專利名稱：壓縮數(shù)據(jù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般來說，本發(fā)明涉及在通信網(wǎng)絡(luò)中傳輸時的數(shù)據(jù)壓縮方法，以及具體來說，本發(fā)明涉及用于壓縮和解壓縮數(shù)據(jù)的改進(jìn)方法。本發(fā)明還涉及計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中包括用于使計算機(jī)執(zhí)行這種方法的指令。
背景技術(shù)：
數(shù)據(jù)壓縮和解壓縮是適合用于減小分別傳送或存儲例如視頻數(shù)據(jù)、即電視類型信號、地震數(shù)據(jù)或者聲音或音頻數(shù)據(jù)等的數(shù)據(jù)所需的帶寬或者存儲量的技術(shù)。壓縮通常從信號中消除不必要的信息內(nèi)容。視頻壓縮的眾所周知的方法包括例如色彩單元壓縮(CCC)、聯(lián)合圖像專家組(JPEG)壓縮以及塊截短編碼(BTC)壓縮。目前，經(jīng)由諸如GSM、GPRS和UMTS之類的無線通信網(wǎng)絡(luò)和經(jīng)由寬帶的視頻數(shù)據(jù)傳輸以及尤其是現(xiàn)場視頻數(shù)據(jù)傳輸是網(wǎng)絡(luò)和通信裝置、如計算機(jī)系統(tǒng)或移動電話的用戶和制造商之中以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商之中極為關(guān)注的領(lǐng)域。尤其由于帶寬限制和/或由于網(wǎng)絡(luò)、特別是無線網(wǎng)絡(luò)的太低容量，以及因為視頻信息在每個視頻圖像或每幀包含大量數(shù)據(jù)，因此視頻數(shù)據(jù)的質(zhì)量和/或傳輸速率常常被推斷，這導(dǎo)致接收裝置上的低劣圖像質(zhì)量。尤其在現(xiàn)場視頻數(shù)據(jù)傳輸時、例如在監(jiān)控應(yīng)用中，這是默示的。此外，在計算機(jī)系統(tǒng)中，經(jīng)常希望把諸如視頻數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)或者地震數(shù)據(jù)之類的信息存儲在計算機(jī)存儲器或盤驅(qū)動器中，從而，在此上下文中，為了減少所需存儲量，壓縮也是極重要的。因此，需要壓縮方法，它們提供在先有技術(shù)之上額外的壓縮，它們允許所傳送信息、特別是視頻信息和現(xiàn)場視頻信息的充分再現(xiàn)。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個目的是提供一種用于通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)解壓縮的改進(jìn)方法。
根據(jù)本發(fā)明，通過提供具有獨立權(quán)利要求所定義的特征的方法和加載裝置，來實現(xiàn)這些及其它目的。在從屬權(quán)利要求中定義了優(yōu)選實施例。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種用于壓縮數(shù)據(jù)的方法，包括以下步驟通過采用熵增加變換方法，把幀的數(shù)據(jù)變換為第一實數(shù)序列；對所述幀的所述第一實數(shù)序列進(jìn)行量化，從而得到第一整數(shù)序列；采用表示所述第一整數(shù)序列的預(yù)測整數(shù)序列，對所述幀的所述第一整數(shù)序列進(jìn)行量化，從而產(chǎn)生第二整數(shù)序列；以及把所述幀的所述第二序列的所述整數(shù)編碼為表示所述幀的壓縮整數(shù)序列的位流。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于壓縮和解壓縮數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，包括存儲裝置，用于存儲數(shù)據(jù)；變換部件，設(shè)置成把數(shù)據(jù)幀變換為實數(shù)序列；壓縮處理部件，包括設(shè)置成對所述第一實數(shù)序列進(jìn)行量化以產(chǎn)生第二整數(shù)序列的量化部件；自適應(yīng)量化部件，設(shè)置成通過采用表示所述第一整數(shù)序列的預(yù)測整數(shù)序列來對所述第一整數(shù)序列進(jìn)行量化以產(chǎn)生第二整數(shù)序列；以及編碼部件，設(shè)置成把所述幀的所述第二序列的所述整數(shù)編碼為表示所述幀的壓縮整數(shù)序列的位流。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中包含用于使計算機(jī)執(zhí)行根據(jù)第一或第二方面的方法的指令。
本發(fā)明基于對利用例如地震數(shù)據(jù)或視頻信息之類的連續(xù)圖像或數(shù)據(jù)幀的相關(guān)性的理解。換言之，本發(fā)明利用以下事實僅當(dāng)數(shù)據(jù)流中存在活動、即兩個連續(xù)幀之間的數(shù)據(jù)的變化時，才需要更新該數(shù)據(jù)。在視頻數(shù)據(jù)的情況下，變化可能對應(yīng)于所監(jiān)測對象的運(yùn)動，在地震數(shù)據(jù)的情況下，變化對應(yīng)于所監(jiān)測區(qū)域的地震活動。當(dāng)兩個連續(xù)幀之間沒有數(shù)據(jù)變化時，兩個幀的所有像素實質(zhì)上對應(yīng)，因此，不需要傳送數(shù)據(jù)的更新。因此，壓縮被調(diào)整到幀中的活動量。換言之，壓縮是動態(tài)的。當(dāng)活動量極低、即連續(xù)幀差不多相同時，數(shù)據(jù)傳送少，當(dāng)活動量、例如地震數(shù)據(jù)中的地震活動或者視頻數(shù)據(jù)中的運(yùn)動活動增加時，傳送增加的數(shù)據(jù)量。
因此，在其中移動僅在記錄單元所捕捉的圖像或畫面的較小部分出現(xiàn)并且圖像的大部分的背景為靜止的應(yīng)用中，根據(jù)本發(fā)明的方法特別有用。在例如監(jiān)控應(yīng)用、電視會議、新聞廣播、訪談或者采用具有內(nèi)置穩(wěn)定單元的手持式移動攝像機(jī)的錄制等中存在這類條件。
另外，根據(jù)本發(fā)明的方法可用于其它應(yīng)用中，例如地震數(shù)據(jù)的壓縮或者聲音或音頻數(shù)據(jù)的壓縮時。實際上，在其中出現(xiàn)特征在于大量相關(guān)性的數(shù)據(jù)的所有應(yīng)用中，根據(jù)本發(fā)明的方法是有用的。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，本發(fā)明的方法及其優(yōu)選實施例適合于作為最好是在a的內(nèi)容中的計算機(jī)程序或者計算機(jī)可讀介質(zhì)來實現(xiàn)。
