使用多个以编码参数关联的候选集的数据压缩方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种使用多个以特定编码参数互相关联的候选集的数据压缩方法和装置，这些候选集以一个预定的，在编解码过程中既有的，与一个当前数据单元相对应的特定编码参数互相关联，在对当前数据单元进行编解码时，根据与所述当前数据单元相对应的特定编码参数的值，选择多个候选集之一作为所述当前数据单元的当前候选集。这样，就不需要消耗任何比特数来表示选择哪一个候选集，从而提高编码效率。

【技术实现步骤摘要】
使用多个以编码参数关联的候选集的数据压缩方法和装置
本专利技术涉及一种对数据进行有损或无损压缩的编码及解码系统，特别是图像和视频数据的编码及解码的方法和装置。
技术介绍
随着人类社会进入大数据、云计算、移动计算、云-移动计算、超高清（4K）和特超高清（8K）视频图像分辨率、4G/5G通讯、虚拟现实的时代，对各种数据，包括大数据、图像数据、视频数据，进行超高压缩比和极高质量的数据压缩成为必不可少的技术。数据集是由数据的样值（例如：字节、比特、像素、像素分量、空间采样点、变换域系数）组成的排列成一定空间（一维、二维、或多维）形状的有限数据的集合（例如：一个一维数据队列、一个二维数据文件、一帧图像、一个视频序列、一个变换域、一个变换块、多个变换块、一个三维场景、一个持续变化的三维场景的序列）。对数据集，特别是二维或以上数据集进行数据压缩的编码（以及相应的解码）时，通常把此数据集划分成若干具有预定形状的子集，称为编码块（从解码的角度也就是解码块，统称为编解码块），以编解码块为单位，按照预定的时间顺序，一块一块进行编码或解码。在任一时刻，正在编码中的编码块称为当前编码块。在任一时刻，正在解码中的解码块称为当前解码块。当前编码块或当前解码块统称为当前编解码块或简称为当前块。正在编码或解码中的样值称为当前编码样值或当前解码样值，简称为当前样值。对于具有一定形状（不一定限于正方形或矩形，可以是任何合理的其他形状）的一个编解码块，在很多场合需要将其划分成更精细的基元（基本单元），按照预定的时间顺序，一个基元一个基元进行编码或解码。对一个基元内的所有样值，通常施行同一类型的编码或解码操作。在任一时刻，正在编码或解码中的基元称为当前基元。对一个基元进行编码的结果是一个或多个编码参数，最后产生含这些编码参数的压缩数据码流。对一个基元进行解码就是解析所述压缩数据码流获得一个或多个编码参数，从所述一个或多个编码参数复原出重构的数据的样值。基元的例包括编解码块（整个编解码块作为一个基元）、正方形或矩形或三角形或梯形等各种形状的子块、微块、串、像素串、样值串、索引串、线条。本专利技术中涉及的数据与数据集包括采集或生成的原始状态数据与数据集，也包括经过若干处理的中间状态数据与数据集，还包括在编解码过程中产生的编码参数数据与数据集，如各种编码模式，多维或三维或二维运动矢量，匹配长度等。数据压缩的一个手段是挖掘各层次各方面的数据单元之间的相关性，用通常称为参考数据单元（也常称为预测数据单元、补偿数据单元、匹配数据单元、被匹配数据单元、预测值、补偿值、参考值等）的数据单元来匹配（也常称为预测、表示、代表、补偿、近似、逼近等）当前数据单元，达到数据的无损或有损压缩的效果。可用来作为预测数据单元（也常称为参考数据单元、补偿数据单元、匹配数据单元、被匹配数据单元、预测值、补偿值、参考值等）的已完成至少部分编解码操作的一个或多个数据单元组成一个预测候选集（也称为预测值候选集或称为参考候选集等）简称候选集。当一个候选集有多个数据单元时，用候选集之中的一个数据单元来预测（也常称为匹配、表示、代表、补偿、近似、逼近等）一个当前数据单元就需要用一个索引（也常称为地址、指数等）来指定预测数据单元到底是所述候选集中的哪个数据单元。在现有技术中，为了增加预测数据单元的数目以利于提高找到好的预测数据单元的可能性，从而提升压缩效果，常常采用多个候选集。但另一方面，候选集越多，就需要消耗更多的比特数来表示选择哪一个候选集和哪一个索引值作为当前数据单元的预测数据单元，因而影响压缩效果，降低编码效率。
