编码器和编码帧序列的方法技术

在编码帧序列(113)时，线性变换(101)，例如，小波变换(104)，逐帧应用于帧序列。这样获得的线性变换帧的至少一部分，基于线性变换帧的差分表示，以帧间模式进行编码。差分表示对应于一方面线性变换帧的一部分与另一方面至少一个其他线性变换帧的对应部分的表示之间的差异。然后将数据压缩(106，107)应用于线性变换帧的所述部分的差分表示。变换帧的所述部分的差分表示。变换帧的所述部分的差分表示。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】编码器和编码帧序列的方法


[0001]本专利技术的一个方面涉及适合于对帧序列进行编码的编码器。例如，编码器可用于对视频流进行编码以实现高效传输或存储，或两者兼而有之。本专利技术的其他方面涉及对帧序列进行编码的方法、用于编码器、解码器的计算机程序，以及对编码的帧序列进行解码的方法。

技术介绍

[0002]美国专利9332258提到，数字图像的压缩通常通过3个步骤实现：去相关变换、熵编码和速率分配。去相关变换减少了熵：变换后的图像可能具有较低的熵，因为出现的概率集中在系数值的一个小子集上。图像压缩中常用的去相关变换是颜色变换、帧间/帧内预测、DCT或小波变换。熵编码减少了变换后的图像数据量：更少量的数据可以表示变换后的图像。最后，速率分配选择将成为压缩图像输出流的一部分的数据，以实现所需的压缩比。
[0003]美国专利9332258描述了一种用于将输入数据流压缩为输出数据流的技术，该输出数据流具有可接受的压缩效率，同时最小化编码器和解码器的复杂性。将输入数据流中的m位字序列分组为n个m位字组，n大于或等于2。对于每个组，检测最大编码线索引(GCLI)的值。GCLI是组中字的位中权重最高的非零位的索引，不包括任何符号位。然后，输出数据流包括一组n个GCLI位字，对应于输入流中相关组中的n个m位字。每个字的GCLI位是输入流中相应字的权重最低的GCLI位，以及GCLI的值。