通過以下詳細(xì)描述以及附圖，本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點以及各個方面將變得非常清楚。
附圖概述在本發(fā)明的實施例的以下描述中，將參照附圖進(jìn)行說明，附圖包括

圖1示意說明根據(jù)本發(fā)明、用于壓縮和解壓縮數(shù)據(jù)的方法中的數(shù)據(jù)流；圖2示意說明根據(jù)本發(fā)明的視頻數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)的壓縮部分的一個實施例；圖3示意說明圖2的視頻數(shù)據(jù)系統(tǒng)的解壓縮部分的一個實施例；圖4是流程圖，說明用于執(zhí)行圖2所示的壓縮部分的自適應(yīng)量化塊的操作的步驟；圖5是流程圖，說明用于執(zhí)行圖3所示的解壓縮部分的逆自適應(yīng)量化塊的操作的步驟；以及圖6a和圖6b示意說明根據(jù)本發(fā)明的一個備選實施例，其中包括運(yùn)動預(yù)測塊。
發(fā)明詳細(xì)說明下面將論述根據(jù)本發(fā)明、用于壓縮視頻數(shù)據(jù)的方法的優(yōu)選實施例?，F(xiàn)在參照附圖，其中，相似的參考標(biāo)號在若干視圖中表示相似或相應(yīng)的部分。如上所述，在其中的移動僅在記錄單元所捕捉的圖像或畫面的較小部分出現(xiàn)并且圖像的大部分的背景為靜止的應(yīng)用中，根據(jù)本發(fā)明的方法特別有用。在例如監(jiān)控應(yīng)用、電視會議、新聞廣播、訪談或者采用具有內(nèi)置穩(wěn)定單元的手持式移動攝像機(jī)的錄制等中存在這類條件。另外，根據(jù)本發(fā)明的方法可用于視頻壓縮以外的應(yīng)用中，例如地震數(shù)據(jù)的壓縮或者聲音或音頻數(shù)據(jù)的壓縮時。實際上，在其中出現(xiàn)特征在于大量相關(guān)性的數(shù)據(jù)的所有應(yīng)用中，根據(jù)本發(fā)明的方法是有用的。
首先參照圖1，示意說明根據(jù)本發(fā)明、用于壓縮和解壓縮數(shù)據(jù)的方法中的數(shù)據(jù)流。實線表示應(yīng)用數(shù)據(jù)、即要被壓縮的數(shù)據(jù)的實際流程，虛線表示控制數(shù)據(jù)的流程，以及點線表示虛擬數(shù)據(jù)流。
首先，具有高度相關(guān)性的輸入數(shù)據(jù)、例如位圖數(shù)據(jù)被變換10為最好是浮點的系數(shù)的第一集合。此后，采用預(yù)先選擇的靜態(tài)輸入?yún)?shù)把第一集合量化12為最好是整數(shù)的系數(shù)的第二集合，下面會進(jìn)行論述。采用與可能是前一個數(shù)據(jù)集的序列的對應(yīng)整數(shù)或者前一個集合的整數(shù)的模擬重構(gòu)序列的系數(shù)的預(yù)測集合有關(guān)的動態(tài)參數(shù)和信息，以自適應(yīng)方式對系數(shù)的第二集合進(jìn)行量化14，從而得到系數(shù)的第三集合，下面會進(jìn)行更詳細(xì)論述。此外，控制數(shù)據(jù)與自適應(yīng)量化數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。隨后，系數(shù)的第三集合被編碼16為表示位圖數(shù)據(jù)的位流。在解壓縮時，表示位圖數(shù)據(jù)的壓縮集合的位流被解碼18。然后，通過顛倒如下步驟自適應(yīng)量化20、量化22以及采用控制數(shù)據(jù)、預(yù)先選擇的靜態(tài)參數(shù)和動態(tài)參數(shù)進(jìn)行變換24來處理解碼數(shù)據(jù)集，從而得到重構(gòu)的位圖數(shù)據(jù)集合。
現(xiàn)在來看圖2和圖3，說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的數(shù)據(jù)壓縮和解壓縮系統(tǒng)。這個系統(tǒng)適合用于視頻數(shù)據(jù)應(yīng)用。在系統(tǒng)中，數(shù)字錄像機(jī)105通過圖像格式轉(zhuǎn)換器(未示出)連接到具有大容量存儲裝置、如硬盤的計算機(jī)單元100。計算機(jī)單元100具有壓縮塊110，它包括變換塊120和壓縮處理塊130。此外，壓縮處理塊130包括量化塊140、自適應(yīng)量化塊150以及編碼塊160。壓縮處理塊130連接到通信單元170、例如操作系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)器或蜂窩電話，從而連接到通信網(wǎng)絡(luò)180。通信網(wǎng)絡(luò)180可能是例如GSM、UMTS或GPRS之類的無線通信系統(tǒng)、光網(wǎng)絡(luò)或者有線網(wǎng)絡(luò)。
此外，現(xiàn)在參照圖3，計算機(jī)單元100包括解壓縮塊210，它經(jīng)由通信單元170連接到網(wǎng)絡(luò)180并且包括重構(gòu)或解壓縮塊220和逆變換塊230。重構(gòu)塊220又包括解碼塊240、逆自適應(yīng)量化塊250以及逆量化塊260。用于顯示視頻數(shù)據(jù)的顯示單元270設(shè)置在計算機(jī)單元100上。此外，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器(未示出)設(shè)置在逆量化塊260與顯示單元270之間，用于把來自塊260的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可在顯示單元270上顯示的格式。
在圖2和圖3所示的視頻數(shù)據(jù)壓縮和解壓縮系統(tǒng)中，幀或圖像的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)由數(shù)字錄像機(jī)100來記錄。圖像格式轉(zhuǎn)換器把所接收的視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為位圖數(shù)據(jù)。然后，數(shù)據(jù)流被傳送給小波變換塊120，在其中，采用熵增加變換方法、例如小波變換把數(shù)據(jù)流、即位圖數(shù)據(jù)變換為實數(shù)序列。為了簡潔起見，假定一個數(shù)據(jù)序列對應(yīng)于一幀或一個圖像?；蛘?，數(shù)據(jù)流可存儲在計算機(jī)單元100的存儲裝置中。
