编码数据信号的设备和方法及解码数据信号的设备和方法技术

在编码方法和编码器中，产生统计信息，并且关于在重建(有时候 被称为“逆量化”)期间使用的重建值的所述统计信息(LSB＝F(MSB) 被添加到编码的数据信号。该编码的数据信号包括提供关于在量化期间 去除的原始输入数据部分和量化数据之间关系的信息的数据信息。解码 器和解码方法在重建期间使用所述信息数据。这使得能够在重建期间使 用重建值，该重建值可以适应于输入数据统计，从而改进了数据重建并 减少了量化误差。解码器处的重建由在编码器收集的信息数据进行指 导，所述信息数据是通过确定输入数据的剩余部分相对于量化后剩余的 量化数据的统计信息而得到的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于将输入数据信号编码为编码数据信号的设备，其中该设备包括用于量化输入数据的量化器，其将输入数据映射到量化的数据间隔上，借此在量化期间去除一部分输入数据。本专利技术还涉及一种用于解码数据信号的设备，其中所述数据信号包括量化的数据信号，其中该设备包括用于重建在量化期间去除的一部分数据信号的重建器。本专利技术还涉及一种用于编码输入数据信号的方法，其中该输入数据信号被量化，将输入数据映射到量化的数据间隔上，借此去除一部分输入数据信号，并且涉及一种用于解码量化的数据信号的方法，其中在量化期间去除的那部分数据信号被重建。本专利技术进一步涉及一种包括量化数据的数据信号。
技术介绍
标量量化器由其判定电平以及对应于每个量化的数据间隔的重建值定义，所述判定电平确定映射到每个量化的数据间隔的输入数据范围。量化意味着与非量化数据相比较，量化数据的精度被减小；这样做是为了减少包含在数据中的信息量。在解码器和解码方法中进行量化的逆过程，该过程被称为重建或者有时被称为解量化(de-quantization)。理想地，在重建期间，在量化期间:故去除的信号的那些部分被重建以提供原始信号。量化例如是任何非无损数据压缩方案的一部分。量化数据通常被有效地压缩为压缩的数据信号。压缩信号例如可以存储在数据载体上或者被发送到解码器/解压缩单元。经常使用的量化是最低有效位的截断(truncation)。截断(即删除)最低有效位的过程是一种量化，其中使用均匀量化器，其步长大小对应于截断的LSB的数量。最低有效位的截断本质上是用2n(2, 4， 8，16等)的量化数据间隔进行的量化。例如，在压缩之前量化截断了若干最低有效位，以传输信息的损失为代价减少了要传输的数据量。在重建期间，数据的去除部分(例如被截断的最低有效位)的丟失值被重建。在已知方法中重建值通常被选为在对应于某个量化器指数(quantizer index)或量化步长的步长尺寸间隔的中间。例如，对于H. 261、 MPEG-1、 MPEG-2/H. 262、 H. 263、JPEG-2000以及MPEG-4 Part2是这种情况。对于在零周围具有峰值分布的已知帧内DCT系数来说，更偏向于零的值通常提供更好的性能。使用已知编码和解码方法的缺点是它们通常导致重建数据信号的相当高的失真，例如对于图像信号来说将导致图像失真，尤其当删除了较大数量的最低有效位(即输入信号中的许多原始信息)时。量化-重建带来了误差。
技术实现思路
本专利技术旨在改进重建数据信号的质量，同时仅需要传输有限量的附力口数据。为了这个目的，在根据本专利技术的编码方法中，在一组输入数据的量化之前或量化期间收集统计信息，所述统计信息提供关于量化期间去除的那部分输入数据与量化数据之间的关系的信息，并且包括所述统计信息的信息数据被添加到编码的数据信号。在根据本专利技术的编码数据信号的设备中，该编码设备包括用于在一组数据的量化之前或量化期间确定统计信息的确定器，所述统计信息提供关于量化期间去除的那部分输入数据与量化数据之间的关系的信息，并且该设备包括用于将信息数据添加到编码的数据信号的组合单元，所述信息数据包括由确定器确定的统计信息。