技术实现思路

[0004]需要一种改进的解决方案，允许对帧序列进行编码，使其更好地满足以下标准中的至少一个：高压缩率、良好的图像质量和适中的成本。
[0005]根据如权利要求1所定义的本专利技术的一个方面，提供了一种编码器，适于对帧序列进行编码，该编码器包括：
[0006]线性变换组件，适于逐帧对帧序列应用线性变换，以获得具有比待编码的帧序列中的帧的熵低的熵的线性变换帧序列，和
[0007]编码组件，适于对线性变换帧序列进行编码，以获得包含少于线性变换帧的数据量的编码帧序列，
[0008]其中所述编码组件适于以帧间模式编码所述线性变换帧的至少一部分，其中所述编码组件提供以帧间模式编码的线性变换帧的至少一部分的差分表示，所述差分表示对应于一方面所述线性变换帧的至少一部分与另一方面至少一个其他线性变换帧的对应至少一部分的表示之间的差异，并且其中所述编码组件将数据压缩应用于所述线性变换帧的至少一部分的差分表示，以便获得编码帧的至少一部分。
[0009]根据如权利要求12、13和14所定义的本专利技术的其他方面，分别提供了一种对帧序列进行编码的方法、一种用于编码器和解码器的计算机程序。
[0010]与传统编码方案的主要区别在于，在帧间模式中，处理线性变换帧的至少一部分
的差分表示，而不是原始形式的帧或其一部分的差分表示。这允许在硬件或软件或两者方面具有较低复杂性的实现，这反过来又允许低成本和低功耗的实现。此外，应用帧间模式编码允许在不显著影响图像质量的情况下实现高压缩。
[0011]编码线性变换帧之间的差异而不是原始帧之间的差异这一事实原则上不会对图像质量产生不利影响。这是因为线性变换之后的减法运算等价于线性变换之前的减法运算。将线性变换的逆应用于通过线性变换之后的减法运算获得的差分表示，将产生通过线性变换之前的减法运算获得的差分表示。相反，将线性变换应用于在线性变换之前通过减法运算获得的差分表示，将产生通过在线性变换之后的减法运算获得的差分表示。
[0012]应当注意，在如上文所定义的编码器中，编码组件不需要执行任何进一步的变换，这可能是去相关的。因此，在这样的编码器中，线性变换帧不需要经历可能降低熵的进一步变换。相反，如上文所述应用于差分表示的数据压缩可以包括直接将熵编码应用于差分表示，以便用较少的数据表示差分表示。
[0013]为了说明的目的，参考附图详细描述了本专利技术的一些实施例。在本说明书中，将呈现附加特征，其中一些在从属权利要求中定义，并且优点将显而易见。
附图说明
[0014]附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
[0015]图1是视频编码器的框图。
[0016]图2是说明视频编码器定义的子带的频率图。
[0017]图3是视频编码器中产生的线性变换帧的示意图。
[0018]图4是视频编码器中的编码模式选择模块的框图。
[0019]图5是在编码模式选择模块中从一组四个样本中提取GCLI值的概念图。
[0020]图6是表示以帧内模式编码的部分和以帧间模式编码的其他部分的线性变换帧的示意图。
[0021]图7是视频编码器中的参考帧缓冲器组件的框图。
[0022]图8是视频解码器的框图。
具体实施方式
[0023]图1示意性地示出了视频编码器100。图1提供了视频编码器100的框图。视频编码器100例如可以包括在可以捕获视频或可以存储视频或两者的通信设备中，例如智能电话。视频编码器100可使通信设备能够经由可由网络提供的通信信道有效地将视频传送到另一通信设备。
[0024]视频编码器100包括线性变换组件101和编码组件102。线性变换组件101可以包括可逆颜色变换模块103和小波变换模块104。编码组件102可以包括编码模式选择模块105、量化模块106、熵编码模块107、数据打包模块108、速率分配模块109、去量化模块110、重构模块111和参考帧缓冲器组件112。
[0025]视频编码器100基本上如下操作。视频编码器100接收包括帧序列的视频流113。作为响应，视频编码器100输出编码视频流114，其可以具有比接收的视频流113低得多的数据
率。
[0026]接收到的视频流113中的帧可视为像素矩阵，包括像素行和像素列。一个像素可以包括三个分量，它们组合起来传达与像素有关的亮度信息和颜色信息。这三个分量根据颜色坐标系表示，例如，被称为RGB的颜色坐标系。
[0027]可逆颜色变换模块103将像素的三个分量转换为另一个颜色坐标系的三个分量。这种可逆的颜色变换可以减少熵。因此，可逆颜色变换模块提供可逆颜色变换帧，其熵可能比其原始形式的帧少。这有助于图像压缩。
[0028]为了方便和简单起见，假设可逆颜色变换帧是像素矩阵，由此像素仅具有一个分量，例如仅亮度分量(Y)。也就是说，假设可逆颜色变换帧是仅表示单个分量的单个样本矩阵，而实际上，可逆颜色变换帧可以被视为一组三个样本矩阵，每个矩阵代表一个特定的分量。例如，可逆颜色变换帧实际上可以包括表示亮度(Y)分量的样本矩阵、表示第一颜色分量(Cr)的另一个样本矩阵以及表示第二颜色分量(Cb)的又一个样本矩阵。这些样本矩阵可以如下文所述独立处理。样本可以是表示相关分量的值的二进制字的形式。
[0029]小波变换模块104将小波变换应用于可逆颜色变换帧。小波变换涉及滤波和子采样操作。这些操作产生一组相应的子带帧，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种编码器(100)，适用于对帧序列进行编码，所述编码器包括：线性变换组件(101)，适于逐帧对帧序列应用线性变换，以获得具有比待编码的帧序列中的帧的熵低的熵的线性变换帧序列，和编码组件(102)，适于对线性变换帧序列进行编码，以获得包含少于线性变换帧的数据量的编码帧序列，其中所述编码组件适于以帧间模式编码所述线性变换帧的至少一部分，其中所述编码组件提供以帧间模式编码的线性变换帧的至少一部分的差分表示，所述差分表示对应于一方面所述线性变换帧的至少一部分与另一方面至少一个其他线性变换帧的对应至少一部分的表示之间的差异，并且其中所述编码组件将数据压缩应用于所述线性变换帧的至少一部分的差分表示，以便获得编码帧的至少一部分。2.根据权利要求1所述的编码器，其中所述编码组件(102)适于通过将所述数据压缩的逆运算应用于至少一个编码帧的对应至少一部分来获得所述至少一个其他线性变换帧的对应至少一部分的表示，所述至少一个编码帧的对应至少一部分是通过对所述至少一个其它线性变换帧的对应至少一部分进行编码而获得的。3.根据权利要求1和2中任一项所述的编码器，其中所述编码组件(102)适于以帧内模式对线性变换帧的一部分进行编码，其中数据压缩直接应用于所述线性变换帧的所述部分，而所述线性变换帧的另一部分以帧间模式编码。4.根据权利要求3所述的编码器，其中所述编码组件(102)适于评估所述线性变换帧的一部分是否适用以下条件：当所述线性变换帧的所述部分以帧间模式编码时，获得所述线性变换帧的所述部分的编码版本，其包括比通过以帧内模式对所述线性变换帧的所述部分进行编码而获得的编码版本更少的数据量，并且其中，如果条件适用，则所述编码组件适于以帧间模式对所述线性变换帧的所述部分进行编码，如果条件不适用，则适于以帧内模式对所述线性变换帧的所述部分进行编码。5.根据权利要求3和4中任一项所述的编码器，其中所述编码组件(102)适于以帧内模式周期性地编码各个线性变换帧部分。6.根据权利要求5所述的编码器，其中所述编码组件(102)适于以帧内模式，以最小频率，周期性地编码具有相似位置的各个线性变换帧部分，并且以帧内模式，以相同的最小频率，周期性地编码具有另一相似位置，但是相对于第一提及的各个线性变换帧部分的帧内模式编码去相位的各个线性变换帧部分。7.根据权利要求5和6中任一项所述的编码器，其中所述编码组件(102)适于以...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：英托皮克斯公司，
类型：发明
国别省市：