然后，各幀的整數(shù)序列被饋送到量化塊140，在其中，根據(jù)已知方法、采用門限值對該序列進(jìn)行量化。由此得到整數(shù)序列。變換塊和量化塊的功能及實現(xiàn)是本領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知的，因此在這里不再進(jìn)一步說明，例如參見“快速自適應(yīng)小波分組圖像壓縮”(IEEETransactions on image processing，9，第792-800頁，Meyer，F(xiàn)rancois G.，Averbuch，Amir Z.，and Jan-Olof Strmberg)，“多媒體應(yīng)用的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)”(Communications of the ACm，34(1991(‘)，第46-58頁，Le Gall，Didier)，或者“地震數(shù)據(jù)的低比特率有效壓縮”(IEEE Transactions onimage processing，10(2001)，Meyer，F(xiàn)rancois G.，Averbuch，Amir Z.，Jan-Olof Strmberg，Cofman R.，and Vassiliou，A)。
然后，整數(shù)序列被饋送到自適應(yīng)量化塊150，在其中，采用自適應(yīng)量化來處理該序列，以及對于各幀得到整數(shù)的所得序列。這個塊的功能將結(jié)合圖4詳細(xì)說明。來自自適應(yīng)量化塊150的輸出被傳送給編碼塊160，在其中，采用例如游程長度編碼對各幀的所得序列或差值序列進(jìn)行編碼，以及得到表示幀的壓縮序列的位流，它可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳送給接收裝置。編碼塊的功能和實現(xiàn)是本領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知的，因此在這里不再進(jìn)一步說明，例如參見“快速自適應(yīng)小波分組圖像壓縮”(IEEE Transactions on image processing，9，第792-800頁，Meyer，F(xiàn)rancois G.，Averbuch，Amir Z.，and Jan-Olof Strmberg)，“多媒體應(yīng)用的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)”(Communications of he ACM，34(1991)，第46-58頁，Le Gall，Didier)，或者“地震數(shù)據(jù)的低比特率有效壓縮”(IEEE Transactions on image processing，10(2001)，Meyer，F(xiàn)rancois G.，Averbuch，Amir Z.，Jan-Olof Strmberg，Cofman R.，and Vassiliou，A)。
隨后，各幀的位流可傳送給通信單元170以便以后經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)180傳送給可能是例如上述計算機(jī)單元110之類的計算機(jī)單元的接收單元，或者可存儲在計算機(jī)單元100的存儲裝置中，作為幀的序列的壓縮表示。
以相似的方式，但是以相反順序，表示幀的壓縮整數(shù)序列的位流可被解壓縮。在接收到表示其序列已經(jīng)經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)180傳送或者已經(jīng)從計算機(jī)單元100的存儲裝置中檢索供后續(xù)解壓縮的視頻數(shù)據(jù)幀的壓縮整數(shù)序列的位流時，位流被饋送到重構(gòu)塊220的解碼塊240。在解碼塊240中，采用與編碼塊的編碼方法的顛倒對應(yīng)的解碼方法對各幀的位流進(jìn)行解碼，并得到與所得序列對應(yīng)的整數(shù)序列。解碼塊的功能和實現(xiàn)是本領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知的，因此在這里不再進(jìn)一步說明，例如參見“快速自適應(yīng)小波分組圖像壓縮”(IEEE Transactionson image processing，9，第792-800頁，Meyer，F(xiàn)rancois G.，Averbuch，Amir Z.，and Jan-Olof Strmberg)，“多媒體應(yīng)用的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)”(Communications of the ACm，34(1991(‘)，第46-58頁，Le Gall，Didier)，或者“地震數(shù)據(jù)的低比特率有效壓縮”(IEEE Transactions onimage processing，10(2001)，Meyer，F(xiàn)rancois G.，Averbuch，Amir Z.，Jan-Olof Strmberg，Cofman R.，and Vassiliou，A)。
此后，整數(shù)的解碼序列被發(fā)送到逆自適應(yīng)量化塊250，在其中，采用逆自適應(yīng)量化來處理該序列，以便得到各幀的重構(gòu)整數(shù)序列。這個重構(gòu)序列對應(yīng)于在塊140中的量化之后得到的整數(shù)序列。這個塊的功能將結(jié)合圖5詳細(xì)說明。來自逆自適應(yīng)量化塊250的輸出被傳送到逆量化塊260，在其中，根據(jù)已知方法、采用門限值對各幀的重構(gòu)序列進(jìn)行逆量化。量化塊的功能和實現(xiàn)是本領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知的，因此在這里不再進(jìn)一步說明，例如參見“快速自適應(yīng)小波分組圖像壓縮”(IEEE Transactions on image processing，9，第792-800頁，Meyer，F(xiàn)rancois G.，Averbuch，Amir Z.，and Jan-Olof Strmberg)，“多媒體應(yīng)用的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)”(Communications of the ACm，34(1991(‘)，第46-58頁，Le Gall，Didier)，或者“地震數(shù)據(jù)的低比特率有效壓縮”(IEEE Transactions on image processing，10(2001)，Meyer，F(xiàn)rancois G.，Averbuch，Amir Z.，Jan-Olof Strmberg，Cofman R.，and Vassiliou，A)。
隨后，逆量化序列被發(fā)送給逆變換塊230，在其中，采用逆熵增加變換方法、例如逆小波變換對該序列進(jìn)行逆變換。由此，得到對應(yīng)于從變換塊120輸出的實數(shù)序列的重構(gòu)實數(shù)序列。逆變換塊的功能和實現(xiàn)是本領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知的，因此在這里不再進(jìn)一步說明，例如參見“快速自適應(yīng)小波分組圖像壓縮”(IEEE Transactions onimage processing，9，第792-800頁，Meyer，F(xiàn)rancois G.，Averbuch，AmirZ.，and Jan-Olof Strmberg)，“多媒體應(yīng)用的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)”(Communications of the ACm，34(1991(‘)，第46-58頁，Le Gall，Didier)，或者“地震數(shù)據(jù)的低比特率有效壓縮”(IEEE Transactions onimage processing，10(2001)，Meyer，F(xiàn)rancois G.，Averbuch，Amir Z.，Jan-Olof Strmberg，Cofman R.，and Vassiliou，A)。
然后，實數(shù)序列被轉(zhuǎn)換為可由數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器中的顯示單元再現(xiàn)的圖像格式，即重構(gòu)位圖數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的用于壓縮和解壓縮的方法最好是對于352×240大小的24位彩色視頻實時(25幀/秒)執(zhí)行。根據(jù)本發(fā)明的方法可以容易地例如以當(dāng)前硬件、如計算機(jī)等來實現(xiàn)。例如，該方法可實現(xiàn)為計算機(jī)程序。一般來說，采用288×360的幀大小，在沒有發(fā)生運(yùn)動時，大約100字節(jié)/幀被傳送。中等大小的運(yùn)動可能需要300-400字節(jié)/幀，以及大的運(yùn)動可能需要多達(dá)1000字節(jié)/幀。
在GSM網(wǎng)絡(luò)中采用根據(jù)本發(fā)明的方法，19200b/s的傳輸速率是可行的，其中6幀/秒對應(yīng)于400字節(jié)/幀。因此，如果在傳輸中允許數(shù)秒的時間移位，則平均可允許400字節(jié)/幀。如果運(yùn)動活動為低，則各幀在蜂窩電話的顯示屏大小上需要遠(yuǎn)低于100字節(jié)。如果運(yùn)動活動增加，則圖像質(zhì)量可能降低，以便補(bǔ)償所需的每幀增加的字節(jié)數(shù)。
參照圖4，通過流程圖來說明自適應(yīng)量化塊的操作。對于其中的攝像機(jī)或記錄單元是固定或靜止的或者在錄制期間具有內(nèi)置穩(wěn)定單元的視頻序列，圖像或幀的系數(shù)往往可通過前一個圖像的對應(yīng)系數(shù)極好地預(yù)測。因此，如果兩個連續(xù)圖像之間沒有發(fā)生變化，則兩個圖像的對應(yīng)系數(shù)將會相同。詳細(xì)地說，如果沒有發(fā)生移動或運(yùn)動，則兩個連續(xù)圖像的對應(yīng)系數(shù)之間的差異將為零或者至少極小，因為始終存在某種數(shù)量的噪聲，它可能導(dǎo)致小差異。一般來說，例如，當(dāng)采用監(jiān)控攝像機(jī)來監(jiān)視某個區(qū)域、例如庫房、工廠、辦公室等時，系數(shù)的大部分在兩個連續(xù)幀之間沒有改變，因為監(jiān)控通常在這類區(qū)域的運(yùn)動活動在大部分時間是微小的夜間來執(zhí)行。
在操作中，當(dāng)前幀的整數(shù)序列被輸入300到塊150。在塊310，預(yù)測整數(shù)序列被確定和存儲。這個預(yù)測序列例如可能是前一個圖像的序列的對應(yīng)整數(shù)。實際上，在作為前一個圖像的序列的對應(yīng)整數(shù)的情況下，它是前一幀的整數(shù)的模擬重構(gòu)序列。例如，這種模擬可通過在塊150中結(jié)合與解碼塊240類似的解碼塊來實現(xiàn)。這個解碼塊以與解碼塊240處理表示幀的所接收位流類似的方式來處理該幀的入局位流，并且相應(yīng)地獲取與解碼塊240完全相同的解碼整數(shù)序列。
此外，如果采用背景/參考幀，則表示這個幀的參考序列也存儲在這個塊中。
然后，在塊320，根據(jù)下式把預(yù)測序列的各系數(shù)與當(dāng)前序列的對應(yīng)系數(shù)或整數(shù)進(jìn)行比較，以及在必要時與參考序列的對應(yīng)系數(shù)進(jìn)行比較 其中c是當(dāng)前幀的序列的系數(shù)或整數(shù)，r是參考幀的對應(yīng)參考系數(shù)，以及p是對應(yīng)預(yù)測系數(shù)。如果參考幀是黑色圖像，則參考系數(shù)將為0。隨后執(zhí)行選擇過程，其中，各系數(shù)c’的碼長被估算，以及產(chǎn)生最短代碼的系數(shù)被選擇用于所得序列中的各位置。為此，對于各系數(shù)c’確定評估值，以及在這個實施例中，對于各系數(shù)c’確定絕對值，以及具有最小絕對值的系數(shù)c’被選擇用于差值序列。
需要為重構(gòu)算法或重構(gòu)塊220提供與c’系數(shù)的選擇有關(guān)的信息，以及對于各系數(shù)，重構(gòu)塊有權(quán)訪問已經(jīng)從保存或存儲于預(yù)測塊430(參見圖5)的先前重構(gòu)的量化整數(shù)中計算的預(yù)測值，下列情況除外 在這類情況下，必須通知重構(gòu)塊220關(guān)于當(dāng)前序列的系數(shù)或者當(dāng)前系數(shù)與預(yù)測系數(shù)之間的差異是否被選擇的情況。為此，在塊330，產(chǎn)生控制位，其中包含塊320中選擇的信息。由此，重構(gòu)或解壓縮塊220能夠識別當(dāng)前幀的序列的整數(shù)、參考幀的對應(yīng)參考系數(shù)以及對應(yīng)預(yù)測系數(shù)之間的哪種關(guān)系被選擇。
控制位實際上是一系列整數(shù)、一或零，并且以與差值序列相同的方式被壓縮，除了不需要表明整數(shù)符號的符號位之外。
由于只有一和零包含在控制位中，因此，所使用的控制位的編碼是游程長度編碼。
在塊150中發(fā)生的預(yù)測選擇基于某些規(guī)則，例如以上所述由關(guān)系式(1)和(2)表示的規(guī)則。如上所述，重構(gòu)塊沒有與選擇有關(guān)的信息，但具有調(diào)節(jié)選擇過程的規(guī)則或關(guān)系式。
然后，在塊340中，由表示圖像或幀的數(shù)據(jù)中包含的噪聲所引起的差值序列中的系數(shù)的小變化被編碼，因而表明系數(shù)中的小變化。噪聲尤其還通過來自攝像機(jī)的照明條件和信號噪聲的小變化而產(chǎn)生。若滿足以下表達(dá)式|差值|＜T1(3)其中差值為差值序列的系數(shù)，以及T1為系數(shù)被設(shè)置為零的門限值。門限值最好是等于一，但其它整數(shù)也是可行的，例如2、3、4或5。如果差值序列中的系數(shù)、即預(yù)測值與當(dāng)前值之間的差異小于T1，則假定預(yù)測是前一幀。因此，這使得不需要控制位，以及為了保持控制位序列同步，重要的是不發(fā)送與當(dāng)前系數(shù)關(guān)聯(lián)的控制位，它在塊350中執(zhí)行。通過采用系統(tǒng)中使用的攝像機(jī)來執(zhí)行測試，可選取適當(dāng)?shù)腡1。如果攝像機(jī)產(chǎn)生大量噪聲，則T1可設(shè)置為較高的值。類似地，如果預(yù)期具有變化亮度的照明條件。把T1設(shè)置為高值的缺點在于，可能出現(xiàn)滯后，在對象在圖像或幀中移動之后可能被顯示為“陰影”。T1優(yōu)選地設(shè)置為2或3。
此后，在塊360，在序列上執(zhí)行字節(jié)數(shù)量限制。為此，采用門限值T2，并且優(yōu)選為T2≥1。(4)如果T2＝1，則不會出現(xiàn)限制，以及如果T2＞1，則從編碼器輸出的代碼將被縮短。較高的T2值涉及較短的代碼。實際上，限制過程按照以下方式工作。假定d是差值序列的整數(shù)，uid是其位表示(作為正整數(shù))，uiT2是T2的位表示(作為正整數(shù))，以及ui1.0是浮點1.0的位表示(作為正整數(shù))。例如，如果ui1.0的二進(jìn)制值為00111111100000000000000000000000且d≥T2，則d將由下舍入為整數(shù)的d1取代，其中uid1＝uid-(uiT2-ui1.0)。(5)作為位流的uid1表示接近d的浮點數(shù)。這個浮點數(shù)下舍入為最接近的整數(shù)d1。因此，d1將為接近d的整數(shù)。
如果d≤-T2，則對應(yīng)的將出現(xiàn)采用-d來代替，以及符號改變?yōu)樨?fù)整數(shù)。如果|d|≤T2，則d由零取代。
這個過程的結(jié)果在于，整數(shù)的數(shù)量被減小，即，整數(shù)變得更稀疏，則T2更大。門限值T2的選擇可自動執(zhí)行，其中設(shè)置各幀的字節(jié)數(shù)量的上限。
實際上，這個步驟360在編碼塊160中執(zhí)行。該方法基本上根據(jù)以下方式來執(zhí)行。選擇較早的門限值。然后模擬編碼，其方式是，編碼位的數(shù)量可被計數(shù)，例如，位流沒有被計算和計數(shù)。假定位數(shù)隨著增加的門限值而減少。在步驟1，門限值以2為因子逐步增大(或減小)，直到門限值提供比所需的更少的位數(shù)以及門限值的一半提供比所需的更多的位為止。
通過采用這些門限值和對應(yīng)的位數(shù)，新的門限值在步驟2中插入，新的值對應(yīng)于所需的位數(shù)。此后，在步驟3，新的門限值的位數(shù)被計算，它可能大于、小于或等于所需數(shù)量。在步驟4，通過采用這些門限值和對應(yīng)的位數(shù)，插入另一個門限值。步驟3和步驟4重復(fù)進(jìn)行，直到一個門限值的所計算位數(shù)處于所需位數(shù)的預(yù)設(shè)容限范圍之內(nèi)，或者直到已經(jīng)執(zhí)行預(yù)設(shè)的最大迭代次數(shù)。
因此，在塊350中，使控制位同步，以便僅發(fā)送必要的控制位。如上所述，某些控制位可能由于塊340中的處理而變成不必要的。
可選地，可采用低活動觸發(fā)塊370。如果視頻畫面、即錄像機(jī)監(jiān)測的區(qū)域的運(yùn)動活動性極低，則對于每個這種低運(yùn)動幀可發(fā)送等于零的字節(jié)。這例如可在采用蜂窩電話作為調(diào)制解調(diào)器時用來關(guān)閉傳輸，以及當(dāng)監(jiān)測區(qū)域中的運(yùn)動活動增加時，電話被連接，并且恢復(fù)傳輸。這可通過在表示幀的代碼的字節(jié)長度中設(shè)置具有最短長度的參數(shù)來實現(xiàn)。如果編碼塊160所產(chǎn)生的代碼不超過參數(shù)的長度，則該代碼不會被發(fā)送，以及預(yù)測不被更新。這意味著，使用固定預(yù)測，直到取得足夠數(shù)量的字節(jié)為止。換言之，編碼器正在“睡眠”，但是它不斷處理入局?jǐn)?shù)據(jù)。最后，整數(shù)380的量化序列及關(guān)聯(lián)控制位390被輸出到編碼塊160，然后經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步輸出到接收方。
現(xiàn)在參照圖5，通過流程圖來說明逆量化塊250的操作。如400所示，(各幀的)整數(shù)的解碼序列、即整數(shù)的壓縮序列以及關(guān)聯(lián)控制位405(如果有的話)例如從計算機(jī)單元100的存儲裝置或者在經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)180接收時被輸入到塊250。
在操作中，在塊410，選擇預(yù)測。也就是說，如果p＝0或者c/p＜1/2，則解碼序列的系數(shù)c’由c-r取代，如果參考幀為黑色圖像，則參考系數(shù)r將為0，否則，c’由c-p取代。如上所述，當(dāng)關(guān)系式(2)適用時，控制位是必要的，即下式適用p≠r且-12≤c-rp-r<32]]>在這類情況下，如上所述，必須通知重構(gòu)塊220關(guān)于當(dāng)前序列的系數(shù)或者當(dāng)前系數(shù)與預(yù)測系數(shù)之間的差異是否被選擇的情況，這相應(yīng)地由控制位來完成。
在塊150中發(fā)生的預(yù)測選擇基于某些規(guī)則，例如上述由關(guān)系式(1)和(2)表示的規(guī)則。又如上所述，重構(gòu)塊沒有與選擇有關(guān)的信息，但具有調(diào)節(jié)選擇過程的規(guī)則或關(guān)系式。但是，對于各預(yù)測和所接收差異、即整數(shù)的壓縮序列，塊220可檢查當(dāng)前序列的整數(shù)將是什么，以及如果預(yù)測的選擇符合預(yù)定規(guī)則集，則采用例如關(guān)系式(1)和(2)。為此，有三種可能性
1.存在幾種一致的預(yù)測選擇，在這種情況中，需要以控制位的形式的更多信息。
2.只存在一種一致的預(yù)測選擇，在這種情況中，不需要更多信息。
3.沒有一致的預(yù)測選擇。如果塊150遵循所實現(xiàn)的規(guī)則集，則認(rèn)為這個備選方案不會出現(xiàn)。
在上述實施例中，當(dāng)關(guān)系式(2)適用時存在第一備選方案。從預(yù)測塊430中檢索塊410中所需的所有數(shù)據(jù)。
此后，在塊420，解碼序列的系數(shù)根據(jù)下式來替換 其中c’是壓縮序列的整數(shù)，r是參考幀的對應(yīng)整數(shù)，以及c是表示當(dāng)前幀的第一序列的重構(gòu)序列的對應(yīng)整數(shù)。由此得到整數(shù)的重構(gòu)序列，它完全或大致對應(yīng)于輸入到壓縮塊130的序列。這個重構(gòu)序列信息還被反饋450到預(yù)測塊430，在其中還存儲最后一幀的預(yù)測以及參考幀(如果有的話)、即背景預(yù)測。因此，從塊430中取得塊410和420中所需的所有數(shù)據(jù)。
如果采用背景預(yù)測，則根據(jù)以下方式在塊440中執(zhí)行背景更新。設(shè)置參數(shù)N。如果當(dāng)前幀的系數(shù)的重構(gòu)量化整數(shù)值a不等于背景/參考幀的對應(yīng)值，以及如果a在過去的N幀中沒有改變，則背景或者實際上是背景序列采用a來更新，并且傳送460到塊430。
最后，整數(shù)的重構(gòu)量化序列被輸出470到逆變換塊230。
下面將論述自適應(yīng)量化塊150和逆自適應(yīng)量化塊250中的預(yù)測的處理的一般原理。
預(yù)測可能是對于系數(shù)的全幀(QI)或者對于幀的子集?？赡芡瑫r具有若干預(yù)測。這意味著，對于各個系數(shù)可能存在不同數(shù)量的預(yù)測。不同系數(shù)的預(yù)測被分別處理，除了在沒有預(yù)測的最佳選擇的一些情況中之外。在這些情況下，必須傳送的額外信息、即控制位應(yīng)當(dāng)最少。對于任何固定系數(shù)ci，具有預(yù)測集合。即預(yù)測整數(shù)值的集合{Pki}k。
相互接近的預(yù)測將首先被捆在一起。這個過程由整數(shù)參數(shù)T0＞0來控制。然后，預(yù)測的子集{Pki}s{Pki}k被識別，使得 以及對于各預(yù)測Pki，在子集中存在預(yù)測Psi，使得|pik-pis|<T0---(8)]]>預(yù)測的這個子集被排序為有序整數(shù)集pi1<pi2<...pin---(9)]]>其中，數(shù)字n＝n(i)可能逐個系數(shù)不同。
此后，執(zhí)行預(yù)測值的主要選擇。如果ci是被編碼的系數(shù)，則采用預(yù)測Psi，它將使表達(dá)式|ci-Psi|最小。它是使這個表達(dá)式最小的唯一預(yù)測，除了系數(shù)值ci正好在兩個預(yù)測中間的情況之外，在這種情況中，|ci-Psi|＝|ci-Ps+1i|。在這種情況下，預(yù)測Psi和Ps+1i之間的選擇在輔助選擇中進(jìn)行，下面將會進(jìn)行描述。
無損ATQI值(自適應(yīng)量化整數(shù))為di＝ci-Psii，其中，Psii是系數(shù)ci的所選預(yù)測值。從ATQI整數(shù)di中確切地重構(gòu)值ci是可能的，只要預(yù)測為已知的，并且它的已知預(yù)測被選擇。
ADQI值 可能等于上述值di，但它也可能是該值的近似值。這由兩個參數(shù)T1和T2來控制，它們被結(jié)合以便控制來自編碼器的位流的上限。當(dāng)|di|＜T1時，設(shè)置d~i=0.]]>然后執(zhí)行進(jìn)一步量化，使得d~i∈ZT2,]]>其中ZT2是所有整數(shù)的集合。進(jìn)行近似計算，使得當(dāng)di≠0時，0≤ 通過ATQI值 可重構(gòu)系數(shù)值ci的近似值ci，只要預(yù)測的選擇為已知的。
c~i=d~i+pisi---(10)]]>
一旦值 和預(yù)測集合P1i＜P2i＜...Pni為已知，則預(yù)測的一部分可作為不允許的預(yù)測而被排除，因為它們將導(dǎo)致與主要選擇規(guī)則矛盾 這表示Psi可能不是可能選擇的預(yù)測。假定Psi為所選預(yù)測，則ci≥pis+d~i---(12)]]>因而|ci-pps+i|<d~i≤di=|ci-pis|---(13)]]>它意味著，預(yù)測Psi沒有給出最小值，因此根據(jù)上述主要選擇規(guī)則，不應(yīng)當(dāng)被選擇。在d~i<0]]>的情況下，如果下式成立，則預(yù)測Psi不允許 同樣，這表示Psi可能不是可能選擇的預(yù)測之一。
一旦預(yù)測{Psi}s的列表和ATQI值di為已知，則可找到允許預(yù)測的數(shù)量ad(i)。數(shù)量ad(i)將在自適應(yīng)量化塊150以及逆自適應(yīng)量化塊250中進(jìn)行計算。
預(yù)測的選擇的信息是關(guān)于選擇的信息，它通知各系數(shù)(以i為索引)采用ad(i)個允許預(yù)測中的哪一個。這例如通過與系數(shù)值的游程長度編碼相似的迭代游程長度編碼來進(jìn)行，其中，根據(jù)在哪個雙值區(qū)間中系數(shù)具有其值把系數(shù)分為若干組。在編碼關(guān)于選擇了哪個允許預(yù)測的I信息時，函數(shù)ad(i)限制各系數(shù)的可能選擇的數(shù)量。
設(shè)s(i)是對于系數(shù)ci所選擇的預(yù)測的索引，則1≤s(i)≤ad(i)，設(shè)Sk＝{I，s(i)＝k}。則{Sk}k≤1是幀的系數(shù)的索引的不相交集的集合，使得它們的并集是所有系數(shù)的索引的集合S?？刂莆槐仨毎阉羞@些集合Sk的信息作為S的子集傳送。設(shè)Dk∪i≥kSI---(15)]]>
以及Ek＝{i∈Dk使得a(i)＞k}(16)且Fk＝Dk\Ek(17)不需要以k＝1開始的對于k≤1的歸納。有D1＝S(18)以及對于k＝1，2，3...，得Fk＝{i∈Dk使得a(i)＝k}(19)Ek＝Dk\Fk(20)以及游程長度編碼用來查找Dk+1作為Ek的子集。
這對于不斷增加的整數(shù)k持續(xù)進(jìn)行，以便獲得Dk+1作為Dk的子集，只要Dk不是空集。
最后，Sk＝Dk+1\Dk(21)被獲取。
在存在最佳預(yù)測的兩種最佳選擇Psi和Ps+1i的情況下，在這兩種預(yù)測之間執(zhí)行輔助選擇。在這種輔助選擇中，用于上述迭代游程長度編碼中的游程長度為最小。策略是獲取具有相同位(0或1)的盡可能長的序列。這樣，得到盡可能接近在前系數(shù)的預(yù)測索引。即s(i)＝{t∈{s，s+1}最小化|t-s(i-1)|}根據(jù)按照本發(fā)明的方法的一個備選實施例，可包括運(yùn)動預(yù)測塊，以便例如當(dāng)相關(guān)程度因記錄單元的振動而減小時，或者當(dāng)對象在記錄空間中移動時、即汽車駛過視頻畫面時，改進(jìn)壓縮和解壓縮數(shù)據(jù)的質(zhì)量。
根據(jù)上述實施例，實際上采用所謂的自主預(yù)測。它基于，在壓縮側(cè)和解壓縮側(cè)采用完全相同的算法。這種算法是確定性的，即沒有涉及隨機(jī)過程，使得在自適應(yīng)量化側(cè)的預(yù)測結(jié)果、即自適應(yīng)量化塊150的輸出以及逆自適應(yīng)量化側(cè)的結(jié)果、即逆自適應(yīng)量化塊250的輸出將是相同的。因此，不需要預(yù)測信息被傳送，只不過解壓縮塊必須知道采用哪一種算法。注意，不允許自主預(yù)測算法采用來自要被壓縮的當(dāng)前幀的任何信息。
自主預(yù)測的一個實例是零預(yù)測所有系數(shù)值被預(yù)測為零。另一個實例是最后幀預(yù)測預(yù)測系數(shù)被設(shè)置為最后幀的重構(gòu)量化整數(shù)。
現(xiàn)在參照圖6a和圖6b，說明包括運(yùn)動預(yù)測塊的一個備選實施例。第一參數(shù)控制的預(yù)測塊610和預(yù)測參數(shù)估算塊620被包括在自適應(yīng)量化塊150處的壓縮處理塊130中，參見圖6a，以及第二參數(shù)控制的預(yù)測塊630被包括在逆自適應(yīng)量化塊250處的解壓縮塊220中。預(yù)測由兩個步驟組成。首先，在塊620中估算要用于第二步驟的參數(shù)?？墒褂没谠谇皫臍v史的任何信息以及來自當(dāng)前幀的信息，即680所示的量化整數(shù)。一旦已經(jīng)估算參數(shù)，它們(由640表示)與控制位(由650表示)一起被發(fā)送到逆自適應(yīng)量化塊250。第二步驟是一種算法，它分別在第一和第二參數(shù)控制的預(yù)測塊610和630中并行運(yùn)行，分別采用自適應(yīng)量化塊150的估算參數(shù)640和輸出660以及逆自適應(yīng)量化塊250的輸出670。沒有采用來自當(dāng)前幀的信息，除了估算參數(shù)640所提供的信息之外。參數(shù)控制預(yù)測的一個實例是全局轉(zhuǎn)換預(yù)測。通過轉(zhuǎn)換最后幀，使當(dāng)前幀與最后幀匹配，并獲取描述提供最佳匹配的轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換參數(shù)。然后，從重構(gòu)量化整數(shù)的最后集合重構(gòu)最后幀，圖像或幀被轉(zhuǎn)換，以及轉(zhuǎn)換圖像的量化整數(shù)的新集合被構(gòu)建。經(jīng)轉(zhuǎn)換的最后幀的量化整數(shù)的這個新集合則用作預(yù)測值。
在這個實施例中，在第一或第二參數(shù)控制預(yù)測塊610、630中實現(xiàn)的算法之一必須了解量化整數(shù)和小波算法的幾何順序，這用于預(yù)處理中以便進(jìn)行到圖像的這些后向變換，然后，在找到最佳轉(zhuǎn)換之后，進(jìn)行新量化整數(shù)的計算。
通過這種全局轉(zhuǎn)換預(yù)測，實現(xiàn)例如通過手持式(不穩(wěn)定)攝像機(jī)拍攝的視頻序列的更好壓縮。
結(jié)合自主預(yù)測采用全局轉(zhuǎn)換預(yù)測提供了對于固定背景上的移動對象進(jìn)行編碼的有效方式，只要轉(zhuǎn)換參數(shù)值對應(yīng)于從最后幀到當(dāng)前幀的對象的運(yùn)動。不需要與對象的形狀有關(guān)的信息。
還可包括全局仿射變換，這將處理具有旋轉(zhuǎn)和縮放的視頻序列。
也可采用局部自主轉(zhuǎn)換預(yù)測，其中，轉(zhuǎn)換參數(shù)基于來自匹配從重構(gòu)量化整數(shù)的最后集合與重構(gòu)量化整數(shù)的先前集合重構(gòu)的圖像的估算值。它在下列意義上是局部的幀可分為局部框，對其分別估算參數(shù)，然后推斷預(yù)計轉(zhuǎn)換。注意，可能存在多個局部轉(zhuǎn)換參數(shù)，但是，它們在各側(cè)產(chǎn)生，即分別在自適應(yīng)量化塊或者逆自適應(yīng)量化塊中產(chǎn)生。
匹配計算可根據(jù)以下方式來執(zhí)行。假定圖像為矩陣，其中f為當(dāng)前矩陣，g為要與其匹配的矩陣，以及xB為局部框B的索引函數(shù)。表達(dá)式m(y)＝∫|f(x)-g(x-y)|2xB(x)dx(22)被最小化，其中x是當(dāng)前幀的系數(shù)，以及y是最后幀的系數(shù)。這可通過計算下式來進(jìn)行∫|f(x)|2xB(x)dx(23)以及卷積(f×B)* 和 其中g(shù)~(x)=g(-x).]]>卷積作為傅立葉變換側(cè)上的乘法來執(zhí)行。采用快速傅立葉變換算法，計算可按照N*log(N)步驟的順序來進(jìn)行，其中N為矩陣中的元素的數(shù)量。這個匹配過程是本領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知的。
為了處理閃光狀況的問題，可對當(dāng)前幀計算平均數(shù)據(jù)值。這是在得到量化整數(shù)之前進(jìn)行的預(yù)處理。在具有小波系數(shù)的情況下，這可易于采用本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的方法來執(zhí)行。然后，通過在量化之前修改門限，執(zhí)行乘法校準(zhǔn)。根據(jù)用于處理閃光狀況的問題的一種備選方法，全局轉(zhuǎn)換可采用乘法因子來執(zhí)行。表達(dá)式m(y，a)＝∫|f(x)-ag(x-y)|2dx(24)
其中f是當(dāng)前幀，g是最后幀，x是當(dāng)前幀的系數(shù)，以及y是最后幀的系數(shù)，在轉(zhuǎn)換矢量y和乘法因子a之上。當(dāng)a＝amin(y)時，得到最大值。
amin(y)=f*g~(y)∫|g~|2dx---(25)]]>其中g(shù)~(x)=g(-x).]]>把a(bǔ)＝amin(y)插入(24)，得出m(y,amin(y))=∫|f(x)|2-|f*g~(y)|2∫|g~|2dx---(26)]]>最后，表達(dá)式m(y，amin(y))在轉(zhuǎn)換矢量y之上。
雖然本文為了說明和示范目的已經(jīng)說明和描述了具體實施例，但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員要理解，所示和所述的具體實施例可由大量備選方案和/或等效實現(xiàn)來取代，而沒有背離本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員易于理解，本發(fā)明可通過各種各樣的實施例來實現(xiàn)，其中包括硬件和軟件實現(xiàn)或者其組合。作為實例，以上所述的功能中的許多可通過微芯片等數(shù)據(jù)載體中包含的適當(dāng)軟件來取得和執(zhí)行。本申請意在涵蓋本文所述的優(yōu)選實施例的任何修改或變更。因此，本發(fā)明由所附權(quán)利要求的用語及其等效物來定義。
權(quán)利要求
1.用于壓縮數(shù)據(jù)的方法，包括以下步驟通過采用熵增加變換方法，把幀的數(shù)據(jù)變換為第一實數(shù)序列；對所述幀的所述第一實數(shù)序列進(jìn)行量化而得到第一整數(shù)序列；采用表示所述第一整數(shù)序列的預(yù)測整數(shù)序列，對所述幀的所述第一整數(shù)序列進(jìn)行量化，從而產(chǎn)生第二整數(shù)序列；以及把所述幀的所述第二序列的所述整數(shù)編碼為表示所述幀的壓縮整數(shù)序列的位流。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對所述幀的所述第一整數(shù)序列進(jìn)行量化包括以下步驟對于所述第二整數(shù)序列的各系數(shù)，根據(jù)所述幀的所述第一整數(shù)序列的整數(shù)與參考幀的對應(yīng)整數(shù)以及預(yù)測序列的對應(yīng)整數(shù)之間的關(guān)系的評估值，選擇所述關(guān)系。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，選擇的步驟包括以下步驟對于所述第二整數(shù)序列的各系數(shù)，比較所述幀的所述第一整數(shù)序列的整數(shù)與參考幀的對應(yīng)整數(shù)之間的第一關(guān)系以及所述整數(shù)與預(yù)測序列的對應(yīng)整數(shù)之間的第二關(guān)系；以及根據(jù)編碼形式中的相應(yīng)關(guān)系來確定各關(guān)系的評估值。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，確定的步驟包括以下步驟確定相應(yīng)關(guān)系的絕對值，其中各關(guān)系的評估值被設(shè)置為對應(yīng)的絕對值。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，選擇的步驟包括選擇具有最低絕對值的關(guān)系的步驟。
6.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，選擇的步驟包括以下步驟根據(jù)下式選擇所述關(guān)系c’＝c-r若p＝r或c-rp-r<12]]>c’＝c-p否則其中c’是第二序列的整數(shù)，p是預(yù)測序列的對應(yīng)整數(shù)，c是當(dāng)前幀的第一序列的對應(yīng)整數(shù)，以及r是參考幀的對應(yīng)整數(shù)。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，對所述幀的所述第一整數(shù)序列進(jìn)行量化的步驟還包括以下步驟若p≠r且-12≤c-rp-r<32]]>則關(guān)聯(lián)標(biāo)識所選關(guān)系的控制位。
8.如以上權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟存儲所述位流作為所述幀的所述序列的壓縮表示。
9.如以上權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，還包括通過將變換、對所述第一實數(shù)序列進(jìn)行量化、對所述幀的所述第一整數(shù)序列進(jìn)行量化以及解碼的步驟顛倒成相反順序，對所述壓縮序列進(jìn)行解壓縮。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，顛倒對所述第一整數(shù)序列進(jìn)行量化的步驟的步驟包括以下步驟根據(jù)下式重構(gòu)當(dāng)前幀的整數(shù)序列c＝c’+r若p＝r或c-rp-r<12]]>c＝c’+r否則其中c’是壓縮序列的整數(shù)，r是參考幀的對應(yīng)整數(shù)，以及c是表示當(dāng)前幀的第一序列的重構(gòu)序列的對應(yīng)整數(shù)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，重構(gòu)的步驟包括以下步驟若p≠r且1-12≤c-rp-r<32]]>其中p是預(yù)測序列的整數(shù)以及c是當(dāng)前幀的對應(yīng)整數(shù)，則采用關(guān)聯(lián)控制位來標(biāo)識壓縮序列的整數(shù)c’、參考幀的對應(yīng)整數(shù)r以及表示當(dāng)前幀的第一序列的重構(gòu)序列的對應(yīng)整數(shù)c之間的關(guān)系。
12.如權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟存儲重構(gòu)的整數(shù)序列。
13.如以上權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，所述預(yù)測序列是先前幀的模擬重構(gòu)序列。
14.如以上權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，所述熵增加變換方法是小波變換方法。
15.用于壓縮和解壓縮數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，包括存儲裝置，用于存儲數(shù)據(jù)；變換部件，設(shè)置成把數(shù)據(jù)幀變換為實數(shù)序列；壓縮處理部件，包括量化部件，設(shè)置成對所述第一實數(shù)序列進(jìn)行量化而產(chǎn)生第二整數(shù)序列；自適應(yīng)量化部件，設(shè)置成通過采用表示所述第一整數(shù)序列的預(yù)測整數(shù)序列，對所述第一整數(shù)序列進(jìn)行量化而產(chǎn)生第二整數(shù)序列；以及編碼部件，設(shè)置成把所述幀的所述第二序列的所述整數(shù)編碼為表示所述幀的壓縮整數(shù)序列的位流。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括重構(gòu)部件，其中包括解碼部件，設(shè)置成把表示壓縮整數(shù)序列的位流解碼為第三整數(shù)序列；逆自適應(yīng)量化部件，設(shè)置成通過采用表示所述第一整數(shù)序列的預(yù)測整數(shù)序列，對所述第四整數(shù)序列進(jìn)行逆量化，從而產(chǎn)生重構(gòu)的第一整數(shù)序列；以及逆量化部件，設(shè)置成對所述重構(gòu)的第一整數(shù)序列進(jìn)行逆量化，從而產(chǎn)生第二整數(shù)序列第二實數(shù)序列；以及逆變換部件，設(shè)置成把所述實數(shù)序列逆變換為重構(gòu)的數(shù)據(jù)幀。
17.計算機(jī)可讀介質(zhì)，包括使計算機(jī)執(zhí)行如權(quán)利要求1-14中的任一項所述的方法的指令。
全文摘要
一種用于壓縮例如地震數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)或視頻數(shù)據(jù)之類的數(shù)據(jù)的方法，包括以下步驟通過采用熵增加變換方法，把幀的數(shù)據(jù)變換為第一實數(shù)序列；對所述幀的所述第一實數(shù)序列進(jìn)行量化而得到第一整數(shù)序列；采用表示所述第一整數(shù)序列的預(yù)測整數(shù)序列，對所述幀的所述第一整數(shù)序列進(jìn)行量化，從而產(chǎn)生第二整數(shù)序列；以及把所述幀的所述第二序列的所述整數(shù)編碼為表示所述幀的壓縮整數(shù)序列的位流。此外，該方法還包括通過將變換、對所述第一實數(shù)序列進(jìn)行量化、對所述幀的所述第一整數(shù)序列進(jìn)行量化以及解碼的步驟顛倒成相反順序，對所述壓縮序列解壓縮。
文檔編號H04N7/50GK1857007SQ200480022381
公開日2006年11月1日 申請日期2004年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月10日
發(fā)明者簡-奧洛夫·斯特龍伯格, O·比約爾卡斯 申請人:簡-奧洛夫·斯特龍伯格