在根据本专利技术的解码方法中，该方法包括重建被量化的数据信号，其中所述数据信号包括提供关于量化期间去除的那部分原始数据信号与量化的数据信号之间的关系的统计信息的信息数据，并且包括在所述量化的数据信号中的信息数据用于重建量化的数据信号。在根据本专利技术的解码设备中，该设备包括用于重建被量化的数据信号的重建器，其中所述数据信号包括提供关于量化期间去除的那部分原始数据信号与量化的数据信号之间的关系的统计信息的信息数据，并且该设备被配置成接收并读取包括在数据信号中的信息数据，并且该设备被配置成使用所述信息数据来重建量化的数据信号。在根据本专利技术的数据信号中，该数据信号包括提供关于量化期间去除的那部分数据与量化的数据之间的关系的统计信息的信息数据。为了改进数据重建并减少量化误差，在本专利技术中，在编码端产生统 计信息，并且在重建(有时被称为逆量化)期间使用的关于重建值 的所述统计信息被添加到编码的数据信号上。可以使用这些适合于输入 数据统计的重建值来代替已知方法中的预定的固定重建值。重建值是在 重建期间使用的用于重建在量化期间去除的那部分数据信号的值。在重 建期间，在解码端使用所述统计信息。通过为每个量化的数据间隔确定重建值来获得最高的质量改进，即 对于每个量化的数据间隔该信息允许为所述量化的数据间隔找到重建值。然而，这样做将需要较大的开销。尤其是对于压缩应用，优选的是 优化重建质量的改进和用于发送重建值所需要的比特数(或比特率)之 间的折衷。因此，根据本专利技术的优选实施例，将重建值分组来用于几个 输入数据间隔，即为 一组量化的数据间隔的校正提供单个的重建值。一组在这里指多于一个。重建值自身可以在关于该重建值的数据或 更广义地在关于该重建值的信息中发送。在根据本专利技术优选实施例的编码设备中，量化器包括用于将数据 分解为最低有效位和最高有效位的分解器；以及用于截断若干最低有效 位(LSB)的截断器，并且该编码设备包括用于压缩数据信号的压缩器， 其中确定器是用于在截断最低有效位之前或截断期间确定统计信息的 确定器，所述统计信息提供关于截断的最低有效位和最高有效位的值之 间的关系的信息。本专利技术人认识到，尤其当最低有效位被截断时，找到最高有效位(其 存在于被量化的数据信号中)和最低有效位值(其从被量化的数据信号 中被去除)之间的关系并且在最低有效位的截断之前或截断期间收集所 述统计数据是有益的。在解码中使用该统计信息能够实现更精确的重 建。通过使用所采集的MSB和截断的LSB值之间的统计关系，可以在解 码器端更精确地重建截断的LSB值。将要被重建的LSB值可适应实际情 况，即适应原始数据信号中的实际信息，所述原始数据信号例如可以是 图像信号。本专利技术人已经发现，MSB数据和LSB值之间的统计关系确实 存在，该统计关系可以被采集并且往往明显偏离在步长尺寸间隔中简单 获取的固定点。所采集的统计信息被添加到编码的数据信号，这增加了 数据信号的大小以及要处理的数据量。然而，实验表明解码器数据质量 (例如当涉及图像数据信号时的图像质量)的提高大大高于仅传输更多图像数据时所得到的数据质量。令人惊奇地是，仅需要有限的计算能力 的比较简单的统计信息确定算法已经提供了解码后图像质量的显著提 高，同时仅需要发送非常有限的附加数据量。施例中，为数据信号的一个或多个MSB值确定平均LSB值。原则上可以 为每个MSB值确定平均LSB值，但是在优选实施例中为若干MSB值确定 平均LSB值。优选地，无损地压缩MSB值并且将统计数据(即删除的平 均LSB值和一个或优选地一组MSB值之间的关系)添加到;故压缩的数据 信号中。在解码器端，包括压缩的MSB数据的压缩信号被解码和解压缩， 并且利用该MSB值和在解码器端截断的LSB值之间的统计相关，LSB值 被用作重建值来重建原始值。在第二实施例中，在压缩之前图像数据被转换为图像系数，比如DCT 系数或小波系数。各个DCT系数的平均LSB值的矩阵被计算并与压缩数 据一起被发送。