使用变换系数的位平面编码的高粒度可量测性的改进制造技术

一变换系数数据，例如用于视频编码系统中的ＤＣＴ数据，等的有效位平面编码系统。例如多个系数的一个块中的变换系数的十进制值被转换为二进制，其中，每个位占据一个从最高有效位到最低有效位的对应位平面。在一个一般位平面中提供一个来自每个系数的位。一个一位标志或码字（例如“０”）被用来编码一个或多个初始全零位平面，当另一个一位标志（例如“１”被用来指定第一顺序非全零平面。对于该第一非全零平面，用一简约编码表来提供跟随该一位标志的码字。该编码表的大小被减少，因为其不需要一特定的“全零”码字。另外，指定该初始全零位平面的一个一位标志的使用减少了高于需要多位全零码字的已有方案的所需编码位的数量。解码器（２００）包括一“０”码字函数（２４２），一“１”码字函数（２４４）一简约表（２４６）和常规表（２４８）。一对应的解码器（４００）包括一“０”码字函数（４４２），一“１”码字函数（４４４）一简约表（４４６）和常规表（４４８）。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本申请主张1998年12月4日提交的美国在先申请60/110,882的权益。本专利技术涉及变换系数、如离散余弦变换(DCT)系数等的位平面编码的方法和设备。这种系数可被用于大量应用中，包括数字视频编码和解码。具体而言，提出一种对被公知为使用位平面的高粒度可量测性(FGSB)编码技术的改进。FGBS编码使得基极层编码技术未被触及。例如，该基极层编码技术可以是MPEG-2、MPEG-4或任何基于DCT的图像/视频编码技术。在基极层中，使用相对粗略的粒度编码DCT系数以获得低的比特率数据。附图说明图1表示使用位平面的高粒度可量测性(FGSB)编码用已有设备。利用FGBS编码，可在初始整数DCT系数和去量化DCT系数之间获得一差分(或余数)。如解码器100中所示，例如，在量化器110处量化DCT系数的初始块，接着，在反量化器120处去量化(即反量化)该量化的系数，以获得去量化的DCT系数。从减法器130输出DCT系数的差分块，并在通过信道被通信前提供给一位平面编码函数140。例如，该数据可在例如电缆或卫星电视网络等宽带通信网络、或例如局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)、互连网、内联网和因特网等计算机网络中进行通信。值得注意的是，该基极层DCT系数数据通常被编码。位平面编码函数140在每个位平面内包括一个或多个编码位用的表145。该表包括一个在位平面全部具有零值时所使用的“全零”码字。因为每个DCT差分块典型地具有一些位平面(例如典型应用中达到4至8个平面)，所以可以非常低的复杂性成本实现高的粒度。位平面的数量由编码最大差分所需的位数来决定。实质上，连续位平面层中的DCT差分数据可被用来减少DCT系数的量化误差。可通过根据有效信道宽带的解码器和该解码器的处理速度来恢复一个或多个位平面层。从携带有DCT差分数据的最高有效位的层开始恢复位平面层，然后是携带有DCT差分数据的次高有效位的层，以此类推。FGSB编码可被简化为下列步骤1.在进行了基于DCT的基极层编码后，取得初始DCT系数和去量化DCT系数之间的差分。找到编码该差分块所需的位平面的数量。2.从一个视频帧的所有差分块中求出位平面的最大值。3.在一个帧的增强层比特流的最初端编码位平面的最大值。4.从最高有效位(MSB)级开始顺序编码一个帧的位平面。5.当编码位平面时，2D符号构成两个分量。第一分量表示直到下一个“1”的连续零的数量(例如零行程)。第二分量为表示在当前位平面中剩有任何“1”时的一位标志。因此该第二分量是一平面结束(EOP)指示符。接着，这些2D符号被熵编码。如果在当前位平面中根本没有“1”，则编码一“全零”符号。下面说明指示为“已有技术1”的使用上述方法编码一特定位平面的实例。 在第一行中，“位置”是位平面中位的顺序。例如，对于一个8×8的位平面而言，有64位位，例如0-63。在第二行中，表示一比特值，为二进制0或1。在第三行中，显示了上述已有技术方案中所用的2D符号。具体而言，在位置0处，比特值为“1”，符号为(0，0)。符号的第一分量“0”表示在下一“1”前的零符号的行程为0(即没有零)。作为EOP指示符的符号的第二分量“0”表示位平面内至少有一个连续的“1”。值得注意的是，符号给定为十进制数字，后面将被变换为二进制(即210＝102)。在位置1处，比特值为“0”，符号为(2，0)。符号的第一分量“2”表示零符号的行程为2(即在位置1和2中有零)。这样，至下一个“1”的距离为2个比特值(即位置3)。符号的第二分量“0”仍表示在位平面内有多余的“1”(即，除了位置3中的“1”外)。在位置4处，比特值为“0”，符号为(1，1)。符号的第一分量“1”表示零符号的行程为1(即在位置4中有一个零)。这样，至下一个“1”的距离为1个比特值(即位置5)。符号的第二分量“1”表示在位平面内(位置5之后)没有多余的“1”。上述FGS编码方法已在1998年12月的ISO/IEC JTC1/SC29/WG11，MPEG98/M4204的“使用位平面编码DCT系数的高粒度可量测性”中公开。利用该技术，使用“全零”符号来编码具有全零的位平面，而不管编码哪个位平面层。需要对给定DCT块的多于一个位平面层编码该全零符号。由于该全零符号的大小及增加了编码表大小的事实而导致不利。具体而言，由对位平面的2D符号进行的熵编码(例如霍夫曼编码)来规定全零符号的大小(例如位长)。如公知的，当编码非相等概率的源符号时，最好使用长度可变的码字。源符号的发生概率被用来选择码字，因此概率更高的源符号被指定一较短的码字。由于这些限制，全零符号的长度典型地为两个位或更多位。另外，因为一个图像中有数千个8×8DCT块(例如为一525×480象素NTSC图像)，所以由该全零符号引起的数据溢出是明显的。因此，期望提供一种对上述技术进行改进了的有效位平面编码用方法和设备。该系统减少了表示出现所有值都为零的位平面所需的位数。该系统可避免在具有全零的单个块的初始MSB位平面层中所需的多个“全零”符号，因此减少了编码该位平面的数据溢出。该系统通过减少MSB级熵编码表中的符号数、因而简约表中的剩余符号的码长来提高编码效率。该系统与提供用于不同位平面层的多个编码表的编码方案相适合。因为对于不同位平面层而言，特定位的发生概率不同，所以通过使编码表适应于该位平面层来优化编码效率。该理论在编录于美国宾夕法尼亚洲的Lehigh大学电子工程系的由Dr.Fan Ling撰写的名为“图案和视频压缩中的复杂性限制下的熵编码有效性的优化”(1998)第4.3的博士论文中进一步论述。本专利技术提供一种具有上述和其它优点的系统。专利技术概述本专利技术涉及一种变换系数的有效位平面编码的方法和设备。有效编码多个携带有变换系数数据的位平面的方法包括提供一码字的步骤，该码字具有指定一位平面具有全二进制零的第一状态(例如“0”)和指定一位平面不具有全二进制零的第二状态(例如“1”)。当MSB位平面具有全二进制零时，用“0”来编码该最高有效位(MSB)位平面。从该MSB位平面进行到最低有效位(LSB)位平面，如果出现任何这种连续位平面时，则用“0”来编码具有全二进制零的每个连续位平面，直到到达不具有全二进制零的第一位平面为止。用“1”来编码该第一位平面，其后跟随根据所述第一位平面中的位而从一第一熵编码表中获得的至少一个码字。该码字最好是一个一位码字。重要的是，该第一熵编码表不包括用全二进制零来编码一位平面的多位码字。这样，相对于已有方案来减少该编码表的大小，而这又减少了编码位的数量。提供一第二常规熵编码表来编码接在该第一位平面后的一个或多个位平面。该编码表包括一个用全二进制零来编码一个位平面的多位码字，因此在大小上不会被减少。该变换系数数据可包括离散余弦变换(DCT)数据和/或图像数据。一对应的解码方法包括一对一码字提供一解码函数的步骤，该码字具有指定一位平面具有全二进制零的第一状态(例如“0”)和指定一位平面不具有全二进制零的第二状态(例如“1”)。从该MSB位平面进行到最低有效位(LSB)位平面，如果出现任何这种连续位平面时，则对具有全二进制零的每个连续位平面解码该“0”，直到到达不具有全二进制零的第一位平面为止。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有效编码多个其中携带有变换系数数据的位平面的方法，包括步骤：ａ）提供一码字，该码字具有指定一位平面具有全二进制零的第一状态，和指定一位平面不具有全二进制零的第二状态；ｂ）当ＭＳＢ位平面具有全二进制零时，用在其第一状态下的所述码字 来编码该最高有效位（ＭＳＢ）位平面；ｃ）从该ＭＳＢ位平面进行到最低有效位（ＬＳＢ）位平面，如果出现任何这种连续位平面时，则用在其第一状态下的所述码字来编码具有全二进制零的每个连续位平面，直到到达不具有全二进制零的第一位平面为止；和ｄ ）用在其第二状态下的所述码字来编码该第一位平面，其后跟随根据所述第一位平面中的位而从一第一熵编码表中获得的至少一个码字。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：凌璠，
申请(专利权)人：通用仪器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]