專利名稱：提高編碼增益的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數(shù)字內(nèi)容和數(shù)據(jù)的分發(fā)。更具體而言，本發(fā)明涉及用于壓 縮數(shù)字內(nèi)容和數(shù)據(jù)以進行分發(fā)的系統(tǒng)和方法。
背景技術：
數(shù)字圖像是作為一組數(shù)字值(稱為圖像元素或像素)的二維圖像的表 示。這些像素通常被存儲在計算機存儲器中作為光柵圖像，小整數(shù)的二維 陣列。圖像的各個像素一般與某個二維區(qū)域中的特定"位置"相關聯(lián)，并 且具有由與該位置相關的一個或多個量(樣本)構成的值。數(shù)字彩色圖像包括各個像素的彩色信息。為了視覺上可接受的結(jié)果， 對于每個像素通常需要提供至少三個樣本(彩色通道)，這些樣本被解釋 為某種色彩空間中的坐標。在計算機顯示中一般使用RGB色彩空間，但 是在其它情況下經(jīng)常會使用諸如YUV和HSV之類的其它空間。在分發(fā)數(shù)字數(shù)據(jù)或內(nèi)容時，特別是在分發(fā)數(shù)字彩色圖像時，帶寬是最 寶貴的。諸如MPEG1、 JPEG、 MPEG2、 JPEG2K、 QuickTime之類的壓縮 算法標準已經(jīng)被開發(fā)出來，并且已被媒體應用和設備采用以使得可以分發(fā) 數(shù)字音頻/視頻(AV)。這些壓縮標準通過多種不同的算法來實現(xiàn)帶寬壓 縮，這些算法針對人類的感知特點被調(diào)整，并且利用了視頻內(nèi)容的空間和 時間冗余(或相關性)。對更高分辨率數(shù)字媒體(高清晰度視頻及更高分辨率的視頻)和更多 內(nèi)容(例如，更多通道)的需求提高了對帶寬的要求。這種要求通過使用 至少兩種互補的技術開發(fā)工作來解決。第一個是開發(fā)復雜的調(diào)制方案來增加給定介質(zhì)(例如，802.11x標準，MIMO模式，等)的總可用帶寬。第 二個是開發(fā)以更高比率(例如，MPEG4、 AVC、 VC1，等)來壓縮視頻的 新壓縮算法。對于未經(jīng)壓縮的數(shù)字視頻的帶寬要求可能非常高，例如，從針對標準 清晰度的300Mbps到針對高清晰度的2Gbps。視頻壓縮算法可以極大地降 低帶寬要求，并且通常是在帶寬受限環(huán)境中工作的許多視頻應用(例如， 經(jīng)大氣/線纜/衛(wèi)星的廣播TV、流、存儲等)的強制性要求。幸運的是，自然視頻含有豐富的空間和時間冗余或相關性。大多數(shù) (即使不是全部)視頻壓縮算法利用該相關性。 一般壓縮算法的單獨編碼 增益很大程度上依賴于其對視頻的空間和時間相關性的使用效率。但是， 這種算法需要在最小化視頻的感知質(zhì)量的損失的情況下執(zhí)行該操作。這是 由于這樣的事實，即，壓縮導致了信息的損失，這是隨著視頻的感知質(zhì)量 的惡化而顯現(xiàn)的。好的壓縮算法通過將信息損失限制于人類感知系統(tǒng)不容 易察覺的區(qū)域(例如，高頻內(nèi)容)同時獲得顯著的壓縮來平衡這種權衡。MPEG1、 MPEG2和MPEG4是在媒體應用中廣泛使用的視頻壓縮算 法中的一些。新興的高級視頻編碼(AVC) (MPEG4-part 10)可能是下 一個主要視頻算法。從MPEG2開始的各個算法在編碼增益(壓縮比)和 圖像質(zhì)量方面都比其前身有顯著的提高。例如，對于大致相同的圖像質(zhì) 量，新興的AVC算法相對于MPEG2可能提高了 50%的編碼增益。這是 因為與MPEG2相比，AVC使用了可變數(shù)據(jù)塊大小(例如，4x4、 8x8、 4x8等)轉(zhuǎn)換并使用了增強型運動估計和補償方法?？勺償?shù)據(jù)塊大小使得 可以更好地利用空間相關性，而增強型運動估計和補償使得可以更有效地 提取時間相關。概括而言，視頻壓縮算法依據(jù)高級圖像處理技術來獲得更 高的壓縮增益。然而，除了數(shù)據(jù)壓縮的這些改進之外，該領域中還需要進一步的改進。發(fā)明內(nèi)容通過在將數(shù)據(jù)發(fā)送給編碼算法(例如，MPEG算法)之前在預處理模ii塊中提高該數(shù)據(jù)的空間和時間相關性來實現(xiàn)額外的數(shù)據(jù)壓縮。輸入數(shù)據(jù)中 的更高的空間和時間相關性使得得到了更高的整體壓縮比和更低的帶寬要 求。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，包括多個像素的輸入數(shù)據(jù)幀被分解成第一 分量幀和多個附加分量幀。第一分量幀和多個附加分量幀各自包含多個經(jīng) 分解像素?；诘谝环至繋亩鄠€經(jīng)分解像素中的每一個來重排序該第一分量幀 的多個經(jīng)分解像素，以生成具有多個轉(zhuǎn)換后的經(jīng)分解像素的第一轉(zhuǎn)換后 幀。描述了第一分量幀的多個經(jīng)分解像素和第一轉(zhuǎn)換后幀的多個轉(zhuǎn)換后的 經(jīng)分解像素之間的關系的映射被創(chuàng)建。根據(jù)這種映射來重排序多個附加分 量幀中的每一個的多個經(jīng)分解像素，以生成多個附加轉(zhuǎn)換后幀。將第一轉(zhuǎn) 換后幀和多個附加轉(zhuǎn)換后幀合成以生成轉(zhuǎn)換后輸出幀。在一個方面，第一分量幀的多個經(jīng)分解像素是輝度像素。 在另一個方面，使用可變長度編碼算法來對映射進行編碼以生成經(jīng)壓 縮映射。在另一個方面，經(jīng)壓縮映射和轉(zhuǎn)換后輸出幀被發(fā)送到編碼器。在又一個方面，所述編碼器是MPEG1編碼器、MPEG2編碼器、 MPEG4編碼器、或者AVC編碼器。存在本發(fā)明的其它方面。因此，應當了解，在前的描述僅僅是本發(fā)明 的一些實施例和一些方面的概要。以下將提及其它實施例和方面。還應當 了解，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下可以對所公開的實施例進行 許多改變。因此，之前的概要并不意圖限制本發(fā)明的范圍。相反，本發(fā)明 的范圍由所附權利要求和其等同物來確定。


根據(jù)以下結(jié)合附圖對特定實施例進行的描述，本發(fā)明的這些和/或其它 方面和優(yōu)點將變得顯而易見，并且更容易理解，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的提高編碼增益的方法的簡化功能框圖；圖2是根據(jù)圖1的實施例、用于提高數(shù)據(jù)的空間和時間相關性的方法的簡化處理示圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的解碼處理的簡化功能框圖；圖4是根據(jù)圖3的實施例、用于重構在空間和時間上相關的數(shù)據(jù)的方法的簡化處理示圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換的簡化示圖；圖6a和6b是根據(jù)本發(fā)明一個替代實施例的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換的簡化示圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接收設備的簡化框圖；以及圖8是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于生成音頻/視頻傳輸流的電路的簡化框圖。
具體實施方式
現(xiàn)在將詳細地參考本發(fā)明的實施例，這些實施例的示例在附圖中示 出，其中，相似的標號指代所有附圖中的相似元件。應當了解，可以使用 其它實施例，并且在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可以進行結(jié)構上和操作 上的改變。公開了用于實現(xiàn)額外數(shù)據(jù)壓縮的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明的實施例通過在 將數(shù)據(jù)發(fā)送給編碼算法(例如，MPEG算法)之前在預處理模塊中提高數(shù) 據(jù)的空間和時間相關性來實現(xiàn)這個目的。輸入數(shù)據(jù)中的更高空間和時間相 關性使得實現(xiàn)更高的總體增益和更低的帶寬要求。圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的提高編碼增益的方法的簡化功能框 圖。預處理模塊102接收未經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)104 (例如，視頻數(shù)據(jù))，并對 輸入數(shù)據(jù)執(zhí)行空間和時間相關性的提高操作，這在下文中將進行更詳細的 描述。相關性提高后的數(shù)據(jù)106隨后被饋入壓縮算法或編碼器108，該壓 縮算法或編碼器108將更有效地壓縮該數(shù)據(jù)，從而產(chǎn)生相關性提高后的數(shù) 據(jù)110。示例性的壓縮算法包括MPEG1、 MPEG2、 MPEG4、 AVC等。這 種方法的編碼增益是(根據(jù)本發(fā)明的實施例)相關性提高后的視頻數(shù)據(jù)和 未經(jīng)處理(正常)的視頻數(shù)據(jù)的之差。假定更高的空間和時間相關性將實現(xiàn)提高的整體壓縮，則圖1的方法產(chǎn)生了顯著的編碼增益。圖2是根據(jù)圖1的實施例、用于提高數(shù)據(jù)的空間和時間相關性的方法 的簡化處理示圖。對幀中的各個像素執(zhí)行了基于強度的重排序。輸入數(shù)據(jù)被饋入到預處理模塊102，在這種情況下輸入數(shù)據(jù)是以未經(jīng)壓縮的YUV格 式的視頻數(shù)據(jù)幀202。YUV格式按照一個輝度分量和兩個色度分量定義了色彩空間。Y表示 輝度分量(輝度)，而U和V是色度(顏色)分量。因此，幀中的各個像 素都包含三個值， 一個Y分量的值，而兩個U和V分量的值。YUV信號 是根據(jù)RGB (紅、綠和藍)源來生成的。將R、 G和B的加權值加在一起 來生成單個Y信號，Y信號表示那個點的整體輝度，或亮度。然后通過從 原始RGB的藍色信號中減去Y，隨后進行縮放來生成U信號。通過從紅 色中減去Y，隨后縮放不同的系數(shù)來生成V信號。雖然示出的實施例使用 了 YUV格式的數(shù)據(jù)，但是其它實施例也可以使用其它數(shù)據(jù)格式。在預處理模塊102接收到未經(jīng)壓縮的YUV數(shù)據(jù)幀202之后，幀202 首先被導引至輝度/色度分離器204。輝度/色度分離器204將幀202分解成 具有多個輝度像素的一個輝度幀(Y) 206和各自具有多個色度像素的兩 個色度幀(U、 V) 208、 210。接下來，基于各個輝度像素中的每一個來 轉(zhuǎn)換輝度幀206中的多個輝度像素。所述轉(zhuǎn)換是通過對進入的輝度幀206 中的輝度像素進行重排序以生成具有多個轉(zhuǎn)換后的輝度像素的轉(zhuǎn)換后輝度 幀(X) 212來完成的。換而言之，例如，進入的視頻幀202中的位置0,0 處的像素可以具有這樣的輝度值，以使得當根據(jù)該值與幀202中的其它像 素的輝度值相關地進行重排序時，該像素的輝度分量將被置于重排序后或 者轉(zhuǎn)換后的輝度幀(Y) 212中的位置8,8處。圖5示出了這種重排序處理的實施例。所示出的是圖2的輝度幀206 (Y)的左下區(qū)域或部分。位于位置0,0 (以X-Y軸網(wǎng)格框架為基準)處 的是值為240的示例性輝度像素502。(對于8位像素系統(tǒng)，各個像素的 輝度值在從0到255的范圍內(nèi)。)在根據(jù)輝度幀206中的輝度像素的值來 對這些輝度像素進行重排序之后，產(chǎn)生了轉(zhuǎn)換后的輝度幀212 (X)(圖 2)。在圖5中，示出了該轉(zhuǎn)換后的輝度幀212的左下部分，其中，示例性輝度像素502根據(jù)其輝度值240而被重排序在或置于不同的位置處，在這 種情況下是8,8位置處。在將具有最高輝度值的像素置于或接近于轉(zhuǎn)換后 的幀212的左下位置處(即，位置0,0處)并將具有最低輝度值的像素置 于或接近于幀212的右上角(未示出)處的示例性排序方案中，在圖5的 情況下，位于示例性像素502右上方的輝度像素的值將等于或小于示例性 像素502的值240。返回到圖2，描述了輝度幀206的多個輝度像素和轉(zhuǎn)換后的輝度幀 212的多個轉(zhuǎn)換后輝度像素之間的關系的映射214被生成。換而言之，例 如，如果原先位于0，0位置處的輝度像素被轉(zhuǎn)換到位置8，8，則映射214將 提供信息以使得可以按需將該輝度像素恢復到其原始位置0,0處。因此可 以了解到，這是一個無損、可逆的處理，憑借該處理可以使用轉(zhuǎn)換后的輝 度幀(Y) 212數(shù)據(jù)和映射214來重新生成原始輝度圖像幀(Y) 206。映 射214可以是許多數(shù)據(jù)結(jié)構或關系(包括表格、數(shù)據(jù)庫、等式、列表等) 中的一個或多個。色度幀(U、 V) 208、 210以類似方式被轉(zhuǎn)換以生成轉(zhuǎn)換后的色度幀 (U、 Y) 216、 218。即，這兩個色度幀的每一個中的多個色度像素被重 排序。這種轉(zhuǎn)換是根據(jù)先前生成的用于轉(zhuǎn)換后的輝度幀(X) 212的相同 映射214來進行的。換而言之，例如，如果原先位于0,0處的示例性輝度 像素被轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)換后輝度幀212中的位置8,8處，則如先前創(chuàng)建的映射 214所指引的，該同一像素的相應U和V值將同樣地被置于它們各自的轉(zhuǎn) 換后色度幀216、 218中的位置8,8處。如上所述，分量幀中的各個分解后的像素是基于各個輝度像素的強度 水平或值來重排序并被置于轉(zhuǎn)換后的幀中的。但是，在替代實施例中，重 排序是基于一大塊輝度像素而不是基于各個輝度像素的。輸入分量幀被視 為多個像素數(shù)據(jù)塊，例如，4x4塊、或者8x8塊等。對單個塊的值進行計 算，單個塊的值是該塊中的各個輝度像素的函數(shù)。該單個塊的值可以是該 塊中的各個輝度像素的總和、各個輝度像素的平均等。于是，并非對各個 像素進行重排序，而是基于計算得到的單個塊的值來重排序數(shù)據(jù)塊本身，并將這些數(shù)據(jù)塊置于轉(zhuǎn)換后的幀中作為數(shù)據(jù)塊。與之前一樣，映射被創(chuàng)建 以用于重構分量幀。這種方法的一個優(yōu)點在于將被轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)點較少，因 而將得到較快的處理。圖6a和6b示出了該按塊的像素轉(zhuǎn)換的一個實施例。所示出的是通過 將輸入幀分解成一個輝度幀602 (Y)和兩個色度幀(未示出)而創(chuàng)建的 輝度數(shù)據(jù)幀602 (Y)的左下區(qū)域或部分。示例性數(shù)據(jù)塊604包含從幀602 上的位置0,0向上向右延伸的4x4輝度像素塊。在這個示例中，示例性數(shù) 據(jù)塊604包含16個輝度像素，這16個輝度像素的值在190到240的范圍 內(nèi)(圖6b)。對單個塊的值進行計算，該單個塊的值是示例性塊604中的 16個單獨輝度像素的函數(shù)。在這種情況下，該函數(shù)僅僅是加函數(shù)，因此代 表整個塊的單個塊的值是這16個值的和，或者是3360。'類似地使用4x4塊來處理輝度幀602的其余部分，憑借該4x4塊來為 每一個塊計算單個數(shù)據(jù)塊的值，其中，單個數(shù)據(jù)塊的值代表該塊中的16 個輝度值。隨后基于根據(jù)各個數(shù)據(jù)塊的值對4x4數(shù)據(jù)塊進行這種重排序來 創(chuàng)建轉(zhuǎn)換后的輝度幀606。因此，原始輝度幀602中的示例性數(shù)據(jù)塊604 被重新布置到轉(zhuǎn)換后的幀606中，在轉(zhuǎn)換后的幀606中的從位置12，12向 上向右延伸的位置處。轉(zhuǎn)換后的示例性數(shù)據(jù)塊604的當前位置是基于其數(shù) 據(jù)塊值3360與原始幀602中的其它塊的數(shù)據(jù)塊值之間的關系的。因此在通過將最高數(shù)據(jù)塊值置于或接近轉(zhuǎn)換后的幀606的左下位置處 (即，在O，O處)并將最低數(shù)據(jù)塊值置于或接近右上角(未示出)處來對 轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)塊進行排序的排序系統(tǒng)中，在圖6a的情況下，位于轉(zhuǎn)換后的 示例性數(shù)據(jù)塊604的右上方的轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)塊值將小于或等于 3360，而位于轉(zhuǎn)換后的示例性塊的左下方的轉(zhuǎn)換后塊的數(shù)據(jù)塊值將大于或 等于3360。但是注意，各個轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)塊中的各個輝度像素在它們被轉(zhuǎn) 換到新的位置處時維持不變(值和塊中的相對位置都保持不變)。與之前一樣，描述了輝度幀602的多個輝度數(shù)據(jù)塊和轉(zhuǎn)換后的輝度幀 606的多個轉(zhuǎn)換后輝度數(shù)據(jù)塊之間的關系的映射(未在圖6a中示出)被創(chuàng) 建，以使得可以以無損的方式來恢復原始輝度幀602。類似地，基于這種 4x4數(shù)據(jù)塊、使用同一映射所指引的數(shù)據(jù)塊位置來轉(zhuǎn)換色度幀(U、 V)。即，根據(jù)該映射來重新排序這兩個色度幀的每一個中的多個色度數(shù)據(jù)塊， 從而生成兩個轉(zhuǎn)換后的色度幀。再次返回到圖2，接下來所有的轉(zhuǎn)換后幀(X、 LL和Y) 212、 216、218都被發(fā)送到輝度/色度合成器220中，在該輝度/色度合成器220中這些 轉(zhuǎn)換后幀被合成為單個轉(zhuǎn)換后視頻幀222，因此Y、 U和V像素按它們的 轉(zhuǎn)換后位置來被重新組合。為了將數(shù)據(jù)調(diào)整成編碼器108 (圖1)可用的 格式，這種合成是必須的。使用可變長度編碼(VLC)算法或編碼器224 (例如，內(nèi)容自適應可 變長度編碼(CAVLC)算法或內(nèi)容自適應二進制算術編碼(CABAC)算 法)來對映射214中的數(shù)據(jù)進行編碼(即，壓縮)。因此，預處理模塊 102的輸出是轉(zhuǎn)換后視頻幀222和經(jīng)VLC編碼后的映射數(shù)據(jù)226，所有這 些都被發(fā)送到編碼器108 (圖1)。經(jīng)VLC編碼后的映射數(shù)據(jù)226可以包 括在壓縮算法108的用戶數(shù)據(jù)(即，所謂的"私有"數(shù)據(jù))部分中，壓縮 算法108將使該數(shù)據(jù)通過而不對其進行進一步操作。雖然所示出的實施例 使用VLC編碼器來編碼映射214,但是其它實施例可以使用其它類型的編 碼器或壓縮算法。根據(jù)MPEG標準，算法對其執(zhí)行壓縮的圖片或幀的單位稱為圖片組 (GOP， Group Of Pictures) 。 GOP內(nèi)的壓縮后的圖片在空間和時間上相 互關聯(lián)(通過預測)。在MPEG2中，定義了三種"圖片類型"。圖片類 型限定了可以使用哪種預測模式來對各個塊進行編碼。在不參考其它圖片的情況下對"幀內(nèi)"圖片("Intra" picture) (I 圖片)進行編碼。通過降低空間冗余度而不是降低時間冗余度來實現(xiàn)適度 壓縮。可以周期性地使用I圖片來提供比特流中的可以開始解碼的訪問 點。"預測"圖片("Predictive" picture) (P圖片)可以使用在前的I 圖片或P圖片來進行運動補償，并且可以用作進一步預測的參考。可以對 P圖片中的各個塊進行預測，或者對其進行幀內(nèi)編碼。通過降低空間和時 間冗余度，P圖片相對于I圖片提供了提高了的壓縮。"雙向預測"圖片("Bidirectionally-predictive" picture) (B圖片)可以使用在前的和之后的I圖片或P圖片來進行運動補償，并提供了最高 程度的壓縮比。一般在重復序列(即，GOP)中出現(xiàn)不同的圖片類型。按顯示順序的 典型GOP是Bi B213 B4 B5 P6 B7 B8 P9 B10 Bu P12相應的比特流順序是I3 Bi B2 P6 B4 B5 P9 B7 Bg P12 Bio B11可以利用兩個參數(shù)N和M來描述常規(guī)的GOP結(jié)構，其中，N是GOP 中的幀或圖片的數(shù)目，而M是P圖片的間距。以上示例中的GOP被描述 成N42且M二3。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如果GOP結(jié)構包含N個幀，則幀號為1 的第一個視頻幀(即，幀"I3"，如上所標識的)經(jīng)歷上述步驟而生成轉(zhuǎn) 換后的l號視頻幀和映射。但是，GOP中的其余幀(即，視頻幀2-N)將 不生成另一個映射，并且將僅經(jīng)歷根據(jù)以下步驟的轉(zhuǎn)換首先，2號幀經(jīng) 歷輝度/色度分離以創(chuàng)建輝度和色度幀。接下來，基于為1號視頻幀生成的 映射來強度轉(zhuǎn)換這些幀中的每一個。然后，將輝度和色度幀重新組合以生 成轉(zhuǎn)換后的2號視頻幀。對GOP的其余輸入視頻幀3到N中的每一個重 復該處理，以使得使用為幀號1生成的映射來轉(zhuǎn)換每一個幀。通過對GOP 中的每一個幀使用相同映射，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳送的顯著降低。現(xiàn)在參考示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的解碼處理的簡化示圖的圖 3。已例如按上述方式經(jīng)過預處理并在隨后通過諸如MPEG之類的壓縮算 法來編碼的壓縮后視頻數(shù)據(jù)302被引入到第一解碼器304，該解碼器304 與編碼數(shù)據(jù)的算法相對應。示例性的算法可以包括MPEG1、 MPEG2、 MPEG4、 AVC等。然后，解碼后的幀數(shù)據(jù)306以及映射數(shù)據(jù)308被發(fā)送 到后處理模塊310，后處理模塊310基本上與前述預處理方法相反，基于 解碼后的幀306和映射308來重構各個進入幀，并生成顯示視頻312。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的、圖3的后處理模塊310的操作 流程。經(jīng)過VLC編碼的映射數(shù)據(jù)308被后處理模塊310接收，在后處理模 塊310中，該映射數(shù)據(jù)被發(fā)送到VLC解碼器402以恢復原始的解碼后的或者未經(jīng)壓縮的映射404。假設視頻數(shù)據(jù)是N個幀的GOP，則第一解碼器 304 (圖3)輸出N個幀中的轉(zhuǎn)換后的幀1 (306)，并將該轉(zhuǎn)換后的幀 306發(fā)送到輝度/色度分離器406。(此時，由于每個幀都包含根據(jù)各個輝 度像素來在各個幀內(nèi)經(jīng)過重排序的像素數(shù)據(jù)，所以這些幀和它們的數(shù)據(jù)被 稱為"轉(zhuǎn)換后的"，如先前所述的。)輝度/色度分離器406將轉(zhuǎn)換后的1 號幀(306)分解成包含轉(zhuǎn)換后的輝度像素的一個轉(zhuǎn)換后輝度幀(X) 408 和包含轉(zhuǎn)換后的色度像素的兩個轉(zhuǎn)換后色度幀(LZ、 Y) 410、 412。未經(jīng)壓縮的映射404被用于對轉(zhuǎn)換后的輝度和色度幀(Y、 U、 Y) 408、 410、 412中的每一個進行逆轉(zhuǎn)換，以創(chuàng)建重構后的輝度和色度幀 (Y、 U、 V) 414、 416、 418。這些重構后的輝度和色度幀隨后被發(fā)送到 輝度/色度合成器420，該輝度/色度合成器420對這些幀進行組合或合成以 生成顯示幀312,作為后處理模塊310的輸出。除了不再接收或解碼其它 映射數(shù)據(jù)之外，對GOP的編號為2-N的其余轉(zhuǎn)換后幀重復上述處理。換 而言之，用于逆轉(zhuǎn)1號幀的相同映射404也被用于逆轉(zhuǎn)換該GOP的編號為 2-N的其余轉(zhuǎn)換后幀。但是，對于下一個GOP的第一轉(zhuǎn)換后幀，將接收新 的映射數(shù)據(jù)并對其進行處理，隨之重復上述處理。如先前所提到的，雖然示出的實施例使用了 YUV格式的數(shù)據(jù)，但是 其它實施例也可以使用其它數(shù)據(jù)格式。因而描述了用于提高數(shù)據(jù)的空間和 時間相關性的方法的替代實施例。包含多個像素的輸入數(shù)據(jù)幀被分解成第 一分量幀和多個附加分量幀。第一分量幀和多個附加分量幀各自包含多個 經(jīng)分解像素。第一分量幀的多個經(jīng)分解像素被基于該第一分量幀的多個經(jīng)分解像素 中的每一個像素來重排序，從而生成具有多個轉(zhuǎn)換后的經(jīng)分解像素的第一 轉(zhuǎn)換后幀。描述了第一分量幀的多個經(jīng)分解像素和第一轉(zhuǎn)換后幀的多個轉(zhuǎn) 換后的經(jīng)分解像素之間的關系的映射被創(chuàng)建。多個附加分量幀中的每一個 的多個經(jīng)分解像素被根據(jù)該映射來重排序，以生成多個附加轉(zhuǎn)換后幀。最 后，第一轉(zhuǎn)換后幀和多個附加轉(zhuǎn)換后幀被合成，以生成轉(zhuǎn)換后的輸出幀。此外，在按數(shù)據(jù)塊來轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)時也可以使用除YUV格式之外的數(shù)據(jù) 格式。因此，例如在替代實施例中，輸入數(shù)據(jù)幀被分解成第一分量幀和多個附加分量幀，其中，這些幀中的每一個都具有多個數(shù)據(jù)塊。多個數(shù)據(jù)塊 中的每一個都具有多個經(jīng)分解像素。為第一分量幀的多個數(shù)據(jù)塊中的每一個數(shù)據(jù)塊計算數(shù)據(jù)塊值。每一個 數(shù)據(jù)塊值都是第一分量幀的該數(shù)據(jù)塊中的多個經(jīng)分解像素的函數(shù)?；诟?個數(shù)據(jù)塊值來重排序第一分量幀的多個數(shù)據(jù)塊，從而生成具有第一多個轉(zhuǎn) 換后數(shù)據(jù)塊的第一轉(zhuǎn)換后幀。描述了第一分量幀的多個數(shù)據(jù)塊和第一轉(zhuǎn)換后幀的第一多個轉(zhuǎn)換后數(shù) 據(jù)塊之間的關系的映射被創(chuàng)建。根據(jù)該映射來對多個附加分量幀中的每一 個的多個數(shù)據(jù)塊進行重排序，從而生成多個附加轉(zhuǎn)換后幀。最后，第一轉(zhuǎn) 換后幀和多個附加轉(zhuǎn)換后幀被合成，從而生成轉(zhuǎn)換后輸出幀。圖7和8示出了本發(fā)明的實施例可以操作的示例性硬件環(huán)境。圖7所示出的是作為機頂盒700的示例性接收設備。機頂盒700包括中央處理單 元(CPU) 702和存儲器704 (例如，隨機存取存儲器(RAM)、只讀存 儲器(ROM)、或閃存)，以及諸如硬盤驅(qū)動器、軟盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動 器之類的盤驅(qū)動器705，或者機頂盒700可以容納其它大容量存儲器或電 子存儲介質(zhì)。這樣的存儲器和存儲介質(zhì)適合存儲數(shù)據(jù)以及將由CPU 702執(zhí) 行的處理的程序指令。存儲在電子存儲介質(zhì)或存儲器上的信息和程序還可 以經(jīng)由任何適當?shù)膫鬏斀橘|(zhì)來傳送。機頂盒700包括適合音頻解碼和處理的、適合對根據(jù)諸如運動圖片專 家組(MPEG)標準之類的壓縮標準來壓縮的視頻數(shù)據(jù)進行解碼的、以及 適合其它處理的電路。注意，這些組件可以并入到電視機(未示出)中， 因而去除機頂盒700。另外，計算機可以替代電視機或機頂盒700或者這 兩者。計算機可以包括能夠生成視頻媒體的多種設備，包括與數(shù)字網(wǎng)絡、 有線電視網(wǎng)絡、或者DSS (數(shù)字衛(wèi)星系統(tǒng))網(wǎng)絡相耦合的調(diào)諧卡。機頂盒700包括輸入/輸出接口 706，該輸入/輸出接口 706可以為適 合控制機頂盒700的任何設備(例如，遙控器、紅外接收器、無線射頻接 收器、有線連接機頂盒700還可以通過適當?shù)倪B接(包括撥號連接、DSL (數(shù)字用戶線路))或與調(diào)諧器710相連接的傳輸介質(zhì)708 (例如使用電纜調(diào)制解調(diào) 器)來與因特網(wǎng)服務提供商(ISP)主機相耦合，從而提供對來自ISP和因 特網(wǎng)的服務和內(nèi)容的訪問。機頂盒700還可以用作因特網(wǎng)接入設備，用以 經(jīng)由因特網(wǎng)來從遠程服務器獲得信息和內(nèi)容。還是參考圖7，機頂盒700還包括解調(diào)器712、解復用器/去擾碼器 714、音頻解碼器716、調(diào)制器718、視頻解碼器720、后處理模塊721、 數(shù)據(jù)解碼器722、系統(tǒng)總線724、和圖形處理器726。諸如同軸電纜之類的 傳輸介質(zhì)708通過適當?shù)慕涌诙c調(diào)諧器710相耦合。調(diào)諧器710可以包 括用于接收內(nèi)容的廣播帶內(nèi)調(diào)諧器、用于接收數(shù)據(jù)發(fā)送的帶外(OOB)調(diào) 諧器、和用于為輸出的數(shù)據(jù)提供OOB返回路徑的返回路徑調(diào)諧器?？梢?提供分立的調(diào)諧器(未示出)以接收傳統(tǒng)的RF廣播電視信道。解調(diào)器712可以對來自調(diào)諧器710的任何己調(diào)信息(例如，MPEG-2 格式的數(shù)據(jù))進行解調(diào)。解復用器/去擾碼器電路714將解調(diào)后的信息分成 分立的節(jié)目信道。節(jié)目被分成多個分組，每一個分組都具有分組ID(PID)值，分組ID值用于將該分組標識為包含特定類型的數(shù)據(jù)(例如， 音頻、視頻和數(shù)據(jù))。解復用器/去擾碼器電路714還根據(jù)解密算法來對加 密信息進行解密，以例如防止對節(jié)目內(nèi)容的未經(jīng)授權的訪問。來自解復用器/去擾碼器電路714的音頻分組(標識有音頻PID的那 些)被解密并被轉(zhuǎn)發(fā)到音頻解碼器716。音頻解碼器716可以將音頻分組 轉(zhuǎn)換成模擬音頻以驅(qū)動揚聲器系統(tǒng)(例如，立體聲或家庭影院多通道音頻 系統(tǒng))或者其它音頻系統(tǒng)(例如，立體聲或家庭影院多通道放大器和揚聲 器系統(tǒng))，或者可以簡單地提供解碼后的音頻輸出。來自解復用器/去擾碼 器電路714的視頻分組(標識有視頻PID的那些)被解密并被轉(zhuǎn)發(fā)到視頻 解碼器720。類似地，來自解復用器/去擾碼器電路714的數(shù)據(jù)分組(標識 有數(shù)據(jù)PID的那些)被解密并被轉(zhuǎn)發(fā)到數(shù)據(jù)解碼器722。數(shù)據(jù)解碼器722通過系統(tǒng)總線724將解碼后的數(shù)據(jù)分組發(fā)送到CPU 702。位于解碼后的數(shù)據(jù)分組內(nèi)的經(jīng)壓縮映射數(shù)據(jù)被CPU 702識別出來， 并通過系統(tǒng)總線724而被發(fā)送到視頻解碼器720。視頻解碼器720將經(jīng)壓縮映射數(shù)據(jù)和具有轉(zhuǎn)換后視頻幀的形式的視頻數(shù)據(jù)傳送到后處理模塊721，后處理模塊721如以上參考圖3和4來進行的一般性描述地使用經(jīng)壓 縮映射數(shù)據(jù)來重構轉(zhuǎn)換后視頻幀。視頻幀隨后被發(fā)送到圖形處理器726， 圖形處理器726被計算機優(yōu)化為可以快速地處理圖形信息。圖形處理器 726還與系統(tǒng)總線724相耦合，并且在CPU 702的控制之下操作。機頂盒700可以在I/O (輸入/輸出)接口 706處包括多種I/O信號中 的任意一種，以用于與其它設備互連。以示例而非限制性的方式，可以在 一個端口處提供串行RS-232信號，以使得可以與由機頂盒的內(nèi)部軟件支 持的任何合適的串行設備互連。類似地，可以經(jīng)由以太網(wǎng)端口、 USB (通 用串行總線)端口、 IEEE 1394 (火線或者I-Link)端口、 S-video端口、 或紅外端口，利用I/O接口與適當兼容的設備的通信。這些接口可以用于 互連機頂盒700和諸如存儲設備、音頻/視頻設備、游戲設備和因特網(wǎng)電器 之類的多種設備中的任意一種(未示出)。I/O接口 706還可以包括與端口相耦合且可以用于向機頂盒700輸入 數(shù)據(jù)的PS/2或其它鍵盤/鼠標/操縱桿。機頂盒700還可以包括用于與電視 機直接連接的基本視頻輸出端口。在一些實施例中，視頻輸出端口可以直 接而不是經(jīng)過如圖7所示的系統(tǒng)總線724來耦合到圖形處理器726或解復 用器/去擾碼器714。輸入/輸出接口 706可以包括紅外端口，該紅外端口可以實現(xiàn)為紅外接 收機并且可以從紅外遙控器、紅外鍵盤或其它紅外控制設備接收命令。盡 管并未示出，但是在一些實施例中可以使用前面板控制器，以通過與I/O 接口 706相耦合的前面板控制接口來直接控制機頂盒700的操作?？梢园?需或按要求來在機頂盒700中提供所選擇的接口 (例如，上述那些和其它 接口)的各種組合。機頂盒700還包括盤驅(qū)動器705，用于存儲內(nèi)容和數(shù)據(jù)，以及為用于 操作CPU 702的程序(軟件代碼)提供存儲。機頂盒700還可以包括其它 存儲介質(zhì)，例如，軟盤驅(qū)動器、CDROM驅(qū)動器、CDR/W驅(qū)動器、DVD 驅(qū)動器以及其它。CPU 702通過系統(tǒng)總線724來與存儲器704相耦合。存 儲器704可以包括任何適當?shù)拇鎯ζ骷夹g，包括隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、閃存、電可擦除可編程只讀存儲器 (EEPROM)、以及其它?，F(xiàn)在參考圖8，示出的是根據(jù)本發(fā)明實施例適合生成音頻/視頻傳輸流 的電路800的高層框圖。電路800包括預處理模塊801，該預處理模塊 801接收未經(jīng)壓縮的音頻/視頻數(shù)據(jù)，并且如結(jié)合圖1和2來進行的一般性 描述地對該數(shù)據(jù)執(zhí)行空間和時間相關性提高操作。預處理模塊801將轉(zhuǎn)換 后的幀和壓縮后的映射數(shù)據(jù)805發(fā)送到一個或多個編碼器802，編碼器 802根據(jù)MPEG-2音頻/視頻壓縮標準來編碼該轉(zhuǎn)換后幀數(shù)據(jù)。編碼器802 可以是這樣的電路根據(jù)MPEG-2標準來對音頻、數(shù)據(jù)、和視頻進行編 碼，并輸出編碼后視頻、編碼后音頻、或者其它編碼后比特流，作為至少 一個基本流(ES， elementary stream) 806。源材料804可以是電影、電視 節(jié)目、音樂視頻、計算機游戲、或者適合MPEG-2編碼的其它源材料?；玖?ES) 806被分發(fā)到一個或多個分組化器808 (—般是音頻分 組化器和視頻分組化器)，分組化器808將基本流(ES) 806分組成包基 本流(PES) 810。包基本流(PES) 810被分發(fā)到傳輸流(TS)復用器 812，傳輸流復用器812將各個包基本流(PES) 810相互復用并且與任何 節(jié)目專用信息(PSI)表格814 (例如，包括以下信息的表格視頻和音頻 基本流(ES)的身份、由預處理模塊801生成的映射數(shù)據(jù)、以及接收設備 解復用和呈現(xiàn)程序所需的其它信息)復用，從而生成傳輸流(TS) 816。這樣，公開了用于實現(xiàn)額外的數(shù)據(jù)壓縮的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明的實施 例通過在將數(shù)據(jù)發(fā)送到編碼算法(例如，MPEG算法)之前在預處理模塊 中提高該數(shù)據(jù)的空間和時間相關性來實現(xiàn)這個目的。輸入數(shù)據(jù)的更高空間 和時間相關性使得得到更高的整體壓縮比和更低的帶寬要求。雖然以上描述參考了本發(fā)明的特定實施例，但是應當了解，在不脫離 本發(fā)明的精神的情況下可以進行許多修改。權利要求旨在覆蓋這樣的修 改，只要這些修改落在本發(fā)明的真實范圍和精神內(nèi)。因此，當前公開的實 施例在各個方面都應當被視為是說明性的而非限制性的，本發(fā)明的范圍由 權利要求來指示而不是由之前的描述來指示，并因此，在權利要求的等同 物的含義和范圍內(nèi)的所有改變都應當包含于此。
權利要求
1.一種方法，包括將輸入幀分解成第一分量幀和多個附加分量幀，其中，所述輸入幀包含多個像素，并且其中，所述第一分量幀和所述多個附加分量幀中的每個都包含多個經(jīng)分解像素；基于所述第一分量幀的多個經(jīng)分解像素中的每個來重排序所述第一分量幀的多個經(jīng)分解像素，以生成具有多個轉(zhuǎn)換后的經(jīng)分解像素的第一轉(zhuǎn)換后幀；創(chuàng)建映射，該映射描述所述第一分量幀的多個經(jīng)分解像素和所述第一轉(zhuǎn)換后幀的多個轉(zhuǎn)換后的經(jīng)分解像素之間的關系；根據(jù)所述映射來重新排序所述多個附加分量幀中的每個的所述多個經(jīng)分解像素，以生成多個附加轉(zhuǎn)換后幀；以及將所述第一轉(zhuǎn)換后幀和所述多個附加轉(zhuǎn)換后幀合成以生成轉(zhuǎn)換后輸出幀。
2. 如權利要求1所述的方法，其中，所述第一分量幀的多個經(jīng)分解 像素是輝度像素。
3. 如權利要求1所述的方法，還包括對所述映射進行編碼以生成經(jīng) 壓縮映射。
4. 如權利要求3所述的方法，其中，所述映射被用可變長度編碼算 法編碼。
5. 如權利要求3所述的方法，其中，所述映射被用內(nèi)容自適應可變 長度編碼算法和內(nèi)容自適應二進制算術編碼算法之一編碼。
6. 如權利要求l所述的方法，還包括 對所述映射進行編碼以生成經(jīng)壓縮映射；以及 將所述經(jīng)壓縮映射和所述轉(zhuǎn)換后輸出幀發(fā)送到編碼器。
7. 如權利要求6所述的方法，其中，所述編碼器是MPEG1編碼器、 MPEG2編碼器、MPEG4編碼器和AVC編碼器之一 。
8. —種方法，包括將輸入幀分解成一個輝度幀和兩個色度幀，其中，所述輝度幀具有多 個輝度像素，并且所述兩個色度幀中的每個都具有多個色度像素；基于所述多個輝度像素中的每個來重排序所述多個輝度像素，以生成 具有多個轉(zhuǎn)換后的輝度像素的轉(zhuǎn)換后輝度幀；創(chuàng)建映射，該映射描述所述輝度幀的多個輝度像素和所述轉(zhuǎn)換后輝度 幀的多個轉(zhuǎn)換后的輝度像素之間的關系；.根據(jù)所述映射來重新排序所述兩個色度幀中的每個的多個色度像素，以生成兩個轉(zhuǎn)換后色度幀；以及將所述轉(zhuǎn)換后輝度幀和所述兩個轉(zhuǎn)換后色度幀合成以生成轉(zhuǎn)換后輸出幀。
9. 如權利要求8所述的方法，還包括對所述映射進行編碼以生成經(jīng) 壓縮映射。
10. 如權利要求9所述的方法，其中，所述映射被用可變長度編碼算 法編碼。
11. 如權利要求9所述的方法，其中，所述映射被用內(nèi)容自適應可變長度編碼算法和內(nèi)容自適應二進制算術編碼算法之一編碼。
12. 如權利要求8所述的方法，還包括對所述映射進行編碼以生成經(jīng)壓縮映射；以及 將所述經(jīng)壓縮映射和所述轉(zhuǎn)換后輸出幀發(fā)送到編碼器。
13. 如權利要求12所述的方法，其中，所述編碼器是MPEG1編碼 器、MPEG2編碼器、MPEG4編碼器和AVC編碼器之一。
14. 一種由具有處理單元的設備使用的制品，該制品包括至少一種計算機可用介質(zhì)，包括嵌入其中的至少一個計算機程序，所 述至少一個計算機程序適于使所述設備執(zhí)行以下步驟將輸入幀分解成一個輝度幀和兩個色度幀，其中，所述輝度幀具 有多個輝度像素并且所述兩個色度幀中的每個都具有多個色度像素；基于所述多個輝度像素中的每個來重排序所述多個輝度像素，以 生成具有多個轉(zhuǎn)換后的輝度像素的轉(zhuǎn)換后輝度幀；創(chuàng)建映射，該映射描述所述輝度幀的多個輝度像素和所述轉(zhuǎn)換后輝度幀的多個轉(zhuǎn)換后的輝度像素之間的關系；根據(jù)所述映射來重排序所述兩個色度幀中的每個的多個色度像 素，以生成兩個轉(zhuǎn)換后色度幀；以及將所述轉(zhuǎn)換后輝度幀和所述兩個轉(zhuǎn)換后色度幀合成以生成轉(zhuǎn)換后 輸出幀。
15. —種系統(tǒng)，包括具有能夠執(zhí)行軟件例程的處理單元的設備，以及由所述處理單元執(zhí)行 的編程邏輯，其中，所述編程邏輯包括用于將輸入幀分解成一個輝度幀和兩個色度幀的裝置，其中，所 述輝度幀具有多個輝度像素并且所述兩個色度幀中的每個都具有多個 色度像素；用于基于所述多個輝度像素中的每個來重排序所述多個輝度像素 以生成具有多個轉(zhuǎn)換后的輝度像素的轉(zhuǎn)換后輝度幀的裝置；用于創(chuàng)建映射的裝置，所述映射描述所述輝度幀的多個輝度像素 和所述轉(zhuǎn)換后輝度幀的多個轉(zhuǎn)換后的輝度像素之間的關系；用于根據(jù)所述映射來重排序所述兩個色度幀中的每個的多個色度 像素以生成兩個轉(zhuǎn)換后色度幀的裝置；以及用于將所述轉(zhuǎn)換后輝度幀和所述兩個轉(zhuǎn)換后色度幀合成以生成轉(zhuǎn) 換后輸出幀的裝置。
16. —種方法，包括將第一輸入幀分解成第一輝度幀和第一多個色度幀，所述第一輝度幀 具有第一多個輝度像素，并且所述第一多個色度幀中的每個都具有第一多 個色度像素；基于所述第一多個輝度像素中的每個來重排序所述第一多個輝度像 素，以生成具有第一多個轉(zhuǎn)換后輝度像素的第一轉(zhuǎn)換后輝度幀；創(chuàng)建第一映射，該第一映射描述所述第一輝度幀的所述第一多個輝度 像素和所述第一轉(zhuǎn)換后輝度幀的所述第一多個轉(zhuǎn)換后輝度像素之間的關 系；根據(jù)所述映射來重排序所述第一多個色度幀中的每個中的所述第一多個色度像素，以生成第一多個轉(zhuǎn)換后色度幀；將所述第一轉(zhuǎn)換后輝度幀和所述第一多個轉(zhuǎn)換后色度幀合成，以生成 第一轉(zhuǎn)換后輸出幀；將第二輸入幀分解成第二輝度幀和第二多個色度幀，所述第二輝度幀 具有第二多個輝度像素，并且所述第二多個色度幀中的每個都具有第二多個色度像素；根據(jù)所述第一映射來重排序所述第二多個輝度像素，以生成第二轉(zhuǎn)換 后輝度幀；根據(jù)所述第一映射來重排序所述第二多個色度幀中的每個中的所述第 二多個色度像素，以生成第二多個轉(zhuǎn)換后色度幀；以及將所述第二轉(zhuǎn)換后輝度幀和所述第二多個轉(zhuǎn)換后色度幀合成，以生成 第二轉(zhuǎn)換后輸出幀。
17. 如權利要求16所述的方法，還包括對所述第一映射進行編碼以 生成第一經(jīng)壓縮映射。
18. 如權利要求17所述的方法，其中，所述第一映射被用可變長度 編碼算法編碼。
19. 如權利要求17所述的方法，其中，所述第一映射被用內(nèi)容自適 應可變長度編碼算法和內(nèi)容自適應二進制算術編碼算法之一編碼。
20. 如權利要求16所述的方法，還包括 對所述第一映射進行編碼以生成第一經(jīng)壓縮映射； 將所述第一經(jīng)壓縮映射和所述第一轉(zhuǎn)換后輸出幀發(fā)送到編碼器；以及 將所述第二轉(zhuǎn)換后輸出幀發(fā)送到所述編碼器。
21. —種方法，包括 —將輸入幀分解成第一分量幀和多個附加分量幀，其中，所述第一分量 幀和所述多個附加分量幀中的每個都具有多個數(shù)據(jù)塊，并且其中，所述多 個數(shù)據(jù)塊中的每一個都具有多個經(jīng)分解像素；為所述第一分量幀的所述多個數(shù)據(jù)塊中的每個計算數(shù)據(jù)塊值，其中， 每個數(shù)據(jù)塊值是所述第一分量幀的每個數(shù)據(jù)塊中的所述多個經(jīng)分解像素的 函數(shù)；基于所述第一分量幀的所述多個數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)塊值來重排序所述第一 分量幀的所述多個數(shù)據(jù)塊，以生成具有多個轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)塊的第一轉(zhuǎn)換后 幀；創(chuàng)建映射，該映射描述所述第一分量幀的所述多個數(shù)據(jù)塊和所述第一 轉(zhuǎn)換后幀的所述多個轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)塊之間的關系；根據(jù)所述映射來重排序所述多個附加分量幀的每個中的所述多個數(shù)據(jù)塊，以生成多個附加轉(zhuǎn)換后幀；以及將所述第一轉(zhuǎn)換后幀和所述多個附加轉(zhuǎn)換后幀合成，以生成轉(zhuǎn)換后輸 出幀。
22. 如權利要求21所述的方法，其中，所述第一分量幀的所述多個 經(jīng)分解像素是多個輝度像素。
23. 如權利要求21所述的方法，還包括對所述映射進行編碼以生成 經(jīng)壓縮映射。
24. 如權利要求23所述的方法，其中，所述映射被用可變長度編碼 算法編碼。
25. 如權利要求21所述的方法，還包括 對所述映射進行編碼以生成經(jīng)壓縮映射；以及 將所述經(jīng)壓縮映射和所述轉(zhuǎn)換后輸出幀發(fā)送到編碼器。
26. —種方法，包括將輸入幀分解成一個輝度幀和兩個色度幀，所述輝度幀具有多個輝度 數(shù)據(jù)塊，其中，所述多個輝度數(shù)據(jù)塊中的每個都包含多個輝度像素，并且 所述兩個色度幀中的每個都具有多個色度數(shù)據(jù)塊； 為所述多個輝度數(shù)據(jù)塊計算多個數(shù)據(jù)塊值，其中，所述多個數(shù)據(jù)塊值 中的每個都是每個輝度數(shù)據(jù)塊中的所述多個輝度像素的函數(shù)；基于所述多個數(shù)據(jù)塊值來重排序所述多個輝度數(shù)據(jù)塊，以生成具有多 個轉(zhuǎn)換后的輝度數(shù)據(jù)塊的轉(zhuǎn)換后輝度幀；創(chuàng)建映射，該映射描述所述輝度幀的所述多個輝度數(shù)據(jù)塊和所述轉(zhuǎn)換 后輝度幀的所述多個轉(zhuǎn)換后的輝度數(shù)據(jù)塊之間的關系；根據(jù)所述映射來重排序所述兩個色度幀的每個中的所述多個色度數(shù)據(jù) 塊，以生成兩個轉(zhuǎn)換后色度幀；以及將所述轉(zhuǎn)換后輝度幀和所述兩個轉(zhuǎn)換后色度幀合成，以生成轉(zhuǎn)換后輸
27. 如權利要求26所述的方法，還包括對所述映射進行編碼以生成 經(jīng)壓縮映射。
28. 如權利要求27所述的方法，其中，所述映射被用可變長度編碼 算法編碼。
29. 如權利要求26所述的方法，還包括 對所述映射進行編碼以生成經(jīng)壓縮映射；以及 將所述經(jīng)壓縮映射和所述轉(zhuǎn)換后輸出幀發(fā)送到編碼器。
30. —種由具有處理單元的設備使用的制品，所述制品包括 至少一種計算機可用介質(zhì)，包括嵌入其中的至少一個計算機程序，所述至少一個計算機程序適于使所述設備執(zhí)行以下步驟將輸入幀分解成一個輝度幀和兩個色度幀，所述輝度幀具有多個 輝度數(shù)據(jù)塊，其中，所述多個輝度數(shù)據(jù)塊中的每個都包含多個輝度像素，并且其中，所述兩個色度幀中的每個都具有多個色度數(shù)據(jù)塊； 為所述多個輝度數(shù)據(jù)塊計算多個數(shù)據(jù)塊值，其中，所述多個數(shù)據(jù) 塊值中的每個數(shù)據(jù)塊值是每個輝度數(shù)據(jù)塊中的所述多個輝度像素的函 數(shù)；基于所述多個數(shù)據(jù)塊值來重排序所述多個輝度數(shù)據(jù)塊，以生成具 有多個轉(zhuǎn)換后的輝度數(shù)據(jù)塊的轉(zhuǎn)換后輝度幀；創(chuàng)建映射，該映射描述所述輝度幀的所述多個輝度數(shù)據(jù)塊和所述 轉(zhuǎn)換后輝度幀的所述多個轉(zhuǎn)換后的輝度數(shù)據(jù)塊之間的關系；根據(jù)所述映射來重排序所述兩個色度幀的每個中的所述多個色度 數(shù)據(jù)塊，以生成兩個轉(zhuǎn)換后色度幀；以及將所述轉(zhuǎn)換后輝度幀和所述兩個轉(zhuǎn)換后色度幀合成，以生成轉(zhuǎn)換后輸出幀。
31. —種系統(tǒng)，包括具有能夠執(zhí)行軟件程序的處理單元的設備，以及由所述處理單元執(zhí)行 的編程邏輯，其中，所述編程邏輯包括用于將輸入幀分解成一個輝度幀和兩個色度幀的裝置，所述輝度 幀具有多個輝度數(shù)據(jù)塊，其中，所述多個輝度數(shù)據(jù)塊中的每個都包含多個輝度像素，并且其中，所述兩個色度幀中的每個都具有多個色度數(shù)據(jù)塊； 用于為所述多個輝度數(shù)據(jù)塊計算多個數(shù)據(jù)塊值的裝置，其中，所 述多個數(shù)據(jù)塊值中的每個數(shù)據(jù)塊值是每個輝度數(shù)據(jù)塊中的所述多個輝 度像素的函數(shù)；用于基于所述多個數(shù)據(jù)塊值來重排序所述多個輝度數(shù)據(jù)塊以生成 具有多個轉(zhuǎn)換后的輝度數(shù)據(jù)塊的轉(zhuǎn)換后輝度幀的裝置；用于創(chuàng)建映射的裝置，所述映射描述了所述輝度幀的所述多個輝 度數(shù)據(jù)塊和所述轉(zhuǎn)換后輝度幀的所述多個轉(zhuǎn)換后的輝度數(shù)據(jù)塊之間的 關系；用于根據(jù)所述映射來重排序所述兩個色度幀的每個中的所述多個 色度數(shù)據(jù)塊以生成兩個轉(zhuǎn)換后色度幀的裝置；以及用于將所述轉(zhuǎn)換后輝度幀和所述兩個轉(zhuǎn)換后色度幀合成以生成轉(zhuǎn) 換后輸出幀的裝置。
32. —種方法，包括將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)幀分解成一個轉(zhuǎn)換后輝度幀和兩個轉(zhuǎn)換后色度幀，其 中，所述轉(zhuǎn)換后輝度幀和所述兩個轉(zhuǎn)換后色度幀每個都包括基于像素輝度 值在每個幀內(nèi)排序的轉(zhuǎn)換后像素數(shù)據(jù)；根據(jù)映射來對所述轉(zhuǎn)換后輝度幀和所述兩個轉(zhuǎn)換后色度幀進行逆轉(zhuǎn) 換，以創(chuàng)建一個重構輝度幀和兩個重構色度幀，其中，所述映射描述所述 轉(zhuǎn)換后輝度幀的所述轉(zhuǎn)換后像素數(shù)據(jù)和原始輝度幀的原始像素數(shù)據(jù)之間的 關系；以及將所述重構輝度幀和所述兩個重構色度幀合成，以生成重構合成幀。
33. 如權利要求32所述的方法，其中，所述映射是解碼后映射，所 述方法還包括對經(jīng)壓縮映射進行解碼，以生成所述解碼后映射。
34. 如權利要求33所述的方法，其中，所述經(jīng)壓縮映射被用可變長 度解碼算法解碼。
35. 如權利要求33所述的方法，其中，所述經(jīng)壓縮映射被用內(nèi)容自 適應可變長度解碼算法和內(nèi)容自適應二進制算術解碼算法解碼。
36. —種由具有處理單元的設備使用的制品，所述制品包括 至少一個計算機可用介質(zhì)，包括嵌入其中的至少一個計算機程序，所述至少一個計算機程序適于使所述設備執(zhí)行以下步驟-將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)幀分解成一個轉(zhuǎn)換后輝度幀和兩個轉(zhuǎn)換后色度 幀，其中，所述轉(zhuǎn)換后輝度幀和所述兩個轉(zhuǎn)換后色度幀每個都包括基 于像素輝度值在每個幀內(nèi)排序的轉(zhuǎn)換后像素數(shù)據(jù)；根據(jù)映射來對所述轉(zhuǎn)換后輝度幀和所述兩個轉(zhuǎn)換后色度幀進行逆 轉(zhuǎn)換，以創(chuàng)建一個重構輝度幀和兩個重構色度幀，其中，所述映射描 述所述轉(zhuǎn)換后輝度幀的所述轉(zhuǎn)換后像素數(shù)據(jù)和原始輝度幀的原始像素 數(shù)據(jù)之間的關系；以及將所述重構輝度幀和所述兩個重構色度幀合成以生成重構合成
37. —種系統(tǒng)，包括具有能夠執(zhí)行軟件程序的處理單元的設備，以及由所述處理單元執(zhí)行的編程邏輯，其中所述編程邏輯包括用于將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)幀分解成一個轉(zhuǎn)換后輝度幀和兩個轉(zhuǎn)換后色 度幀的裝置，其中，所述轉(zhuǎn)換后輝度幀和所述兩個轉(zhuǎn)換后色度幀每個都包括基于像素輝度值在每個幀內(nèi)排序的轉(zhuǎn)換后像素數(shù)據(jù)；用于根據(jù)映射來對所述轉(zhuǎn)換后輝度幀和所述兩個轉(zhuǎn)換后色度幀進行逆轉(zhuǎn)換以創(chuàng)建一個重構輝度幀和兩個重構色度幀的裝置，其中，所述映射描述所述轉(zhuǎn)換后輝度幀的所述轉(zhuǎn)換后像素數(shù)據(jù)和原始輝度幀的原始像素數(shù)據(jù)之間的關系；以及用于將所述重構輝度幀和所述兩個重構色度幀合成以生成重構合成幀的裝置。
全文摘要
通過在將數(shù)據(jù)發(fā)送到編碼算法(例如，MPEG算法)之前在預處理模塊中提高該數(shù)據(jù)的空間和時間相關性來實現(xiàn)額外的數(shù)據(jù)壓縮。輸入數(shù)據(jù)幀被分解成一個輝度幀和兩個色度幀?；谳x度幀內(nèi)的多個輝度像素中的每個來轉(zhuǎn)換該輝度幀，以生成具有多個轉(zhuǎn)換后的輝度像素的轉(zhuǎn)換后輝度幀。描述輝度幀的多個輝度像素和轉(zhuǎn)換后輝度幀的多個轉(zhuǎn)換后輝度像素之間的關系的映射被生成。根據(jù)這種映射來轉(zhuǎn)換所述兩個色度幀，以生成兩個轉(zhuǎn)換后色度幀。轉(zhuǎn)換后的輝度幀和兩個轉(zhuǎn)換后的色度幀被合成，從而生成轉(zhuǎn)換后輸出幀。
文檔編號H04N11/04GK101283605SQ200680037215
公開日2008年10月8日 申請日期2006年10月4日 優(yōu)先權日2005年10月6日
發(fā)明者普里彥·德瓦卡·甘塔堤雷克 申請人:索尼電子有限公司;索尼株式會社