附图说明本专利技术的这些以及其他方面将通过示例和参考附图来更本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于将输入数据信号编码为编码的数据信号的设备，其中该设备包括用于量化输入数据的量化器（１），将输入数据映射到量化数据间隔上，借此在量化期间去除一部分输入数据，其中该编码设备包括：　确定器（２，８），用于在一组输入数据的量化之前或量化期 间确定统计信息（ＬＳＢ＝Ｆ（ＭＳＢ）），所述统计信息提供关于量化期间去除的那部分输入数据与量化数据之间的关系的信息，以及　组合单元（３，１０），用于将包括由确定器确定的统计信息的信息数据添加到编码的数据信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.8.30 EP 06119754.71. 用于将输入数据信号编码为编码的数据信号的设备，其中该设备包括用于量化输入数据的量化器(1)，将输入数据映射到量化数据间隔上，借此在量化期间去除一部分输入数据，其中该编码设备包括确定器(2，8)，用于在一组输入数据的量化之前或量化期间确定统计信息(LSB＝F(MSB))，所述统计信息提供关于量化期间去除的那部分输入数据与量化数据之间的关系的信息，以及组合单元(3，10)，用于将包括由确定器确定的统计信息的信息数据添加到编码的数据信号。2. 根据权利要求1所述的用于编码输入信号的设备，其中确定器 被配置成对于每个量化数据间隔，为量化期间去除的那部分输入数据确 定单独的重建值。3. 根据权利要求1所述的用于编码输入信号的设备，其中确定器 被配置成对于一组量化数据间隔，为重建值确定公共值。4. 根据权利要求1所述的用于编码输入信号的设备，其中量化器 包括用于将数据分解为最低有效位和最高有效位的分解器(33),以及 用于截断若干最低有效位(LSB)的截断器，并且确定器(8)被配置成 在截断最低有效位之前或截断期间确定统计信息，所述统计信息提供关 于截断的最低有效位的值和最高有效位的值之间的关系的信息，并且组 合器(10)被配置成将包含所述统计信息的信息数据添加到编码的数据 信号。5. 根据权利要求4所述的设备，其中确定器被配置成为数据信号 的一个或多个MSB值确定平均LSB值，并且将关于所述平均LSB值的信 息包含在所述统计信息中。6. 根据权利要求5和3所述的设备，其中确定器被配置成为一组 MSB值确定平均LSB值。7. 根据权利要求1所述的设备，其中输入数据以变换系数排列， 并且确定器被配置成为每个变换系数确定一个或多个重建值。8. 根据权利要求1所述的设备，其中输入数据以变换系数排列， 并且确定器被配置成为 一组变换系数确定公共重建值。9. 根据前述任一权利要求所述的设备，其中所述设备包括用于压 缩量化数据的压缩器。10. 用于编码输入数据信号的方法，其中该输入数据信号被量化， 将输入数据信号映射到量化数据间隔上，借此去除一部分输入数据信 号，其中在一组数据的量化之前或量化期间收集统计信息，所述统计信 息提供关于量化期间去除的那部分输入数据与量化数据之间的关系的 信息，并且包括所述统计信息的信息数据被添加到编码的数据信号。11. 根据权利要求10所述的方法，其中对于每个量化数据间隔， 为量化期间去除的那部分输入数据确定单独的重建值。12. 根据权利要求10所述的方法，其中为一组量化数据间隔确定 公共的重建值。13. 根据权利要求10所述的方法，其中所述编码包括将输入数据 分解为最低有效位(LSB)和最高有效位(MSB)，截断若干最低有效位(LSB)，其中在截断最低有效位之前或截断期间收集统计信息，所述 统计信息提供关于被截断的最低有效位的值和量化的最高有效位的值 之间的关系的信息，并且将所述统计信息添加到编码的数据信号。14. 根据权利要求13所述的方法，其中所述数据以变换系数排列， 并且为 一组变换系数确定公共重建值。15. 根据权利要求10-14中任一项所述的方法，其中量化数据被压缩。16. 用于解码数据信号(...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·J·范德夫卢滕，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL