用于图像压缩的累积分布函数的有效率更新制造技术

在算术编码期间更新累积分布函数(CDF)能够是一个挑战，因为CDF的最终元素在更新计算期间应保持固定。如果概率是浮点数，则这将不会是太大的挑战；然而，概率及由此的CDF被表示为整数以利用无限精度算术。这些困难中的一些可以通过引入“混合”CDF以及正在被更新的活动CDF来减轻；混合CDF提供非局部上下文以供由于在编码中引入特定符号而更新CDF。执行算术编码的改进技术包括使用两个一维混合CDF阵列，符号相关阵列和符号相关阵列，更新CDF。符号相关阵列是较大的固定阵列的子阵列，使得所选择的子阵列取决于所使用的符号。的子阵列取决于所使用的符号。的子阵列取决于所使用的符号。

Efficient update of cumulative distribution function for image compression

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于图像压缩的累积分布函数的有效率更新


[0001]本说明书涉及图像压缩，并且具体地涉及用于图像压缩的累积分布函数的有效率更新。

技术介绍

[0002]彩色图像的压缩是执行来用以减小存储图像的文件的大小，并且在一些实施方式中，可以通过消除图像内的冗余信息来执行彩色图像的压缩。例如，在将颜色通道从一个基(例如，RGB)变换到亮度
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色度基(例如，YUV坐标)之后，可以从相邻像素之间的颜色值相关性的模型中减去变换的颜色通道中的值，以产生每个颜色通道中的残差值。然后可以将这些残差值变换为频率空间表示(例如，离散余弦变换(DCT)、离散小波变换(DVT))，使得可以消除对图像具有较小影响的高频残差值，并且可以相应地减小图像的大小。然后可以将这些变换的残差量化为一定数量的比特，并且可以根据诸如熵编码的编码方案来编码这些量化的残差。