技术实现思路
为了解决数据压缩中的这一问题，本专利技术提供了一种使用多个以特定编码参数互相关联的候选集的数据压缩方法和装置，这些候选集以一个预定的，在编解码过程中既有的，与一个当前数据单元相对应的特定编码参数互相关联，在对当前数据单元进行编解码时，根据与所述当前数据单元相对应的特定编码参数的值，选择多个候选集之一作为所述当前数据单元的当前候选集。这样，就不需要消耗任何比特数来表示选择哪一个候选集，从而提高编码效率。本专利技术的首要技术特征是具有多个以特定编码参数互相关联的候选集，而每个当前数据单元又与一个特定编码参数的值相对应，根据这个特定编码参数的值选择择多个候选集之一作为所述当前数据单元的当前候选集。本专利技术的编码方法或装置的最基本的特有技术特征是在对当前数据单元进行编码时，根据与所述当前数据单元相对应的特定编码参数的值，选择多个候选集之一作为所述当前数据单元的当前候选集，在至少所述当前候选集之中，根据预定方案，如消耗的比特数的多少和/或编码误差的大小，导出或选取一个最优的数据单元作为所述当前数据单元的预测数据单元，产生至少含表示当前数据单元的预测数据单元的信息的压缩数据码流。图1是本专利技术的编码方法或装置的一个示意图。本专利技术的解码方法或装置的最基本的特有技术特征是解析压缩数据码流，获取至少表示当前数据单元的预测数据单元的信息，根据与所述当前数据单元相对应的特定编码参数的值，选择多个候选集之一作为所述当前数据单元的当前候选集，在至少所述当前候选集之中，根据所述当前数据单元的预测数据单元的信息，解码获得所述当前数据单元的预测数据单元。图2是本专利技术的解码方法或装置的一个示意图。根据本专利技术的一个方面，提供了一种数据压缩的编码方法或装置，至少包括完成下列功能和操作的步骤或模块：在对一个编码块中的一个当前数据单元进行编码时，至少根据与所述当前数据单元相对应的特定编码参数的值，选择多个候选集之一作为所述当前数据单元的当前候选集，从至少所述当前候选集，至少根据预定方案，导出或选取一个称为选定数据单元的数据单元作为所述当前数据单元的预测数据单元（预测数据单元是与所述当前数据单元接近或完全相同的选定数据单元），预测数据单元的一种特例是等同数据单元（等同数据单元是与所述当前数据单元完全相同的选定数据单元），产生至少含表示当前数据单元的预测数据单元的部分或全部信息的压缩数据码流。根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种数据压缩的解码方法或装置，至少包括完成下列功能和操作的步骤或模块：在对一个解码块中的一个当前数据单元进行解码时，解析压缩数据码流，获取至少表示当前数据单元的预测数据单元的部分或全部信息，至少根据与所述当前数据单元相对应的特定编码参数的值，选择多个候选集之一作为所述当前数据单元的当前候选集，从至少所述当前候选集，至少根据预定方案，导出或选取一个称为选定数据单元的数据单元作为所述当前数据单元的预测数据单元（预测数据单元是与所述当前数据单元接近或完全相同的选定数据单元），预测数据单元的一种特例是等同数据单元（等同数据单元是与所述当前数据单元完全相同的选定数据单元）。从第一个角度，本专利技术提供了一种对数据集及其数据进行压缩的编码方法，其特征在于至少包括下列步骤：1）在对一个编码块中的一个当前数据单元进行编码时，至少根据与所述当前数据单元相对应的特定编码参数的值，选择多个候选集之一作为所述当前数据单元的当前候选集；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数据压缩的编码方法，其特征在于至少包括下列步骤：/n1）在对一个编码块中的一个当前数据单元进行编码时，至少根据与所述当前数据单元相对应的特定编码参数的值，选择多个候选集之一作为所述当前数据单元的当前候选集；/n2）在至少所述当前候选集之中，至少根据预定的评价规则，选取一个最优的数据单元作为所述当前数据单元的预测数据单元；/n3）产生至少含表示当前数据单元的预测数据单元的信息的压缩数据码流。/n

【技术特征摘要】
20180922 CN 201811110886X1.一种数据压缩的编码方法，其特征在于至少包括下列步骤：
1）在对一个编码块中的一个当前数据单元进行编码时，至少根据与所述当前数据单元相对应的特定编码参数的值，选择多个候选集之一作为所述当前数据单元的当前候选集；
2）在至少所述当前候选集之中，至少根据预定的评价规则，选取一个最优的数据单元作为所述当前数据单元的预测数据单元；
3）产生至少含表示当前数据单元的预测数据单元的信息的压缩数据码流。


2.一种数据压缩的解码方法，其特征在于至少包括下列步骤：
1）在对一个解码块中的一个当前数据单元进行解码时，解析压缩数据码流，获取至少表示当前数据单元的预测数据单元的信息；
2）至少根据与所述当前数据单元相对应的特定编码参数的值，选择多个候选集之一作为所述当前数据单元的当前候选集；
3）在至少所述当前候选集之中，至少根据所述当前数据单元的预测数据单元的信息，解码获得所述当前数据单元的预测数据单元。


3.一种数据压缩的编码装置，其特征在于至少包括下列模块：
1）当前候选集选择模块，在对一个编码块中的一个当前数据单元进行编码时，至少根据与所述当前数据单元相对应的特定编码参数的值，选择多个候选集之一作为所述当前数据单元的当前候选集；
2）最优预测数据单元选择模块，在至少所述当前候选集之中，至少根据预定的评价规则，选取一个最优的数据单元作为所述当前数据单元的预测数据单元；
3）压缩数据码流生成模块，产生至少含表示当前数据单元的预测数据单元的信息的压缩数据码流。


4.一种数据压缩的解码装置，其特征在于至少包括下列模块：
1）压缩数据码流解析模块，在对一个解码块中的一个当前数据单元进行解码时，解析压缩数据码流，获取至少表示当前数据单元的预测数据单元的信息；
2）当前候选集选择模块，至少根据与所述当前数据单元相对应的特定编码参数的值，选择多个候选集之一作为所述当前数据单元的当前候选集；
4）预测数据单元解码模块，在至少所述当前候选集之中，至少根据所述当前数据单元的预测数据单元的信息，解码获得所述当前数据单元的预测数据单元。


5.根据权利要求1或3所述的编码方法或装置或者根据权利要求2或4所述的解码方法或装置，其特征在于，在数据是从图像、图像的序列、视频产生的情形，编码块或解码块是图像的一个编码区域或一个解码区域，包括以下至少一种：整幅图像、图像的子图像、条带slice、片块tile、宏块、最大编码单元LCU、编码树单元CTU、编码单元CU、CU的子区域、子编码单元SubCU、预测单元PU、PU的子区域、子预测单元SubPU、变换单元TU、TU的子区域、子变换单元SubTU。


6.根据权利要求1或3所述的编码方法或装置或者根据权利要求2或4所述的解码方法或装置，其特征在于：
在视频编解码的帧间编码，包括允许使用当前图像作为参考图像的情形，中，所述数据单元是编解码块的运动矢量（mv[0]，mv[1]），表示当前块在其所在的图像即当前图像中的二维坐标与对应的参考块在其所在的图像即参考图像中的二维坐标这两者（坐标）之间的差即偏移量；
所述特定编码参数是帧间编码的编解码块的参考图像索引ref_idx，表示参考块所在的图像即参考图像在参考图像队列中的索引，即表示参考块在参考图像队列中的哪一帧图像中；
所述候选集是历史最近运动矢量预测值候选集，由在编解码历史过程中按照编解码顺序出现的最近若干个采用帧间编码模式的编解码块的运动矢量组成；
具有同样的一组（即一个或几个）参考图像索引值的历史最近运动矢量组成一个历史最近运动矢量预测值候选集；
所述多个候选集是分别与多组，其中每组有一个或几个，参考图像索引值相对应的多个历史最近运动矢量预测值候选集。


7.根据权利要求6所述的编码方法或装置或者解码方法或装置，其特征在于：
帧间编码的编解码块的运动矢量的运动矢量预测值来自至少合并候选列表mergeCandList；
所述合并候选列表至少包括下列运动矢量作...

【专利技术属性】
技术研发人员：林涛，
申请(专利权)人：上海天荷电子信息有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31