动态地监测数字多维信号的编码的方法和装置制造方法及图纸

提供了一种将初始数字信号编码为编码信号的方法。所述初始数字信号包括表示多维空间的样本序列。每个样本被分配有至少一个物理量。所述方法包括：针对所述当前样本中的一些样本，将所述信号局部编码为编码局部数字信号。所述编码信号包括所述编码局部数字信号。所述方法还包括：对与编码信号相关联的特性进行运行中分析，并且按照样本水平对所述局部编码所涉及的至少一个编码参数进行直接或者间接调整，以将特性的值稳定到目标值的公差内。

【技术实现步骤摘要】
动态地监测数字多维信号的编码的方法和装置本申请要求于2017年1月17日提交的法国专利申请第1750340号的优选权，该案以引用的方式并入本文。
实施例涉及一种动态地监测数字多维信号的编码的方法和装置。
技术介绍
一般而言，在图像处理背景下，待在屏幕(例如，电视屏幕)上显示的图像帧由表示像素网格的数字信息的矩阵结构表示，并且每个像素具有分配给其的多个颜色分量，例如，亮度分量Y以及色度分量Cr和Cb，这些分量中的每个分量具有所考虑的像素的水平(level)或者幅度。因此，这种“位图”或者像素结构与必须在屏幕上显示的图像逐位或者逐像素对应(因此，该图像被称为“光栅”图像)。此外，一般而言，像素结构的格式通常与用于存储在屏幕的视频存储器中的格式相同。并且，由此存储在视频存储器中的光栅帧将按行逐像素并且逐行读取。这就是所谓的“光栅扫描”。目前，用于高清数字电视(称为HDTV)的帧的大小是所谓的“2k1k”大小，也就是说，包括1080行的1920个像素。此外，频率(即，每秒帧数)是60Hz。为了在将TV解码器链接至电视的有线链接上传输由该解码器传送的图像信号，必须对由解码器传送的图像信号执行压缩。在实践中，在没有压缩的情况下传输这种图像信号需要极高的穿越速度，该极高的穿越速度通常都很昂贵并且会产生电磁干扰。这就是为什么要压缩由解码器传送的信号的原因。压缩/解压缩处理操作对于将图像存储在解码器内部或者外部的存储器中也可能是必要的。在实践中，视频信号通常以例如根据H264或者HEVC标准的编码格式被接收，然后，被解码成RGB或者YCbCr类型的图像格式，该RGB或者YCbCr类型的图像格式在存储空间方面要求更大。现在，各种处理操作通常适用于解码图像。此外，在每个处理操作之间，例如，将图像以解码格式存储在缓冲存储器中。为了限制所使用的存储器的容量，在将解码信号存储在存储器之前对该解码信号执行压缩，随后在处理之前对在存储器中的读出进行解压缩，是有利的。这种压缩/解压缩必需不得引入图像退化。目前，对视频信号的常规压缩可以通过将二维低通滤波器应用于图像信号的色度分量来执行。然而，即使最后显示在屏幕上的图像的质量仍然是可接受的，图像信号的高频信息也可能会丢失。以申请者的名义提交的法国专利申请第1650814号提出了一种用于编码/解码多维信号的方法和装置，有利地导致多维信号的压缩/解压缩，使得可以在不受高斯(Gaussian)白噪声显著影响的同时在信号的整个频带内保持光谱性能水平(无线性滤波器)。在视频域中，该编码/解码方法和装置有利地导致压缩/解压缩，使得可以减少所显示的图像的可见退化，并且使得可以显著增加压缩率以实现(例如至少)3X的压缩率。该现有技术的编码方法是基于通过将由信号传送的信息(例如，图像的颜色信息)分成一对分量(即，梯度幅度和结构(局部坐标系))而进行的局部编码。梯度幅度/结构配对是通过在可用候选样本区域(例如，位于当前样本附近的区域)中搜索所述具有最小误差的配对来逐样本(例如，逐像素)计算的。
技术实现思路
本专利技术的实施方式和实施例涉及数字信号的编码(在特定实施例中涉及数字信号的压缩)——例如，涉及表示多维空间的数字信号(诸如图像信号)的编码——以及对该编码的量的动态控制，以便例如将与编码信号相关联的特性(诸如压缩率)稳定在目标值(例如，目标压缩率)。可以设想其它多维信号，例如多维音频信号。根据一种实施方式和一个实施例，一种编码方法和一种装置使得可以动态地控制该编码的量，以便例如将与编码信号相关联的特性(诸如压缩率)稳定在目标值。根据一个方面，提出了一种将初始数字信号(例如，图像信号)编码为编码信号的方法。初始数字信号包括表示多维空间(例如，图像)的样本(例如，像素)序列。每个样本被分配有至少一个物理量。在图像信号的情况下，每个像素被分配有例如颜色分量，该颜色分量形成物理量。在多维音频信号的情况下，每个音频样本的物理量可以是信道中的每个信道的声级。在视频应用的情况下，像素序列可以是图像的完整帧或者要不然是图像的宏块，例如，64×64像素的宏块，宏块然后相继到达。依照“光栅”格式，像素序列也可以被理解为图像的帧的一连串的像素，这些像素相继而且逐行到达。该方法包括：针对当前样本中的一些样本，将信号局部编码为编码局部数字信号。编码信号包括编码局部数字信号。该方法还包括：对与编码信号相关联的特性(例如，信号的压缩率)进行运行中分析，并且按照样本水平对局部编码所涉及的至少一个编码参数进行直接或者间接调整，以将特性的值稳定在目标值(例如，目标压缩率)的公差内。显然，公差值可能或多或少地低并且根据设想的应用和待被稳定的特性来选择。压缩率仅仅是期望使值稳定在目标值的特性的非限制性示例。也可以设想使其它特性稳定，例如，使噪声水平稳定，该噪声水平表示与多维空间有关的大多数信号(例如，图像信号或者甚至多信道音频信号或者甚至包括与气象图有关的数据的信号)的重大挑战。因此，局部编码(即，按照“样本”(例如，像素)水平执行的编码)与对编码信号的特性的运行中分析的组合可以使得可能按照“样本”水平执行调整，以便使特性最好地稳定在目标值，并且这样做不需要显著的计算能力，因为简单的局部方程(按照样本水平)就足够了。然后，可能实现范围可以达到具有3×8位RGB格式的4.5X(甚至具有10位视频信号的5X)的图像压缩率。如在下文中将更详细地看到的，在某些情况下，编码参数可以是位，该位的值可以经由中间参数(诸如阈值，例如密度矩阵中的阈值)间接调整或者迫使产生，其中中间参数的值本身根据运行中分析的结果来直接进行调整。在其它情况下，编码参数可以是例如用于与梯度进行比较的另一阈值，其中将根据运行中分析的结果来直接调整该另一阈值本身。虽然可以逐像素执行运行中分析，但是，在实践中，根据一种实施方式，可以逐块执行运行中分析。换言之，运行中分析可以包括：确定在序列的当前样本块上的特性的值并且然后针对下一个样本块的每个样本执行调整。根据第一种可能的实施方式，可以将蓝噪声类型的掩膜施加至样本序列。在实践中，该蓝噪声类型的掩膜可以是阈值的“抖动”矩阵，因此，这提供了通过使用与任何目标量的期望整体密度成比例的仅仅一个密度参数(阈值)而在多维背景下控制密度的简单解决方案。然后，可以调整第一编码参数，并且该调整包括：针对每个当前样本，将与该样本相关联的掩膜的值与第一阈值进行比较，根据相对于目标值的特性的值来调整该第一阈值的值。比较的结果调节该第一编码参数的值。掩膜可以简单是静态矩阵(即，该静态矩阵的内容与多维空间(例如，图像)的内容解相关)并且包括取自参考值集合的多个值。此外，当样本的位置与矩阵的值中的一个值对应时，将第一值应用至第一阈值。作为示例，当特性是编码信号的压缩率时，第一编码参数的值限定编码局部数字信号的大小。此外，该第一编码参数可以是参考位，当与当前样本相关联的掩膜的值小于或者等于第一阈值时，使该参考位是第一逻辑值。在这种情况下，可以使编码不对信号执行局部压缩。在特性是压缩率的情况下，这使得可以保持更好的图像质量。然而，当与当前样本相关联的掩膜的值大于第一阈值时，可以使参考位为第一逻辑值，这将会有利于例如在高压缩率上的稳定，但是接受具有总体更退化的图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：针对至少一些当前样本，对初始数字信号执行局部编码为编码局部数字信号，编码信号包括所述编码局部数字信号，其中，所述初始数字信号包括表示多维空间的样本序列，每个样本被分配有至少一个物理量；对与所述编码信号相关联的特性执行运行中分析；以及按照样本水平对所述局部编码所涉及的编码参数执行直接或者间接调整，以将所述特性的值稳定到目标值的公差内。

【技术特征摘要】
2017.01.17 FR 17503401.一种方法，包括：针对至少一些当前样本，对初始数字信号执行局部编码为编码局部数字信号，编码信号包括所述编码局部数字信号，其中，所述初始数字信号包括表示多维空间的样本序列，每个样本被分配有至少一个物理量；对与所述编码信号相关联的特性执行运行中分析；以及按照样本水平对所述局部编码所涉及的编码参数执行直接或者间接调整，以将所述特性的值稳定到目标值的公差内。2.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述运行中分析包括：确定在所述序列的当前样本块上的所述特性的值并且确定对下一个样本块的每个样本的所述调整。3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：将掩模施加至所述样本序列，并且针对每个当前样本，通过将与所述样本相关联的所述掩模的值与第一阈值进行比较来调整第一编码参数，根据相对于所述目标值的所述特性的值来调整所述第一阈值的值，所述比较的结果调节所述第一编码参数的值。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述掩模是蓝噪声类型的掩模或者包括取自参考值集合中的多个值的静态矩阵。5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述特性是所述编码信号的压缩率，并且所述第一编码参数的值定义所述编码局部数字信号的大小。6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一编码参数是参考位，当与所述当前样本相关联的所述掩模的值小于或者等于所述第一阈值时，使所述参考位为第一逻辑值。7.根据权利要求3所述的方法，其中，所述序列的每个样本被归类为属于类别集合中的类别，并且根据所述类别来调整所述第一阈值的值。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述类别集合包括与属于所述物理量的梯度在其中是均匀的区域的样本相关联的第一类别、与所述物理量的梯度是局部极值的样本相关联的第二类别、以及与属于所述多维空间的至少一个轮廓的样本相关联的第三类别。9.根据权利要求1所述的方法，其中，在局部坐标系中执行所述局部编码，所述局部坐标系均包括所考虑的所述当前样本和基于所述物理量的最小梯度从所述序列的可用样本中选取的两个参考样本，并且每次局部编码包括：针对分配给所考虑的所述当前样本的每个物理量，对所述局部坐标系和在所述局部坐标系中的所考虑的所述物理量的水平进行数字参数化，以获得与所考虑的所述当前样本和所述物理量相关联的所述局部编码信号。10.根据权利要求9所述的方法，其中，第一编码参数是参考位，当与所述当前样本相关联的掩模的值小于或者等于第一阈值时，使所述参考位为第一逻辑值，以及其中，对所述局部坐标系进行所述参数化包括：创建第一位的分组，所述第一位的分组的值从一组可能的结构中限定所述局部坐标系的结构。11.根据权利要求10所述的方法，其中，当使所述参考位为其第一逻辑值时，则所述编码局部数字信号仅包含所述第一位的分组和第三位。12.根据权利要求9所述的方法，其中，对在所述局部坐标系中的所考虑的所述物理量的水平进行所述参数化包括：创建至少涉及所述物理量在所述当前样本与第一参考样本之间的梯度、即称为第一梯度的绝对值的梯度参数；将第一梯度参数与第二阈值进行比较；并且创建表示所述比较的结果的比较位；以及其中，所述第二阈值是第二编码参数。13.根据权利要求12所述的方法，其中，对在所述局部坐标系中的所考虑的所述物理量的水平进行参数化进一步包括：对所述参数的第二位的分组进行压缩编码，以便获得压缩梯度参数，并且对在所述局部坐标系中的所考虑的所述物理量的水平进行所述参数化进一步包括：针对所述序列的所述第一样本，a)从所述压缩梯度参数创建对所述压缩梯度参数进行框定的第一压缩互补数字字和第二压缩互补数字字，b)解压缩地解码所述第一压缩互补数字字，从所述第一解码互补数字字重构所述物理量的水平以获得所述物理量的第一重构水平，c)创建在所考虑的所述物理量的水平与所述第一重构水平之间的第一误差，d)解压缩地解码所述第二压缩数字字，e)从所述第二解码互补数字字重构所述物理量的水平以获得所述物理量的第二重构水平，f)创建在所考虑的所述物理量的水平与所述第二重构水平之间的第二误差，g)选择给出所述第一误差和所述第二误差中的最低误差的所述第一压缩互补数字字或者所述第二压缩互补数字字，以及针对每一个下一个样本，h)重复步骤a)至f)，创建等于所述第一误差和与先前样本相关联的所有最低误差的总和的第一累计误差；创建等于所述第二误差和与先前样本相关联的所有最低误差的总和的第二累计误差；选择所述第一压缩互补数字字或者所述第二压缩互补数字字以获得所述第一累计误差和所述第二累计误差中的所述最低误差；其中，如果所述梯度参数小于或者等于所述第二阈值，则所述编码局部数字信号仅仅包含第一位的分组和所述比较位；以及其中，如果所述梯度参数大于所述第二阈值，则所述编码局部数字信号包含所述第一位的分组、所选择的压缩互补数字字、极性位和所述比较位。14.根据权利要求9所述的方法，其中，对在所述局部坐标系中的所考虑的所述物理量的水平进行所述参数化包括：确定极性位，所述极性位的值至少指示分配给所述当前样本的所考虑的所述物理量的水平相对于分配给所述第一参考样本的所述物理量的水平的定位。15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述第一编码参数是参考位，当与所述当前样本相关联的掩模的值小于或者等于所述第一阈值时，使所述参考位为第一逻辑值，以及其中，对所述局部坐标系进行所述参数化包括：创建第一位的分组，所述第一位的分组的值从一组可能的结构中限定出所述局部坐标系的结构；其中，对在所述局部坐标系中的所考虑的所述物理量的水平进行所述参数化包括：创建至少涉及所述物理量在所述当前样本与第一参考样本之间的梯度的绝对值的梯度参数，即称为第一梯度参数；将所述第一梯度参数与第二阈值进行比较；并且创建表示所述比较的结果的比较位，以及其中，所述第二阈值是第二编码参数；以及其中，如果所述梯度参数小于或者等于所述第二阈值，则所述编码局部数字信号仅仅包含所述第一位的分组和所述比较位，并且如果所述梯度参数大于所述第二阈值，则所述编码局部数字信号包含所述第一位的分组、可能的所述压缩梯度参数、所述极性位和所述比较位。16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一编码参数是参考位，当与所述当前样本相关联的所述掩模的值小于或者等于所述第一阈值时，使所述参考位为第一逻辑值，以及其中，所述比较位是所述参考位，并且如果与所述当前样本相关联的所述掩模的值大于所述第一阈值，则所述比较位的值取决于在所述梯度参数与所述第二阈值之间的所述比较的结果。17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述初始数字信号是视频信号，每个样本是像素并且每个物理量是所述像素的颜色分量。18.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：将所述编码信号解码为解码信号，所述解码包括：针对每个当前样本并且针对每个物理量，从与该当前样本相关联的所述编码局部数字信号创建所考虑的所述物理量的水平，以便传送解码局部信号，所述解码信号包括所述解码局部信号。19.一种用于将初始数字信号编码为编码信号的装置，所述装置包括：处理器；以及非暂时性计算机可读存储介质，所述非暂时性计算机可读存储介质存储待由所述处理器执行的程序，所述程序包括指令，所述指令用于：针对当前样本，对所述信号进行局部编码为编码局部数字信号，所述编码信号包括所述编码局部数字信号，其中，所述初始数字信号包括表示多维空间的样本序列，每个样本被分配有至少一个物理量；对与所述编码信号相关联的特性执行运行中分析...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·博纳，F·勒博维斯基，
申请(专利权)人：意法半导体格勒诺布尔二公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR