用以对符号编码的方法、用以对符号解码的方法、用以将符号从发射机发送至接收机的方法、编码器、解码器、及用以将符号从发射机发送至接收机的系统技术方案

技术编号:7139167 阅读:287 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
在一种用于将符号编码的方法中,该符号是否可由第一码本的码字编码被决定。若为是,用于该符号的合适码字从该第一码本选择。否则,指示该符号不可由该第一码本的码字编码的码字被从该第一码本选择且该符号被分成复数第一子符号,且该第一子符号中的至少一个子符号的码字从第二码本选择。又,描述了一种用于解码的对应方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术与将符号编码/解码的领域有关,且更加特别地,与一种用于将包括多个 值的符号编码的方法、一种用于将包括多个值且由一个或多个码字编码的符号解码的方 法、及一种用于将符号从发射机发送至接收机的方法、一种用于执行根据本专利技术的方法的 计算机过程、编码器、解码器及用于将符号从发射机发送至接收机的系统有关。更加特别 地,本专利技术的实施例与一种新的熵编码/解码方法有关,该新的熵编码/解码方法系基于 霍夫曼编码且使用多维码字,以利用相邻符号间的统计相关性及使码长更佳地适应符号概 率。
技术介绍
在本技艺领域中,用于将信号编码的各种方法在编码音频及视频信号上为众所周 知且用于在电信环境中的编码过程。对应解码方法同样是已知的。例如,在音频编码领域, AAC/MP3使用根据如下文献的改良型(或堆栈式)霍夫曼编码Henke,R0bert,“Simulati0n eines Audiocodierverfahrens fiir professionelle Anwendungen,,,Diplomarbeit, Friedrich-Alexander Universitat Er 1 angen-Niirnberg, Erlangen 1992, Brandenburg, Karlheinz ;Henke, Robert, "Near-Lossless Coding of High Quality Digital Audio First Results,,,ICAS SP-93, IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing,第 1 卷,1993 年 4 月 27-30 日,第 193-196 页,以及 EP O 393 526 A0霍夫曼编码用来编码量化频谱系数。频谱系数可通过滤波器组或转换的方式从 时域信号获得。在最先进的音频编码中,MDCT典型地用作转换(MDCT =修正型离散余弦转 换)。针对量化,典型地使用纯量量化器(scalar quantizer)。在霍夫曼码用来编码量化 频谱值的情况下,单个或多个量化频谱值被称为符号。映射到霍夫曼码的符号被限制在至 最大绝对值(LAV)的值范围内,这由 Huffman,D.A.,“A Method for the Construction of Minimum-Redundancy Codes”,Proceedings of the IRE,1952 年 9 月,第 40 卷,期号 9,第 1098-1101页来描述。例如,在AAC编码中,在符号超过LAV的情况下,该符号不被映射到单 码字,而是映射到两码字的序列。其中的码字之一是发出存在额外码字的信号的所谓的“脱 离序列”。第二码字是所谓的“尾码字(terminating codeword) 在解码器端,符号可使用 该序列中的所有码字(即脱离码字及尾码字)只被解码。尾码字典型地使用修正型哥伦布 码(Golomb-Code)被游程编码且将最大绝对值与编码符号的值之间的差值以信号方式发 送。符号的维度被限制为最大值四,即针对一个符号最多四个相邻频谱系数被组合。因此, 符号的维度指示了被组合成一个符号的值的数目,然后该符号的码字被确定以发送到解码 器。脱离机制用于每频谱系数而非每符号,即在一个频谱系数超过LAV而其余频谱系数不 超过该LAV的情况下,脱离机制只被用于超过该LAV的频谱系数。在根据ITU-T视频编码规范ITU-T H. 263 (01/2005)的视频编码领域中,使用到 维霍夫曼编码(VLC=可变长度编码)与脱离机制的组合。此机制用来以类似于在音频编 码方法中所进行的方式对量化的DCT(DCT=离散余弦转换)系数进行编码。