用于视频序列压缩的编码方法技术

本发明专利技术涉及一种包括以帧组构成的连续帧的视频序列的压缩编码方法。每一帧以三维小波变换的方式分解，从而引起给定数量的连续分辨率级。所述的编码方法依赖于被称为ＳＰＩＨＴ的分层子带编码处理并且将每一帧组的图像元素（像素）的原始设定转换成利用二进制格式编码的小波变换系数并且形成了一锥状的层级结构，其中空间暂态方向树定义了空间暂态关系，其根部为３Ｄ小波变换的近似子带像素，这些像素中的每一个像素的支系由相应于由根像素定义的图像容量的高级子带的像素构成。根据本发明专利技术，子带的整个检测过程在程序的初始化步骤中完成，根像素中的每一子树的设定的有效级别被计算并存储。在程序的分类步骤中，所述设定的有效级以及当前有效级别ｎ之间的比较取代了计算与ｎ相关的树的有效级的函数的请求。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利技术的领域本专利技术首先涉及一种用于压缩包括以帧组构成的连续帧的视频序列的编码方法，每一帧以三维(3D)小波变换的方式分解，从而引起给定数量的连续分辨率级，所述的编码方法依赖于被称为“分层树中的局部设定”(SPIHT)的分层子带编码处理并且将每一帧组图像元素(像素)的原始设定转换成利用二进制格式编码的小波变换系数并且形成了一锥状的层级结构，所述的系数(i，j)构成了一个空间暂态方向树，其根部为由3D小波变换产生的低频频率(或者近似子带)，并且由高频子带中的产物完成，所述树的系数排列成有关像素的局部设定并且与各自的有效级相应，所述的设定由量级测试的形式定义，这导致了有效信息在三个序列列表中的分类，这三个列表被分别称为无效设定列表(LIS)，无效象素列表(LIP)以及有效象素列表(LSP)，执行所述的测试从而将所述的原始像素设定依据分解过程分解成所述的局部设定，直至每一有效系数被编码成所述的二进制表示，并且所述的空间暂态方向树在所述的锥状层级结构中定义了空间暂态关系。本专利技术也涉及一种包括以帧组构成的连续帧的视频序列的压缩编码方法，每一帧以三维(3D)小波变换的方式分解，从而引起给定数量的连续分辨率级，所述的编码方法依赖于分层子带编码处理并且将每一帧组的图像元素(像素)的原始设定转换成小波变换系数以形成一锥状的层级结构，一个空间暂态方向树-其根部由3D小波变换获得的近似子带像素值构成，这些像素中的每一个像素的支系由相应于图像容量的高级子带的像素构成，图像容量是由这些根象素定义-在所述锥形层级树中定义了空间暂态关系，所述的子带被按照在所述的空间暂态树中形成的衍生关系的顺序逐个扫描，“开/关”的标记被加入到所述空间暂态树的每一个系数(i，j)中，考虑到系数的最高有效位的逐级传输并且按照这种方式，即它们中至少其中的一个描述一套像素的状态，并且至少另一个描述一个单个的象素的状态。专利技术的背景近来随着多媒体应用的发展，使得可伸缩性变成视频压缩方案中的最重要的功能。可伸缩性允许在嵌入的比特流中根据不同的需求和编码能力向接收机传输多级质量或者空间分辨率/帧速率。目前的标准象MPEG-4已经通过附加高成本层在帧结构的预测DCT中实现了可伸缩性。近来，随着空间暂态树的分层编码方法，许多基于三维小波分解的更有效的解决方法，像分层树中的局部设定法则(SPIHT)已经被建议作为静止图像编码方法的延伸(原始的SPIHT法则在“一种在层级树中基于局部设定的新的快速的有效的图像编码解码器”，A，Said，以及W.A.Pearlman，IEEE视频技术的电路以及系统学报，第6卷，n°3，1996，6，第243-250页中有所描述，以及将这种法则延伸到3D的情况，在“在层级树中使用三维局部设定(SPIHT)的嵌入小波视频编码器”，B.J.Kim，以及W.A.Pearlman，数字压缩会议记录，3月25-27，1997，Snowbird，Utah，USA，251-260页)。3D小波分解提供了一个自然的空间分辨率以及帧速率的可伸缩性，而在层级树中获得的系数的深入扫描以及位面编码导致了具有高压缩率的指定质量的可伸缩性。SPIHT法则基于一个关键的概念根据减少的数量级将系数进行局部分类，以及利用自然图象中固有的自相似性通过小波分解的等级来预测有效信息的存在。这意味着在如果在小波分解的低级别中系数是无效的，那么在其他的级别中相应于同样区域的系数非常可能也是无效的。基本上，SPIHT是一种反复的计算法则，它利用被称为“有效级”的值，从在空间暂态分解树中的最大有效级别向下直到0，以不同的分辨率反复比较相应于同一图像位置的一组像素。对于一个指定的级别，或位面，要执行两个步骤分类步骤，在该步中寻找零树或者子树，并将无效与有效系数分类，以及精制步骤，它将有效系数的精确比特送出。SPIHT法则从分解的最高级别检查小波系数直至最低的级别。这相应于首先考虑位于最低级别子带的最重要的细节的系数，随着分辨率的增加，检查最小系数，该最小系数相应于精致的细节。这表明该法则的“分层”设计是正确的比特通过降低他们所代表的细节的重要性被发送，这样就形成了一个逐级的比特流。一种树的结构，被称为空间方向树(在3D情况下或称为空间暂态)，定义了在小波系数的分层锥状树中的空间(或者空间暂态)关系。树的根部由低分辨率级的近似子带像素构成(“根”子带)，而相应于图像区域(在3D情况下为图像容量)的高层子带像素是由根像素定义的，并形成了该像素的衍生。在SPIHT法则的3D版本中，除了叶以外的每一子带的像素都具有8个子像素，而每一像素只有一个上级节点。在该法则中有一个例外在根部，在8个之外有一个像素没有子像素。接下来的符号表明了之间的衍生关系，在附图说明图1中给出了它们之间的关系(三维情况下)，这里符号如下所示TF＝暂态帧，TAS＝暂态邻近子带，CFTS＝空间暂态邻近子带中的系数(或者根系数)，TDS.LRL＝分解中的最后分辨率级别上的暂态细节子带，以及TDS.HR＝高分辨率级别上的暂态细节子带O(x，y，z)节点(x，y，z)的直接子节点的坐标组；D(x，y，z)节点(x，y，z)的所有衍生节点的坐标组；H(x，y，z)所有空间暂态方向树的根节点的坐标(在锥状结构的高层级的节点空间暂态邻近子带)；L(x，y，z)＝D(x，y，z)-O(x，y，z)。SPIHT计算法则利用了三个列表LIS(无效节点列表)，LIP(无效象素列表)，LSP(有效象素列表)。在这三个列表中，每一个输入都由坐标(x，y，z)来识别。在LIP与LIS中(x，y，z)代表一个单独的系数，而在LIS中它代表一个系数组为D(x，y，z)或者L(x，y，z)，其为空间暂态树的子级数。为了区分二者，如果它代表的是D(x，y，z)，则LIS的输入为类型A，如果它代表的是L(x，y，z)，贝LIS的输入为类型B。在第一步骤(分类步骤中)，LIP中的所有的像素都被检测，那些有效像素被移到LSP列表当中。同样的，在LIS中的有效象素也从列表LIS中被移出，分解成子集，放在LIS的末端，然后被依次检测。LSP包括将被“精制”的有效象素列表如果级别n中的象素为有效的，则系数的第n比特将被发送。SPIHT方法被设计成提供与高的压缩比率相联系的可伸缩性的图像质量。但是，时间或者空间分辨率的可伸缩性在这种编码方法不发生变化的情况下无法获得。为了提高视频编码系统整个的压缩率，通常建议在零树编码模块中加入一个数学编码器。为了使数学编码器有效，获得所有的对当前的像素有影响的信息是非常重要的，尤其是要获得与邻近像素有关的信息。这一信息在前后环境中表示。当扫描零树时执行的深入的搜索并没有利用子带中的冗余，并且增加了数学编码中相关上下文判断的难度。由一套逻辑条件管理的LIS，LIP，LSP列表的操作使得象素扫描的顺序难以预测。属于同一3D子级树但是来自于不同的空间暂态子带的像素被编码并被逐个放在列表当中，其具有将不同子带的像素合起来的作用。但是，却忽略了同一子带的像素之间的地理上的互相依存的关系。而且，由于空间暂态子带来自于空间或者暂态滤波，帧沿特许轴的方向被滤波，从而给出了细节的定向。这一定向相关在应用SPIHT法则时也被忽略了，因为扫描并不是按本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括以帧组构成的连续帧的视频序列的压缩编码方法，每一帧以三维（３Ｄ）小波变换的方式分解，从而引起给定数量的连续分辨率级，所述的编码方法依赖于被称为“分层树中的局部设定”（ＳＰＩＨＴ）的分层子带编码处理并且将每一帧组的图像元素（像素）的原始设定转换成利用二进制格式编码的小波变换系数并且形成了一锥状的层级结构，所述的系数（ｉ，ｊ）构成了一个空间暂态方向树，其根部为３Ｄ小波变换低频频率（或者近似子带），并且由高频子带中的衍生完成，所述树的系数排列成有关像素的局部设定并且与各自的有效级相应，所述的设定被定义成量级测试的形式，这导致了有效信息在三个序列列表中的分类，这三个列表被分别称为无效设定列表（ＬＩＳ），无效象素列表（ＬＩＰ）以及有效象素列表（ＬＳＰ），执行所述的测试从而将所述的原始像素设定依据分解过程分解成所述的局部设定，直至每一有效系数被编码成所述的二进制表示，并且所述的空间暂态方向树在所述的锥状层级结构中定义了空间暂态关系，所述的方法进一步其特征在于，根据附录Ａ所示的计算法则：（ａ）以最高子带的像素开始，以属于最的低级子带的像素结束，在操 作的初始化步骤中执行了所有的子带检测，并且在根像素中的所述树的每一子树的设定有效级ＳＳＬ被计算并且存储，根据下述的程序：如果系数（ｉ，ｊ）没有子节点，ＳＳＬ（ｉ，ｊ）＝－１；否则，ＳＳＬ（ｉ，ｊ）＝ｍａｘ｛ＰＳＬ（ｋ，ｌ），ＳＳＬ（ ｋ，ｌ）｝；（ｋ，ｌ∈Ｏ（ｉ，ｊ），子节点相应于系数（ｉ，ｊ），ＰＳＬ是由下式给出的像素有效级：ＰＳＬ（ｉ，ｊ）＝ｆｌｏｏｒ（ｌｏｇ↓［２］ｘ（ｉ，ｊ）），（ｂ）在分类步骤中，在ＳＳＬ（ｉ，ｊ）以及当前有效级别ｎ之间的比较取代了 计算与ｎ相关的树的有效级的函数的请求：如果ＳＳＬ（ｉ，ｊ）＜ｎ，ｎ级的根为（ｉ，ｊ）的子树为无效的，否则，子树为有效的。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：B菲尔茨，
申请(专利权)人：皇家菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]