技术实现思路

[0003]实施方式提供了使用高效率且鲁棒的编码器的图像压缩方案。编码器用码字替换符号的字母表，每个符号具有根据概率模型被使用的概率。将概率值指派给字母表的符号的模型是自适应的，使得每次观察到符号时，更新字母表的符号的累积分布函数(CDF)(即，符号的指定子序列的概率之和)。鲁棒更新过程包括基于预先计算的混合CDF生成对CDF的改变，其中混合CDF包括与字母表的每个符号相对应的相应的单独的混合模型。在这种情况下，混合CDF则是混合CDF值的二维阵列。虽然鲁棒，但是该更新过程不是非常有效率，因为二维阵列在存储和访问混合CDF数据时使用许多计算资源。改进的实施方式用两个一维阵列(符号无关的混合CDF阵列和符号相关的混合CDF阵列)代替二维混合CDF阵列。从较大的固定阵列中采样符号相关的混合阵列。因为CDF更新步骤平均占用大约40％的编码计算资源，所以在使用两个混合CDF阵列时获得的效率是显著的。
[0004]在一个大体方面，一种方法可以包括接收用于编码的原始数据(诸如基于图像获得的数据)，所述原始数据由符号的字母表表示。该方法还可以包括初始化表示以多个索引来评估的累积分布函数(CDF)的CDF阵列。索引可以具有预定顺序，例如，它们可以是相应的不同数值(例如，连续的整数，诸如0至N)，使得索引的顺序是数值的顺序，其中，更低的数值在顺序上更早。在此，我们使用一个索引“小于”或“大于”另一个索引的术语来表示第一索引在顺序上分别早于或晚于第二索引；我们还提及某个索引小于或大于“阈值索引”，其分别意指在顺序上在阈值索引之前或之后。多个索引中的每个索引表示字母表的符号，该符号表示原始数据的一部分，多个索引中的索引处的CDF表示由多个索引中的小于或等于该索引的索引表示的字母表的符号的概率的累积和。该方法可以进一步包括：响应于接收到表示原始数据的第一部分的字母表的第一符号，基于第一混合CDF阵列和第二混合CDF阵列来更新CDF阵列以产生更新的CDF阵列，第一混合CDF阵列具有独立于第一符号的值，第二混
合CDF阵列具有基于符号的值，更新的CDF阵列用于确定表示原始数据的第二部分的字母表的第二符号的概率。该方法可以进一步包括使用更新的CDF阵列对第一符号和第二符号进行编码以产生码字，该码字在被解码时再现原始数据的第一部分和第二部分。这种再现可能不准确；相反，它可以产生与原始数据的第一和第二部分相差满足微小性准则(smallness criterion)的量的数据。例如，未恰当再现的符号的比例可能低于阈值。
[0005]在另一个一般方面，一种计算机程序产品包括非暂时性存储介质，所述计算机程序产品包括代码，所述代码在由计算设备的处理电路执行时使所述处理电路执行方法。该方法可以包括接收用于编码的原始数据，原始数据由符号的字母表表示。该方法还可以包括初始化表示以多个索引来评估的累积分布函数(CDF)的CDF阵列，多个索引中的每一个表示字母表的符号，该符号表示原始数据的一部分，多个索引中的一索引处的CDF表示由多个索引中的、小于或等于该索引的索引表示的字母表的符号的概率的累积和。该方法可以进一步包括：响应于接收到表示原始数据的第一部分的字母表的第一符号，基于第一混合CDF阵列和第二混合CDF阵列来更新CDF阵列以产生更新的CDF阵列，第一混合CDF阵列具有独立于第一符号的值，第二混合CDF阵列具有基于符号的值，更新的CDF阵列用于确定表示原始数据的第二部分的字母表的第二符号的概率。该方法可以进一步包括使用更新的CDF阵列对第一符号和第二符号进行编码以产生码字，该码字在被解码时再现原始数据的第一部分和第二部分。
[0006]在另一个一般方面，一种被配置为生成重新爬取策略的电子装置包括存储器和耦合到存储器的控制电路。控制电路可以被配置为接收用于编码的原始数据，原始数据由符号的字母表表示。控制电路还可以被配置为初始化表示以多个索引来评估的累积分布函数(CDF)的CDF阵列，多个索引中的每一个表示字母表的符号，该符号表示原始数据的一部分，多个索引中的一索引处的CDF表示由多个索引中的、小于或等于该索引的索引表示的字母表的符号的概率的累积和。控制电路还可以被配置为响应于接收到表示原始数据的第一部分的字母表的第一符号，基于第一混合CDF阵列和第二混合CDF阵列来更新CDF阵列以产生更新的CDF阵列，第一混合CDF阵列具有独立于第一符号的值，第二混合CDF阵列具有基于符号的值，更新的CDF阵列用于确定表示原始数据的第二部分的字母表的第二符号的概率。控制电路还可以被配置为使用更新的CDF阵列对第一符号和第二符号进行编码以产生码字，该码字在被解码时再现原始数据的第一部分和第二部分。
[0007]在附图和以下描述中阐述了一个或多个实施方式的细节。根据说明书和附图以及权利要求书，其他特征将是显而易见的。
附图说明
[0008]图1是图示可以实现本文描述的改进技术的示例性电子环境的图。
[0009]图2是图示根据所公开的实施方式的操作增强现实系统的示例性方法的流程图。
[0010]图3是图示可以用于实现所描述的技术的计算机设备和移动计算机设备的示例的图。
具体实施方式
[0011]本文中所描述的图像压缩技术应用于可以使用算术编码技术编码的图像。这样的
