熵编码电路及其编码方法技术

一种熵编码电路，具有两个熵编码器，分别适用于对编码系数以可调式扫描与固定式扫描方式，读取后进行两类的编码程序。当一熵编码器进行第一类编码程序时，另一熵编码器接收第二类编码系数与正规化判断信号，并据以对第二类编码系数进行第二类编码程序。而上述两类编码程序所产生的第一类编码串行数据与第二类编码串行数据，以时间上交错的方式作为熵编码电路的输出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种数据处理装置与其运算方法，且特别是涉及一种可同时编码TILE —HIGHPASS和TILE—FLEXBITS的编码电3各及其编码方法。
技术介绍
在 一般的图像压缩编码方式，主要是由 一个原始的图像数据经过转换与 编码压缩后产生编码串流(Encoded Stream)的方式，请参照图1所示，包括 步骤110，进行取样及色彩空间转换(Downsampling & Color Space Transform) 的处理。而后，经由步骤120进行重迭转换(Lapped Transform)的处理。接 着如步骤130,进行量化(Quantization)及系数预测(Predict ion)并产生区 块类型信息(Coded Block Pattern)。而后经由步骤140,运用可调式扫瞄 (Adaptive Scan)及进行熵编码(Entropy Coding),以产生编码串流。以JPEG标准为例，先将色彩转换至YCbCr色彩空间，再经过离散余弦转 换(Discrete Cosine Transform),经过量化处理后，再对DC项系数进行预 测差分，最后再将系数以锯齿形扫描(Zig-Zag Scan)顺序扫描成游程编码 (Run-Length Encoding),再以可变长度编码(Var iable Length Coding)完成 编码。例如美国微软(Microsoft)公司所推出新的静态图像压缩格式，称为HD Photo格式，目前已进入JPEG国际标准制订过程中，而命名为JPEG-XR。此 HD Photo格式为了减少独立区块转换带来的区块效应，使用了以4乘4区块 为单位的重迭转换(Lapped Transform, LT)，其中先对4乘4区块交接处的 4乘4区块进行重迭滤波(Overlap Filter),再对4乘4区块进行核心转换 (Core Transform),重迭滤波与核心转换皆使用了提升式结构(Lif t)来确保 无失真压缩的可能性。请参照图2，主要是说明符合HD Photo格式的重迭滤波转换与核心转换 流程示意图。此内容揭露在美国专利申请案第2006/013682号公开案 r Reversible Overlap Operator For Efficient Lossless DataCompression」,与美国专利申请案第2007/0036223号公开案「 Efficient Coding And Decoding Of Transform Blocks J 。这些都是提到上述的HD Photo 格式，先将例如图示的2维(2-D)输入数据进行分割(Tiling),而后为了减少 独立区块转换带来的区块效应，因此先进行重迭转换，如图所示的向前重迭 (Forward Overlap)滤波转换。而后再对原切割的区块进行区块转换，也就是 HD Photo格式的核心转换(HD Photo Core Transform, PCT),可以取得一个 DC系数(DC coefficient)与十五个AC系数(AC coefficients)。而此HD Photo 格式采用两阶式的转换，因此再将DC值集合成区块，并再次进行重迭滤波转 换与区块转换。上述重迭滤波转换与核心转换皆使用了提升式(Li f t i ng)结构来确保无 失真(Lossless)压缩的可能性。由于提升式结构每一步骤都是完全可逆 (Reversible),若编码过程采取无失真的压缩转换领域的信号，则在译码时 先进行逆核心转换，再进行逆重迭滤波转换，就可得到一模一样的原图。