用于对数字图像进行编码的方法以及相关联的解码方法、设备、用户终端和计算机程序技术

本发明专利技术涉及一种用于对数字图像进行编码的方法，所述图像(Im)被划分成以设定顺序处理的多个像素块(C)，所述方法包括针对当前块实施的以下步骤：‑处理(E1)所述当前块，旨在提供处理的所述块的描述元素的集合；‑从所提供的集合选择(E2)待预测的至少两个描述元素的子集；‑将所述子集的描述元素排序(E4)成有序序列；‑对所述序列的元素进行编码。根据本发明专利技术，对所述序列的元素进行编码的步骤包括遍历所述序列的元素，并且针对当前元素包括以下子步骤：‑基于预定成本准则从多个可能的组合选择所述当前序列的描述元素的预测值的组合，并且从第二元素选择所述初始序列的先前处理的描述元素的值；‑由选定的组合中的其值来预测所述序列的当前元素；以及‑对表示所述当前元素的实际值与其预测值之间的差的指示符进行编码。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对数字图像进行编码的方法以及相关联的解码方法、设备、用户终端和计算机程序
本专利技术的领域是信号压缩领域，特别是数字图像或数字图像序列的信号压缩，其中从已编码信号的一部分进行待编码信号的一部分的预测。数字图像的编码/解码特别应用于来自至少一个视频序列的图像，其包括以下内容：-来自同一相机的并在时间上(temporally)彼此接续的图像(类型-2D编码/解码)，-来自根据不同视域(view)定向的不同相机的图像(3D-类型编码/解码)，-相应纹理和深度的分量(3D-类型编码/解码)，-等等。本专利技术以类似的方式应用于图像的2D或3D类型编码/解码。本专利技术可以特别地但不排他地应用于在当前AVC和HEVC视频编码器及其扩展(MVC、3D-AVC、MV-HEVC、3D-HEVC等)中实施的视频编码以及相应的解码。本专利技术还可以应用于例如在当前音频编码器(EVS、OPUS、MPEG-H等)及其扩展中实施的音频编码以及相应的解码。
技术介绍
考虑数字图像的常规压缩方案，其中图像被划分成像素块。从先前编码的解码块来预测待编码的当前块。通过从预测值中减去原始值来获得残差块(residueblock)。然后使用DCT(离散余弦变换)或小波变换对其进行变换。将经变换的系数量化(quantise)，并且然后其幅度经受霍夫曼(Huffmann)或算术类型的熵编码。此类编码获得高效的性能，因为由于该变换，待编码的幅度的值大部分为零。然而，它不适用于其值+和-通常与等同的发生概率相关联的系数的符号的值。因此，系数的符号由比特0或1编码。我们从2012年5月“图片编码研讨会(PCS)”会刊中出版的Koyama,J.等人的题为“Coefficientsignbitcompressioninvideocoding(视频编码中的系数符号比特压缩)”的文章中知道一种用于选择待预测的残差块的系数符号的方法。所建议的选择是基于预定数量的系数(根据其幅度和从中导出其的块的大小)。通过测试针对块的这些符号的值的所有可能组合并选择使预定的似然准则最大化的那个来预测选定的符号。将所获得的预测与符号的原始值进行比较以确定预测指示符的值，也被称为所预测的符号的残差。此指示符可以取两个值，其是表示正确预测的第一值和表示不正确预测的第二值。符号中的其余被明确编码而不进行预测。此类选择的优点是以大于50％的正确预测概率来预测符号的值，从而允许对预测指示符的值进行熵编码的应用。此熵编码以小于每符号一比特的平均比特率对符号信息进行编码，从而提高压缩率。现有技术的缺点此技术的缺点是，通过全局地预测所有选定的符号，每个符号都会受到其他符号值的影响，并且预测变差。本专利技术的目的本专利技术的目的特别是克服现有技术的这些缺点。更确切地，本专利技术的目的是提出更有效地选择待预测的符号的方案。本专利技术的另一目的是提出在压缩上更高效的方案。本专利技术的又一目的是提出适用于被用于数字图像的编码的像素块的任何类型的描述元素的方案。
技术实现思路
这些目的以及将在下文中出现的其他目的通过用于数字图像的编码的方法来实现，所述图像被划分成以设定顺序处理的多个像素块，所述方法包括针对当前块实施的以下步骤：-处理当前块以提供所处理的块的描述元素的集合；-从提供的集合中选择待预测的至少两个描述元素的子集；-将子集的描述元素排序成有序序列；-对序列的元素进行编码。根据本专利技术，对序列的元素进行编码的步骤包括遍历(scroll)该序列的元素，并且针对当前元素包括以下子步骤：-根据预定成本准则从多个组合当中选择序列的描述元素的预测值的组合，并且从第二元素选择在该序列中先前遍历的描述元素的实际值；-由选定的组合中的其值来预测序列的当前元素；以及-对表示当前元素的实际值与其预测值之间的差的指示符进行编码。本专利技术是基于全新的且创造性的方法，其包括根据关联的分值对待预测的描述元素进行排序、并且根据预定成本准则而基于预测有序序列的元素的值的最佳组合来预测序列的每个元素。因此，不同于现有技术，当前元素从利用已处理元素的实际值的知识的个体化处理中受益，这使得随着并且当序列正被处理时提高元素的预测质量成为可能，并且因此提高压缩效率。根据本专利技术的另一方面，排序步骤生成初始序列，编码步骤取以初始序列初始化的当前序列的第一元素作为当前元素，并且包括一旦第一当前元素已被处理就通过删除第一元素来更新当前序列的子步骤。这种实施方式的优点是随着预测元素的序列正被处理而释放存储器。根据本专利技术的另一方面，该方法包括计算与初始序列值的多个组合相关联的成本的预备步骤、存储所述多个组合及其相关联的成本的步骤，并且选择步骤包括针对当前元素选择先前处理的元素具有实际值的初始序列的值的组合。此方案的优点是在计算资源方面非常高效。组合及其关联的成本被一劳永逸地计算和存储。根据本专利技术的另一方面，选择步骤包括用于根据成本准则计算与当前序列的值的可能组合相关联的成本的子步骤，该成本准则取决于先前遍历的元素的实际值。此方案的优点是它在存储资源上是经济的，针对每个当前序列，组合及其关联的成本的计算高速地(onthefly)被实施。根据本专利技术的另一方面，选择步骤包括基于预定分值来选择待预测的描述元素的子集，预定分值表示与其相关联的预测元素的可靠性水平，并且排序步骤根据所述分值对待预测的元素进行排序。一个优点是，分值指示项目待被良好预测的可靠性或能力的水平，该子集只包括针对预测而言的最佳候选。根据本专利技术的又一方面，预定成本准则属于包括至少以下内容的组：-用于使沿当前块与先前处理的块的边界的失真最小化的准则；-具有预定值的接近度准则；-用于使当前块与当前块的预测之间的差的能量测量结果最小化的准则。一个优点是本专利技术使得使用可替选地若干成本准则和可能地这些准则的组合成为可能。在其不同实施例中刚刚描述的方法通过用于对数字图像进行编码的设备来有利地实施，所述图像被划分成以设定顺序处理的多个像素块，所述设备包括可再编程的计算机器或专用的计算机器，其能够并且被配置用于：-处理当前块并提供所处理的块的描述元素的集合；-从提供的当前块的描述元素的集合中选择待预测的至少两个描述元素的子集；-将子集的描述元素排序成有序序列；-对有序序列的元素进行编码。根据本专利技术，序列的元素的编码包括遍历该序列的元素，并且针对当前元素，能够并被配置用于：-根据预定成本准则从多个组合当中选择序列的描述元素的预测值的组合，并且从第二元素选择在该序列中先前遍历的描述元素的实际值；-由选定的组合中的其值来预测序列的当前元素；以及-对表示当前元素的实际值与其预测值之间的差的指示符进行编码。相关地，本专利技术还涉及一种用于对来自比特流的数字图像进行解码的方法，所述图像被划分成以设定顺序处理的多个块，比特流包括表示图像的块的元素描述的编码数据，所述方法包括针对块(所谓的当前块)实施的以下步骤：-从比特流数据识别当前块的描述元素的集合；-从识别出的集合中选择待预测的至少两个描述元素的子集；-将子集的描述元素排序成有序序列；-对有序序列的元素进行解码。根据本专利技术，所述方法是特别的在于对序列的元素进行解码的步骤包括遍历所述元素，并且针对当前元素包括以下子步骤：-根据预定成本准则从多个组合当中选择序列的描述元素的预测值的组合，并且从第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对数字图像进行编码的方法，所述图像(Im)被划分为以设定顺序处理的多个像素块(C)，所述方法包括针对当前块实施的以下步骤：‑处理(E1)所述当前块，旨在提供所处理的块的描述元素的集合；‑从提供的集合选择(E2)待预测的至少两个描述元素的子集；‑将所述子集的描述元素排序(E4)成有序序列；‑对所述序列的元素进行编码(E5)；所述方法特征在于，对所述序列的元素进行编码的所述步骤包括遍历所述序列的元素，并且针对当前元素包括以下子步骤：‑根据预定的成本准则在多个组合当中选择(E52)所述序列的描述元素的预测值的组合，并且从第二元素选择在所述序列中先前遍历的描述元素的实际值；‑由选定的组合中的其值来预测(E53)所述序列的当前元素；以及‑对表示所述当前元素的实际值与其预测值之间的差的指示符进行编码(E55)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.29 FR 15027211.