图像通常包括通过网络(例如，互联网)交换的大多数照片和图像。算术编码仅是在图像数据的表示上使用的一种技术，该图像数据已经被减少以提高压缩比。如本文中所论述的，需要若干步骤来将原始图像数据减少到使用算术编码器编码的量化残差数据。虽然其它编码技术可以应用于量化的残差数据，但算术编码在大多数情况下提供比其它编码(例如，霍夫曼编码)技术更好的压缩比改进。
[0012]在将从本文描述的技术中受益最多的图像中，这种图像中的像素处的颜色通道的值与相邻像素中的颜色通道的值良好相关。良好相关意指存在预测模型，该预测模型在给定相邻像素的颜色值的情况下提供对像素的颜色值的准确估计。当然，这种估计不会在任何图像中提供精确的预测。然而，当将良好的预测模型应用于图像时，所得到的残差
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像素处的实际本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：接收用于编码的原始数据，所述原始数据由符号的字母表表示；将累积分布函数CDF阵列初始化，所述累积分布函数CDF阵列表示在多个索引处评估的CDF，所述多个索引中的每个索引表示所述字母表的符号，其中，所述符号表示所述原始数据的一部分，所述多个索引中的索引处的所述CDF表示由所述多个索引中的小于或等于该索引的索引所表示的所述字母表的符号的概率的累积和；响应于接收到表示所述原始数据的第一部分的所述字母表的第一符号，基于第一混合CDF阵列和第二混合CDF阵列来更新所述CDF阵列以产生更新的CDF阵列，所述第一混合CDF阵列具有独立于所述第一符号的值，所述第二混合CDF阵列具有基于所述第一符号的值，所述更新的CDF阵列被使用来确定表示所述原始数据的第二部分的所述字母表的第二符号的概率；以及使用所述更新的CDF阵列来编码所述第一符号和所述第二符号以产生码字，所述码字在被解码时指示所述原始数据的所述第一部分和所述第二部分。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述第二混合CDF阵列具有基于所述符号来从固定阵列中选择的元素。3.如权利要求2所述的方法，其中，所述固定阵列包括具有小于阈值索引的索引的元素集合，所述元素集合中的每个元素具有零值。4.如权利要求2所述的方法，其中，所述固定阵列包括具有大于阈值索引的索引的元素集合，所述元素集合中的每个元素等于最大概率与具有大于零的概率的符号的数量之间的差。5.如权利要求2所述的方法，其中，所述固定阵列表示sigmoidal函数。6.如任一前述权利要求所述的方法，其中，所述第一混合CDF阵列具有多个元素，所述多个元素中的每个元素具有的值等于所述字母表中由小于该元素的索引的索引所表示的符号的数量，并且具有大于零的概率。7.如任一前述权利要求所述的方法，其中，所述第一符号由第一索引表示，以及其中，更新所述CDF阵列包括：生成在(a)基于所述第一索引的第二索引处的所述第一混合CDF阵列和所述第一索引处的所述第二混合CDF阵列之和与(b)所述第一索引处的所述CDF阵列之间的(i)差与(ii)速度值的乘积，所述速度值在0与1之间并且指示所述CDF关于所述编码中的所述符号的新实例变得固定的速度；将所述乘积取整以产生取整的乘积；以及将所述取整的乘积加到所述第一索引处的所述CDF阵列。8.如权利要求7所述的方法，进一步包括：在更新所述CDF阵列之后，将所述速度值改变为新的速度值。9.如权利要求1所述的方法，其中，所述原始数据的编码是产生作为编码的原始数据的数值的算术代码化；以及其中，所述方法进一步包括：对所述数值执行解码操作以产生所述原始数据。10.如权利要求1所述的方法，其中，所述原始数据包括从表示图像的图像数据生成的
量化残差数据。11.一种包括非传递存储介质的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括代码，所述代码在由计算设备的处理电路执行时，致使所述处理电路执行方法，所述方法包括：接收用于编码的原始数据，所述原始数据由符号的字母表表示；将累积分布函数CDF阵列初始化，所述累积分布函数CDF阵列表示在多个索引处评估的CDF，所述多个索引中的每个索引表示所述字母表的符号，所述符号表示所述原始数据的一部分，所述多个索引中的索引处的所述CDF表示由所述多个索引中的小于或等于该索引的索引所表示的所述字母表的符号的概率的累积和；响应于接收到表示所述原始数据的第一部分的所述字母表的第一符号，基于第一混合CDF阵列和第二混合CDF阵列来更新所述CDF阵列以产生更新的CDF阵列，所述第一混合CDF阵列具有独立于所述第一符号的值，所述第二混合CDF阵列具有基于所述第一符号的值，所述更新的CDF阵列被使用来确定表示所述原始数据的第二部分的所述字母表的第二符号的概率；以及使用所述更新的CDF阵列来编码所述第一符号和所述第二符号以产生码字，所述码字在被解码时指示所述原始数据的所述第一部分和所述第二部分。12.如权利要求1所述的计算机程序产品，其中，所述第二混合CDF阵列具有基于所述符号来从固定阵列中选择的元素。13.如权利要求12所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕斯卡，
申请(专利权)人：谷歌有限责任公司，
类型：发明
国别省市：