在 HD Photo格式可自行选择是否进行第一阶的重迭滤波转换与第二阶的重迭滤 波转换。得到的DC系数与AC系数经过量化(Quantization)与熵编码(Entropy Coding)处理后，经过封包化(Packe t i za t ion)后即可得到压缩比特流 (Compressed Bitstream)。此HD Photo规格，与以往JPEG标准有许多不同之处，其中包括可以接 受更大范围的像素值域，采用自订的YCoCg色彩空间，自订的两阶重迭转换 (Lapped Transform)运算与系数预测(Prediction)运算。请参照图3,主要 是说明根据HD Photo格式进行两阶段转换后的结果，在熵编码的部分，依转 换之后的不同位置，可以将系数分为不同的类型，例如标号310所指的内容 即属于经由第一阶转换后得到的结果的大区块(Macroblock)，而标号320则 是寄存第一阶转换后得到的结果的所有DC值。并且接着进行第二阶转换，而 其结果则如标号330所示的L0WPASS方块内容。而整个转换的结果，则分为 四种不同类型的数据，包括DC、 L0WPASS、 HIGHPASS及FLEXBITS,再才艮据这 些数据进行编码。如图3经过转换、量化及系K预测后得到一个大区块(Macroblock) 310 的系数，包括16个小方块，每个小方块有4乘4个系数。这些系数包括一个 DC方块(Tile—DC)与十五个AC系数，而这些AC系数则是属于HIGHPASS方块 (Tile—HIGHPASS)类型的系数及FLEXBITS方块(Tile一FLEXB工TS)类型的系数而经过第一阶转换后将所有DC方块(Tile—DC)集合成为标号320所指的4乘 4区块。而标号330内则包括一个DC系数以及其它十五个图示中标示为LP 的LOWPASS方块(Ti le—LOWPASS)。DC方块(Ti 1 e—DC)中的系数首先会经过系数正规化(No簡1 i za t i on)的动 作，接着进行编码，首先依正规化后的系数是否为零，产生区块类型信息 (Coded Block Pattern),并对其编码，接着将正规化后的系数利用自订的可 调式(Adaptive)可变长度编码来编码，最后则将系数因正规化所余下的位利 用固定长度编码来编码，并依系数是否为零来决定是否对系数的正负号进行 固定长度编码。LOWPASS方块(Tile丄OWPASS)的编码和TILE—DC类似，在系数经过正规 化后，首先依4乘4区块中15个系数是否全为零产生区块类型信息并对其编 码，接着正规化后的系数将经由可调式扫描(Adaptive Scan)的顺序转成游程 编码，再进行可调式可变长度编码。对正规化所余下的位则依固定的扫描方 式利用固定长度编码来编码，当系数不为零而正规化后为零时，系数的正负 号也会进行固定长度编码。HIGHPASS方块(Tile—HIGHPASS)和FLEXBITS方块(Ti le—FLEXBITS)的编 码和TILE—LOWPASS类似，同样是对AC系^:部分进^f亍编码，TILE —HIGHPASS 中的串流包括了区块类型信息和正规化后的系数编码，而TILE-FLEXBITS中 的串流则包括了正规化所余下的位和某些系数的正负号固定长度编码。HD Photo格式提供了两种不同的串流格式，第 一种空间域模式(Spatial Mode)和传统的编码相同，以大区块的串接为主，.每一个大区块中先有DC方 块(Tile—DC)与LOWPASS方块(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种编码电路，其用来同时对一编码系数进行第一类编码程序与第二类编码程序，其中，该第一类编码程序为对该编码系数进行可调式扫描，该第二类编码程序为对该编码系数进行固定式扫描，该编码电路包括：　读取与写入控制电路，用以读取与寄存该编码系数， 并用以同时输出第一类编码系数与第二类编码系数；　第一熵编码器，连接到该读取与写入控制电路，该第一熵编码器用以接收该第一类编码系数，并对该第一类编码系数进行该第一类编码程序，并据以输出第一类编码串流数据；　第二熵编码器，连接到该读 取与写入控制电路，该第二熵编码器用以接收该第二类编码系数与一正规化判断信号，并据以对该第二类编码系数进行该第二类编码程序，并据以输出第二类编码串流数据；以及　一寄存装置，连接到该第一熵编码器与该第二熵编码器，用以寄存该第一类编码串行数 据与该第二类编码串行数据，并以时间上交错的方式输出。

【技术特征摘要】
1.一种编码电路，其用来同时对一编码系数进行第一类编码程序与第二类编码程序，其中，该第一类编码程序为对该编码系数进行可调式扫描，该第二类编码程序为对该编码系数进行固定式扫描，该编码电路包括读取与写入控制电路，用以读取与寄存该编码系数，并用以同时输出第一类编码系数与第二类编码系数；第一熵编码器，连接到该读取与写入控制电路，该第一熵编码器用以接收该第一类编码系数，并对该第一类编码系数进行该第一类编码程序，并据以输出第一类编码串流数据；第二熵编码器，连接到该读取与写入控制电路，该第二熵编码器用以接收该第二类编码系数与一正规化判断信号，并据以对该第二类编码系数进行该第二类编码程序，并据以输出第二类编码串流数据；以及一寄存装置，连接到该第一熵编码器与该第二熵编码器，用以寄存该第一类编码串行数据与该第二类编码串行数据，并以时间上交错的方式输出。2. 如权利要求1所述的编码电路，还包括一正规化系数判断单元，连接到该读取与写入控制电路，用来对该编码 系数进行正规化处理，判断经过正规化处理后的编码系数是否为零，并据以 输出该正规化判断信号给第二熵编码器。3. 如权利要求1所述的编码电路，其中，该第一类编码程序与该第二类 编码程序分别为符合HD Photo规格的TILE-HIGHPASS和TILE—FLEXBITS的系 数熵编码程序。4. 如权利要求1所述的编码电路，其中，该第一熵编码器更接收该编码 系数正规化后的第 一位区段，该第二熵编码器更接收该编码系数正规化后的 第二位区段，其中，该编码系数进行正规化后由该第一位区段与该第二位区 段所组成。5. 如权利要求4所述的编码电路，其中，该第一位区段为该编码系数进 行正规化后，得到的多个最高有效位，而该第二位区段为该编码系数进行正 规化后，得到的多个最低有效位。6. 如权利要求1所述的编码电路，其中，该第一熵编码器传送可调控制 信号反馈到该读取与写入控制电路，用以调整该可调式扫描进行的方式。7. 如权利要求1所述的编码电路，其中，该读取与写入控制电路包括两 读取端口缓存单元，其中，该第一熵编码器与该第二熵编码器可同时经由该 两读取端口分别读取该编码系数不同位置的数据。8. 如权利要求7所述的编码电路，其中，该读取与写入控制电路緩存单元对接收的该编码系数，依不同摆放的顺序存储在两组系数阵列，其中，该 两组其中的一组依可调式扫描顺序摆放，而该两组其中的另 一组则依固定式 扫描顺序摆放。9. 如权利要求7所述的编码电路，其中该读取与写入控制电^^緩存单元 还包括可调式扫描位置产生器，其中，对接收的该编码系数，依固定式扫描 顺序存储一组系数阵列，在读取时，该固定式扫描顺序即为该系数阵列中的 固定扫瞄的系数位置，用以提供给该第二熵编码器，而根据可调式扫描顺序 读取时，藉由该可调式扫描位置产生器，将该可调式扫描顺序转成另一系数 位置，再将另 一 系数位置的系数由该系数阵列中读出并提供给该第 一熵编码 器。10. 如权利要求7所述的编码电路，其中，该读取与写入控制电路緩存单 元还包括可调式扫描位置产生器，其中，对接收的该编码系数，依可调式扫 描顺序存储一组系数阵列，在读取时，该可调式扫描顺序即为该系数阵列中 的可调式扫描的系数位置，用以提供给该第一熵编码器，而根据固定扫瞄顺 序读取时，藉由该可调式扫描位置产生器的反向操作，将该固定式扫描顺序转成另 一 系数位置，再将另 一 系数位置的系数由该系数阵列中读出并提供给 该第二熵编码器。11. 如权利要求7所述的编码电路，其中，该两读取端口缓存单元为多端 口静态随机存取内存。12. 如权利要求7...

【专利技术属性】
技术研发人员：林家平，黄朝宗，
申请(专利权)人：联咏科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]