在电信领域, ITU-T传真规范(ITU-T Rec. Τ. 4 (07/2003))描述改良型霍夫曼编码的使用,即使用霍夫曼 编码来编码游程。在游程超过LAV的情况下,发送所谓“组合基干码(make-up-code)”。通 过这一组合基干码,可以表示64的整倍数。在游程大于63的情况下,下一较小组合基干码 被发送。与原始游程的差值被发送作为尾码字。上述基于霍夫曼编码的先前技术方法限制符号的维度及值的范围以保持对内存 要求低。此外,需要使霍夫曼码本或码字表保持小,使得码字包括不超过预定限制的长度, 使得码字的发送可根据目前状态来完成。在单值超过值范围的情况下,脱离机制用于这些 单符号。由于限制符号维度,码长一般不是最佳的。对于二进制霍夫曼编码而言,只有 (l/2)n的符号概率ρ可使用霍夫曼编码进行最佳地编码,因为所产生的码长1被限制为整 数值。若H(p)是符号的熵,以下限制适用H(p)彡1彡H(p)+1。此限制的负效应可通过增 加符号维度到N来缓和1/Ν·Η(ρ)彡1彡Η(ρ)+1/Ν。然而,特别是对于低数据率而言,具 有大于0.5的概率的多维符号可能发生,且这些符号的最佳符号维度例如会是16。然而, 每子符号具有四个值的16维度表格将需要内存以储存416 = 4294967296 = 个码字及码 长,此将对内存需求具有重大影响。同样地,对于许多码字而言,码长将超过可接受范围。若要被编码的符号具有统计相关性,则多符号码字是有益的。这些统计相关性可 能例如由频率转换及使用分析窗口的特性产生。对于两个统计不相关符号而言,导致最佳码长度L(a |b) = L(a)+L(b)的b接在 a的后的条件概率是P (a |b) =P (a) · P (b),该最佳码长度是多个单符号的最佳码字的和, 而对于统计相关符号而言,条件概率将是不同的。例如,若符号b接在符号a之后的概率 高,则条件概率P(a|b) >P(a) -P(b)将大于统计不相关情况,因此最佳码长度L(a|b) <L(a)+L(b)将短于两个不相关最佳码长L (a)与L(b)的和。所使用码本的维度越高,可获得的相关性概率P (a I b I c I...)级度就越高。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种用于将符号编码及解码的改良方法,其中该方法允 许足够好地利用符号中的相邻值之间的统计相关性。此目的通过根据权利要求1、7和12所述的方法、通过根据权利要求13所述的计 算机过程、通过根据权利要求14所述的编码器、通过根据权利要求15所述的解码器、及通 过根据权利要求16所述的系统来解决。本专利技术提供一种用于将包括多个值的符号编码的方法,该方法包括以下步骤(a)确定是否能够通过第一码本的码字对所述符号编码;(b)如果所述符号能够由所述第一码本的码字编码,则从所述第一码本选择与所 述符号相关联的码字;以及(c)如果所述符号不能够由所述第一码本的码字编码,则从所述第一码本选择对所述符号不能够由所述第一码本的码字编码进行指示的码字,将所述符号分成多个第一子符号,以及从第二码本选择针对所述第一子符号中至少一个子符号的码字。根据本专利技术的第一方面,用于编码的方法包括步骤(d),根据该步骤(d),针对不 能够由来自所述第二码本的码字编码的每个第一子符号,将所述第一子符号分成多个第二 子符号,以及,从第三码本选择针对所述第二子符号中至少一个子本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种用于对包括多个值(S0-SN)的符号进行编码的方法,所述方法包括:(a)确定(S104)是否能够通过第一码本的码字对所述符号编码;(b)如果所述符号能够由所述第一码本的码字编码,则从所述第一码本选择(S106)与所述符号相关联的码字;以及(c)如果所述符号不能够由所述第一码本的码字编码,则:从所述第一码本选择(S114)对所述符号不能够由所述第一码本的码字编码进行指示的码字,将所述符号分成(S118)多个第一子符号,以及从第二码本选择针对所述第一子符号中至少一个子符号的码字。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:马库斯·马特拉斯
申请(专利权)人:弗劳恩霍夫应用研究促进协会
类型:发明
国别省市:DE

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