一种用于对数字图像进行编码的方法，所述图像(Im)被划分为以设定顺序处理的多个像素块(C)，所述方法包括针对当前块实施的以下步骤：-处理(E1)所述当前块，旨在提供所处理的块的描述元素的集合；-从提供的集合选择(E2)待预测的至少两个描述元素的子集；-将所述子集的描述元素排序(E4)成有序序列；-对所述序列的元素进行编码(E5)；所述方法特征在于，对所述序列的元素进行编码的所述步骤包括遍历所述序列的元素，并且针对当前元素包括以下子步骤：-根据预定的成本准则在多个组合当中选择(E52)所述序列的描述元素的预测值的组合，并且从第二元素选择在所述序列中先前遍历的描述元素的实际值；-由选定的组合中的其值来预测(E53)所述序列的当前元素；以及-对表示所述当前元素的实际值与其预测值之间的差的指示符进行编码(E55)。2.根据权利要求1所述的编码数字图像的方法，特征在于，排序步骤(E4)生成初始序列(Seqi)，编码步骤(E5)取以所述初始序列初始化的当前序列的第一元素(ED0)作为当前元素，并且包括一旦第一当前元素已被遍历就通过删除第一元素来更新当前序列的子步骤(E57)。3.根据前述权利要求中的一项所述的用于对数字图像进行编码的方法，特征在于，包括计算与所述有序序列的值的多个组合相关联的成本的预备步骤、存储所述多个组合及其相关联的成本的步骤，并且特征在于，选择步骤(E52)包括针对所述当前元素选择先前处理的元素具有其实际值的有序序列的值的组合。4.根据权利要求1或2中的一项所述的用于对数字图像进行编码的方法，特征在于，针对所述当前元素，选择步骤包括根据成本准则计算与所述当前序列的值的可能组合相关联的成本的子步骤，所述成本准则取决于先前遍历的所述元素的实际值。5.根据前述权利要求中的一项所述的编码数字图像的方法，特征在于，选择步骤包括基于预定分值来选择待预测的描述元素的子集，预定分值表示与其相关联的预测元素的可靠性水平，并且特征在于，排序步骤包括根据所述分值对待预测的元素进行排序。6.根据前述权利要求中的一项所述的用于对数字图像进行编码的方法，特征在于，所述预定成本准则属于包括至少以下内容的组：-用于使沿所述当前块与先前处理的块的边界的失真最小化的准则；-具有预定值的接近度准则；-用于使所述当前块与所述当前块的预测之间的差的能量测量结果最小化的准则。7.一种用于对数字图像进行编码的设备(100)，所述图像(Im)被划分为以设定顺序处理的多个像素块，所述设备包括可再编程的计算机器或专用的计算机器，其能够并被配置用于：-处理(PROC)当前块并且提供所处理的块的描述元素的集合；-从所提供的集合选择(SEL)待预测的至少两个描述元素的子集；-将所述子集的描述元素排序(ORDER)成有序序列；-对所述有序序列的元素进行编码(COD)；所述设备特征在于，所述序列的元素的编码包括遍历所述序列的元素，并且针对当前元素，能够并被配置用于：-根据预定成本准则在多个组合当中选择(SELCbk)所述序列的描述元素的预测值的组合，并且从第二元素选择在所述序列中先前遍历的描述元素的实际值；-由所述选定的组合中的其值来预测(PRED)所述序列的当前元素；以及-对表示所述当前元素的实际值与其预测值之间的差的指示符进行编码(CODIP)。8.一种用于对来自比特流(TB)的数字图像(Im)进行解码的方法，所述图像被划分成以设定顺序处理的多个块，所述比特流包括表示所述图像的块的元素描述的编码数据，所述方法包括针对所谓的当前块(C’)实施的以...

【专利技术属性】
技术研发人员：费利克斯·亨利，
申请(专利权)人：必卡姆公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR