV1的qindex和quantizer/QP之间的对应关系是明确的，如下图所示:
从qindex的0~255一共256个取值，映射到QP的0~63一共64个取值，核心就是使用quantizer_to_qindex这个数组，显然从quantizer/QP到qindex是一对一关系，而从qindex到quantizer/QP则是多对一关系。qindex和QP等于0时，是无损编码。
其次，AV1里的量化参数除了要区分亮度和色度分量外，还区分直流和交流分量，且在给定一个量化参数，直流系数的量化步长要比交流系数的小。
AV1量化参数和量化步长的映射关系:
说完量化参数的定义和映射关系，接下来就是它的颗粒度问题，以及如何获取每个编码块的量化参数。
在AV1里面有一个帧级的量化参数，记作QPbase，在此基础上，每个编码块的亮度分量和色度分量的直流系数和交流系数的QP，将分别通过如下方式得到:
上面所有的△QP，会在码流里传输到解码端。可以看出，这便是Delta_q技术。
AV1中允许在SB级和编码块级进行QP的偏移。编码块级的QP偏移，可通过分段segment实现，AV1中允许将帧中的编码块最多分成8个段，然后每个段都可以有自己的偏移量，也即delta值，编码器侧会将段索引发送到解码器侧。
这样，交流分量的量化参数则计算如下:
提醒注意的是，在AV1的标准文本里并没有QP这个缩写的术语，虽然aom的参考软件里有”cqp”模式。
从标准文本所定义语法元素的角度来看，在frame header里的base_q_idx首先会指定亮度分量交流系数的qindex，即为上面提到的QPbase，然后由DeltaQYDc指定亮度分量的直流系数相对于交流系数的delta值。
接着diff_uv_delta语法指定色度分量U和V是否有不同的delta值。
用base_q_idx加上面这些语法delta值，就是编码块的量化参数，然后可以通过查表再得到量化步长，这个查找表是AV1的标准文本中定义的3×256的Dc_Qlookup和Ac_Qlookup这两个数组。
如果想编码块里交流系数的量化步长不一样，可以选择使用量化矩阵技术。
最后再简单看看量化和反量化的实现，在libaom代码里面有关量化处理的函数，可以参考aom_dsp下面的quantize.c
至于反量化过程，在给定量化系数f，量化步长Qstep时，反量化系数F计算如下:
这里的deNorm是个常数，可以根据变换块的面积大小(像素个数)来查表获取，这个表如下图:
以上便是AV1里有关量化处理的一些基本内容，才疏学浅，如有纰漏，还望海涵。
作者：手撕编解码
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