分層信號(hào)質(zhì)量層級(jí)中的信號(hào)處理和繼承的制作方法
【專利摘要】一種信號(hào)處理器被配置成在包括多個(gè)質(zhì)量水平的層級(jí)中對(duì)信號(hào)進(jìn)行編碼。信號(hào)處理器產(chǎn)生針對(duì)至少第一質(zhì)量水平的信號(hào)的再現(xiàn)。信號(hào)處理器生成各組重構(gòu)信號(hào)，其指定如何將處于第一質(zhì)量水平的信號(hào)的再現(xiàn)轉(zhuǎn)換成處于層級(jí)中的第二（較高）質(zhì)量水平的信號(hào)的再現(xiàn)，潛在地利用可用參考信號(hào)。根據(jù)一個(gè)布置，信號(hào)處理器利用熵編碼器來對(duì)重構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼?；诿拷M重構(gòu)數(shù)據(jù)中一個(gè)或多個(gè)符號(hào)的概率分布信息且基于從先前質(zhì)量水平繼承的概率分布信息和/或其他編碼參數(shù)，熵編碼器將重構(gòu)數(shù)據(jù)編碼成已編碼值或位串。使用概率分布信息，熵解碼器將已編碼值或位串轉(zhuǎn)換回到重構(gòu)數(shù)據(jù)。
【專利說明】分層信號(hào)質(zhì)量層級(jí)中的信號(hào)處理和繼承【背景技術(shù)】
[0001]CPU (中央處理單元)效率在信號(hào)的編碼和解碼期間都很重要。最近一代的處理器正在變得越來越并行，其中在每個(gè)單個(gè)芯片上達(dá)到幾百個(gè)簡單核心。
[0002]不幸的是，本質(zhì)上，傳統(tǒng)MPEG (運(yùn)動(dòng)圖像專家組)系列編解碼器在結(jié)構(gòu)上是非并行的。這源自于下述事實(shí):其是基于塊的，并且必須順序地對(duì)每個(gè)圖像塊進(jìn)行編碼和解碼，這是因?yàn)闉榱藢?shí)現(xiàn)高效的壓縮，必須使得所有塊以某種方式相互依賴。經(jīng)由所謂的“切片”(基本上，被相互獨(dú)立地處理的圖像片段，如同其是一個(gè)接一個(gè)地放置的單獨(dú)視頻一樣)到MPEG編碼中的引入，H.264標(biāo)準(zhǔn)允許幾個(gè)線程(通常是2或3個(gè)線程)的并行處理。諸如去塊(de-blocking)之類的重要算法元素(即，使塊之間的過渡“平滑”以創(chuàng)建更均勻圖像的濾波器)通常是充滿條件指令的全局運(yùn)算，這不適合于包括并行CPU的應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)今的CPU和GPU (圖形處理單元)通常是非常強(qiáng)大的；單個(gè)GPU能夠包括數(shù)百個(gè)計(jì)算核心以執(zhí)行信息的并行處理。當(dāng)使用當(dāng)前技術(shù)時(shí)，能夠?qū)D像的較大部分存儲(chǔ)在處理器高速緩存中以用于處理。將圖像分裂成大量的小塊的需要不再適用于現(xiàn)代CPU和GPU，其為創(chuàng)建MPEG時(shí)的驅(qū)動(dòng)因素，因?yàn)閬碜阅莻€(gè)時(shí)代的處理器每次可能僅處理非常小的視頻數(shù)據(jù)塊，并且然后僅順序地進(jìn)行處理。因此，當(dāng)實(shí)現(xiàn)類似于MPEG的類型的編碼/解碼時(shí)，大部分的可用處理能力可能變得不可使用，其中分塊偽跡被不必要地引入到信號(hào)中。并且，與當(dāng)開發(fā)MPEG時(shí)盛行的內(nèi)容相比 ，現(xiàn)代應(yīng)用通常要求高得多的定義視頻編碼和高得多的總體重放質(zhì)量。在高清晰度(HD)、高質(zhì)量視頻中，在具有低細(xì)節(jié)(潛在地甚至失焦)的區(qū)域與具有非常細(xì)微的細(xì)節(jié)的區(qū)域之間存在大得多的差異。這使得諸如在MPEG中使用的那些變換之類的頻域變換的使用甚至更加不適合于圖像處理和重放，因?yàn)橄嚓P(guān)頻率的范圍正在變得寬得多。
[0004]另外，較高分辨率圖像包括較高量的攝像機(jī)噪聲和/或膠片顆粒，即對(duì)于觀察而言可能相當(dāng)不相關(guān)且要求許多位以進(jìn)行編碼的非常詳細(xì)的高頻像素過渡。
[0005]最后，傳統(tǒng)編解碼器不適合于高效地執(zhí)行3D或體積成像，其在諸如醫(yī)學(xué)成像、科學(xué)成像等領(lǐng)域中正在變得越來越重要。
[0006]大多數(shù)目標(biāo)設(shè)備現(xiàn)今支持不同的重放分辨率和質(zhì)量。所謂的SVC (可擴(kuò)縮視頻編碼)(可擴(kuò)縮性的當(dāng)前MPEG標(biāo)準(zhǔn))尚未被行業(yè)有利地接收，并顯示出極少到不存在的采用率，因?yàn)槠浔徽J(rèn)為過于復(fù)雜且有點(diǎn)帶寬低效。
[0007]此外，已編碼視頻是大量的；即，內(nèi)容提供商通常沒有時(shí)間利用每個(gè)特定視頻流對(duì)編碼器參數(shù)和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行定制。當(dāng)前，內(nèi)容提供商不喜歡必須手動(dòng)地對(duì)許多編碼參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)(tweak)(每當(dāng)執(zhí)行編碼并檢驗(yàn)結(jié)果的質(zhì)量時(shí))以便成功地對(duì)視頻進(jìn)行編碼。
[0008]作為編碼/解碼的MPEG標(biāo)準(zhǔn)的替換，所謂的圖像金字塔已被用于編碼/解碼目的。例如，使用拉普拉斯金字塔，常規(guī)系統(tǒng)已使用高斯濾波器且然后構(gòu)建通過利用剛性編程的解碼器從較低分辨率水平向上采樣回到原始水平而獲得的圖像之間的差異的金字塔，來創(chuàng)建較低分辨率圖像。
[0009]常規(guī)拉普拉斯金字塔編碼的使用已被放棄。這種變換的一個(gè)缺點(diǎn)是創(chuàng)作者嘗試避免向下采樣圖像中的失真/偽跡，因此其始終使用高斯濾波，因?yàn)槠涫遣惶砑悠渥陨淼娜魏涡畔⒌奈ㄒ活愋偷臑V波器。然而，高斯濾波存在的不能克服的問題是:其引入了模糊效應(yīng)，使得當(dāng)上擴(kuò)回到較高分辨率時(shí)，需要過度量的圖像校正信息以再現(xiàn)原始圖像。換言之，利用常規(guī)濾波器進(jìn)行的向上采樣導(dǎo)致重構(gòu)圖像中的鋸齒狀或模糊邊緣。該鋸齒狀或模糊邊緣需要使用相當(dāng)大量的殘余數(shù)據(jù)而校正，使得這種編碼技術(shù)對(duì)于在較高分辨率應(yīng)用中使用而言是不期望的。任何信號(hào)編碼器的重要組分中的一個(gè)是當(dāng)前稱為“熵編碼”的操作。在實(shí)踐中，一旦利用無損或有損方法執(zhí)行了編碼操作和變換，則殘余內(nèi)容(即，不能從已經(jīng)在解碼器處可用的數(shù)據(jù)(諸如視頻數(shù)據(jù)中的前一幀)導(dǎo)出的新信息)本質(zhì)上是如果可能的話必須在沒有任何進(jìn)一步損耗或近似的情況下且以最少可能量的位發(fā)射的數(shù)字串。能夠通過其以最少可能量的位發(fā)射數(shù)字串的無損數(shù)據(jù)壓縮方案通常被稱為熵編碼。數(shù)字/符號(hào)串中的熵的概念涉及到數(shù)字/符號(hào)串所包含的固有量的信息:由于并非串中的所有數(shù)字/符號(hào)都是不同的，因此串包含被頻繁重復(fù)的少數(shù)符號(hào)(理想地，僅一個(gè))越多，則對(duì)串進(jìn)行編碼所必需的位越少。
[0010]在文獻(xiàn)中存在用于熵編碼的多種方法。精密熵編碼器(諸如CABAC，在H.264的情況下引入的上下文自適應(yīng)熵編碼器)能夠以很大計(jì)算復(fù)雜度為代價(jià)達(dá)到優(yōu)異的結(jié)果，而其他熵編碼器(諸如，被稱為范圍編碼的技術(shù))僅當(dāng)與適當(dāng)?shù)膮?shù)一起使用時(shí)才能達(dá)到類似的結(jié)果。一般地，熵編碼器僅如其對(duì)要編碼的串中的符號(hào)頻率的(即，解碼器必須以某種方式從編碼器得到的符號(hào)的概率分布的)估計(jì)那樣高效。由于MPEG系列編解碼器是基于塊的(即，其在多個(gè)塊中劃分信號(hào)并本質(zhì)上單獨(dú)地對(duì)每個(gè)塊進(jìn)行分析/編碼)，因此理想地，其將需要針對(duì)每個(gè)單個(gè)塊的殘余內(nèi)容的單獨(dú)概率分布:這在給定非常高數(shù)目的塊的情況下當(dāng)然將是不切實(shí)際的，因此，其使用標(biāo)準(zhǔn)概率分布(并非針對(duì)特定幀而定制的，并且因此在數(shù)據(jù)壓縮方面較不高效)或像CABAC之類的自適應(yīng)方案(更高效，但非常復(fù)雜)。
[0011]本文中的方法和實(shí)施例表示用于以低計(jì)算復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)高效的熵編碼結(jié)果的創(chuàng)新方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本文中的實(shí)施例相對(duì)于用于在分層信號(hào)質(zhì)量層級(jí)中產(chǎn)生已壓縮、已編碼數(shù)據(jù)的常規(guī)系統(tǒng)和方法偏離。例如，本文中的某些實(shí)施例涉及基于標(biāo)準(zhǔn)熵編碼技術(shù)在層級(jí)中產(chǎn)生已編碼重構(gòu)數(shù)據(jù)的獨(dú)特方式。為了壓縮的效率和實(shí)現(xiàn)的簡單起見，本專利申請(qǐng)描述了利用范圍編碼技術(shù)的實(shí)施例，雖然在本文中涵蓋的方法也能夠與若干其他類型的熵編碼器一起應(yīng)用。
[0013]更具體地，本文中的一個(gè)實(shí)施例包括被配置成在包括多個(gè)質(zhì)量水平的層級(jí)中對(duì)信號(hào)進(jìn)行編碼的信號(hào)處理器。為此，該信號(hào)處理器產(chǎn)生針對(duì)至少第一質(zhì)量水平的信號(hào)的再現(xiàn)。該信號(hào)處理器生成各組重構(gòu)數(shù)據(jù)，其指定如何將處于第一質(zhì)量水平的信號(hào)的再現(xiàn)轉(zhuǎn)換成處于層級(jí)中的第二 (較高)質(zhì)量水平的信號(hào)的再現(xiàn)。例如，根據(jù)某些方法，各組重構(gòu)數(shù)據(jù)指定對(duì)能夠從前一(較低)質(zhì)量水平自動(dòng)地導(dǎo)出(“繼承”)的數(shù)據(jù)和信號(hào)再現(xiàn)進(jìn)行校正、結(jié)合和補(bǔ)充所必需的所有信息。
[0014]信號(hào)處理器然后利用諸如范圍編碼器之類的熵編碼器來對(duì)每組重構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。每組重構(gòu)數(shù)據(jù)的編碼能夠包括產(chǎn)生表示正在編碼的重構(gòu)數(shù)據(jù)的范圍值(位串)。[0015]根據(jù)其他實(shí)施例，請(qǐng)注意，在編碼之前，能夠?qū)⑿盘?hào)處理器配置成分析每組重構(gòu)數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生指示一些或所有符號(hào)在重構(gòu)數(shù)據(jù)中的概率分布的概率分布信息。指示一個(gè)或多個(gè)符號(hào)在重構(gòu)數(shù)據(jù)中的概率的概率分布信息使所選熵編碼器(例如，以非限制性示例的方式，范圍編碼、霍夫曼(Huffman)編碼、基于表格的VLC/可變長度編碼、行程(run_length)編碼等)能夠?qū)⒅貥?gòu)數(shù)據(jù)編碼成適當(dāng)?shù)奈淮?例如，范圍值)。在創(chuàng)建范圍值之后，編碼器存儲(chǔ)范圍值和概率分布信息，以用于范圍值回到重構(gòu)數(shù)據(jù)的后續(xù)解碼。熵編碼能夠表示一組或多組不同類型的重構(gòu)數(shù)據(jù)中的任一組，諸如向上采樣操作的參數(shù)、量化閾值、要在從較低質(zhì)量水平向上采樣之后應(yīng)用的殘余數(shù)據(jù)、要在已知參考信號(hào)圖像的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償之后應(yīng)用的殘余數(shù)據(jù)、對(duì)被用于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)拿芗\(yùn)動(dòng)圖中的運(yùn)動(dòng)矢量的調(diào)整、運(yùn)動(dòng)區(qū)、關(guān)于噪聲的譜信息、元數(shù)據(jù)等。
[0016]針對(duì)每組重構(gòu)數(shù)據(jù)，諸如(一個(gè)或多個(gè))范圍解碼器之類的一個(gè)或多個(gè)熵解碼器資源至少部分地基于每組原始重構(gòu)數(shù)據(jù)中的一個(gè)或多個(gè)符號(hào)的概率分布信息，將已編碼值(例如，范圍值)解碼回到原始重構(gòu)數(shù)據(jù)。在解碼之后，另一資源使用由(一個(gè)或多個(gè))解碼器產(chǎn)生的已解碼重構(gòu)數(shù)據(jù)來對(duì)信號(hào)的再現(xiàn)進(jìn)行重構(gòu)。重構(gòu)能夠基于如上所述的不同類型的重構(gòu)數(shù)據(jù)。
[0017]該重構(gòu)數(shù)據(jù)能夠包括用于基于處于較低質(zhì)量水平的信號(hào)的再現(xiàn)和/或已知/可用參考信號(hào)(例如，以非限制性示例的方式，視頻中的前一幀)重構(gòu)處于下一較高質(zhì)量水平的信號(hào)的再現(xiàn)的多種不同類型的適當(dāng)數(shù)據(jù)中的任一種。在一個(gè)實(shí)施例中，重構(gòu)數(shù)據(jù)包括所謂的幀內(nèi)殘余數(shù)據(jù)，指示要在將處于一個(gè)質(zhì)量水平的信號(hào)的再現(xiàn)向上采樣至處于下一較高質(zhì)量水平的信號(hào)的再現(xiàn)之后進(jìn)行的調(diào)整。根據(jù)另一實(shí)施例，該重構(gòu)數(shù)據(jù)包括元數(shù)據(jù)，諸如要被應(yīng)用以將信號(hào)從給定質(zhì)量水平向上采樣至下一較高質(zhì)量水平的一個(gè)或多個(gè)向上采樣操作。根據(jù)另一實(shí)施例，該重構(gòu)數(shù)據(jù)包括要對(duì)通過利用適當(dāng)操作對(duì)在較低質(zhì)量水平處使用的運(yùn)動(dòng)圖進(jìn)行向上采樣而獲得的密集運(yùn)動(dòng)圖(即，包含用于所有信號(hào)元素的運(yùn)動(dòng)矢量的圖)進(jìn)行的調(diào)整；在這種實(shí)施例中，該重構(gòu)數(shù)據(jù)還可以包括幀間殘余數(shù)據(jù)，指示要在借助于上述密集運(yùn)動(dòng)圖對(duì)已知參考信號(hào)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償之后對(duì)該重構(gòu)信號(hào)進(jìn)行的調(diào)整。在一個(gè)示例實(shí)施例中，能夠通過避免指定關(guān)于能夠從前一(較低)質(zhì)量水平自動(dòng)地導(dǎo)出(“繼承”)什么的信息來減少各組重構(gòu)數(shù)據(jù)所需的信息量。
[0018]如前所述，針對(duì)每組重構(gòu)數(shù)據(jù)，編碼器能夠識(shí)別概率分布信息，其指示一個(gè)或多個(gè)符號(hào)在要編碼的重構(gòu)數(shù)據(jù)(其能夠被表示為一串符號(hào))中的概率。熵編碼器產(chǎn)生要被各熵解碼器用來對(duì)殘余數(shù)據(jù)中的多個(gè)符號(hào)的概率分布進(jìn)行外推的至少一個(gè)解碼參數(shù)。
[0019]在其他實(shí)施例中，熵編碼器向熵解碼器指定多于兩個(gè)參數(shù)以用于位串到重構(gòu)數(shù)據(jù)的解碼。在這種實(shí)施例中，熵解碼器假設(shè)第一參數(shù)指定重構(gòu)數(shù)據(jù)中殘余數(shù)據(jù)元素的百分比，其等于諸如零之類的最常見值。接收到參數(shù)的熵解碼器假設(shè)N個(gè)附加參數(shù)中的每一個(gè)指示另一或下一最頻繁符號(hào)在重構(gòu)數(shù)據(jù)中的概率?；贜個(gè)參數(shù)和潛在地基于其他標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，解碼器還對(duì)第N個(gè)符號(hào)后的所有其他符號(hào)的概率進(jìn)行外推。該概率分布信息提供將位串解碼回到原始重構(gòu)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。
[0020]根據(jù)另一實(shí)施例，熵編碼器向解碼器指定兩個(gè)參數(shù)以用于位串到重構(gòu)數(shù)據(jù)的解碼。在這種實(shí)施例中，第一參數(shù)指定重構(gòu)數(shù)據(jù)中符號(hào)(例如，殘余數(shù)據(jù)元素)的百分比，其等于對(duì)解碼器來說已知的值(例如，零)。第二參數(shù)包括使解碼器能夠?qū)Ω郊臃?hào)在重構(gòu)數(shù)據(jù)中的概率進(jìn)行外推的信息。該分布信息提供將位串解碼回到原始重構(gòu)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。
[0021]根據(jù)另一實(shí)施例，編碼器向解碼器指定一個(gè)參數(shù)以用于位串到重構(gòu)數(shù)據(jù)的解碼。在這種實(shí)施例中，所述一個(gè)參數(shù)指定殘余數(shù)據(jù)元素在重構(gòu)數(shù)據(jù)中的百分比，其等于對(duì)解碼器來說已知的值(諸如零)。解碼器然后基于對(duì)解碼器來說已知的標(biāo)準(zhǔn)默認(rèn)參數(shù)來對(duì)所有其他符號(hào)的概率進(jìn)行外推。
[0022]根據(jù)其他實(shí)施例，能夠?qū)蛹?jí)中的多個(gè)質(zhì)量水平中的每一個(gè)配置成包括用于以給定質(zhì)量水平重構(gòu)信號(hào)的再現(xiàn)的相應(yīng)重構(gòu)數(shù)據(jù)。當(dāng)適合于減少已編碼數(shù)據(jù)的量時(shí)，能夠在下一較高質(zhì)量水平處利用(“繼承”)處于給定質(zhì)量水平的一些或所有重構(gòu)數(shù)據(jù)，以代替必須指定處于每個(gè)質(zhì)量水平的重構(gòu)數(shù)據(jù)。例如，能夠?qū)㈧亟獯a器配置成接收位串，并且，響應(yīng)于檢測到諸如熵編碼器未生成用于數(shù)據(jù)的任何概率分布參數(shù)或者處于較低質(zhì)量水平的熵編碼器明確地指示其不會(huì)指定用于較高質(zhì)量水平的任何概率分布參數(shù)之類的條件，熵解碼器能夠利用在(一個(gè)或多個(gè))先前質(zhì)量水平處使用的(一個(gè)或多個(gè))概率分布參數(shù)以將重構(gòu)數(shù)據(jù)解碼。
[0023]本文中的實(shí)施例還包括信號(hào)處理器，其被配置成將針對(duì)給定質(zhì)量水平的一組或多組重構(gòu)數(shù)據(jù)解析成重構(gòu)數(shù)據(jù)的多個(gè)群組(“瓦片”)。例如，當(dāng)將瓦片應(yīng)用于表示殘余數(shù)據(jù)的重構(gòu)數(shù)據(jù)時(shí)，瓦片的組合定義用于對(duì)處于給定質(zhì)量水平的信號(hào)的再現(xiàn)的元素進(jìn)行調(diào)整的殘余數(shù)據(jù)，例如在從較低質(zhì)量水平進(jìn)行向上采樣或?qū)σ阎獏⒖夹盘?hào)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償之后。編碼器產(chǎn)生每個(gè)瓦片中的符號(hào)的各概率分布參數(shù)。編碼器然后針對(duì)每個(gè)瓦片判定是使用這種概率分布參數(shù)(其因此將必須被發(fā)射到解碼器)還是從先前(較低)質(zhì)量水平自動(dòng)地繼承的概率分布參數(shù)(其將是對(duì)解碼器來說已知的，而不需要發(fā)射附加信息)。編碼器然后基于用于群組的所選各概率分布參數(shù)(繼承的或新的)將重構(gòu)數(shù)據(jù)的多個(gè)群組(瓦片)編碼到各位串中。解碼器將位串和概率分布值接收到各瓦片中并發(fā)起多個(gè)熵解碼器的(可選地并行)執(zhí)行，以基于與每個(gè)瓦片相關(guān)聯(lián)的位串和概率分布值來再現(xiàn)重構(gòu)數(shù)據(jù)的多個(gè)群組。如本文所討論的瓦片技術(shù)能夠用在層級(jí)中的一個(gè)或多個(gè)質(zhì)量水平中以促進(jìn)熵編碼/解碼和信號(hào)重構(gòu)的并行處理。
[0024]下面更詳細(xì)地討論這些及其他實(shí)施例變型。
[0025]如上所述，請(qǐng)注意，本文中的實(shí)施例能夠包括一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)化設(shè)備、路由器、網(wǎng)絡(luò)、工作站、手持式或膝上型計(jì)算機(jī)等的配置以執(zhí)行和/或支持本文公開的任何或所有方法操作。換言之，能夠?qū)⒁粋€(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)化設(shè)備或處理器編程和/或配置為如本文所解釋的那樣操作以執(zhí)行不同的實(shí)施例。
[0026]除如上文所討論的編碼/解碼之外，本文中的其他實(shí)施例包括軟件程序以執(zhí)行在上文概述且在下面詳細(xì)地公開的步驟和操作。一個(gè)這種實(shí)施例包括計(jì)算機(jī)可讀、硬件存儲(chǔ)資源(即，非瞬變計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì))，其包括在其上編碼的計(jì)算機(jī)程序邏輯、指令等，其當(dāng)在具有一個(gè)或多個(gè)處理器(例如，CPU、GPU等)和相應(yīng)存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)化設(shè)備中執(zhí)行時(shí)將(一個(gè)或多個(gè))處理器編程為和/或促使(一個(gè)或多個(gè))處理器執(zhí)行本文公開的任何操作。這種布置能夠被提供為在諸如光學(xué)介質(zhì)(例如，CD-R0M、DVD、BD等)、軟盤或硬盤之類的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或諸如一個(gè)或多個(gè)ROM或RAM或PROM芯片中的固件或微代碼之類的其他介質(zhì)上布置或編碼的軟件、代碼和/或其他數(shù)據(jù)(例如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))，或者被提供為專用集成電路(ASIC)。能夠?qū)④浖蚬碳蚱渌@種配置安裝到計(jì)算機(jī)化設(shè)備上以促使計(jì)算機(jī)化設(shè)備執(zhí)行本文所解釋的技術(shù)。
[0027]相應(yīng)地，本公開的一個(gè)特定實(shí)施例涉及一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括具有存儲(chǔ)在其上以支持信號(hào)處理操作的計(jì)算機(jī)可讀硬件存儲(chǔ)介質(zhì)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，指令在由各計(jì)算機(jī)設(shè)備的處理器執(zhí)行時(shí)促使處理器:產(chǎn)生處于第一質(zhì)量水平的信號(hào)的再現(xiàn)；生成至少一組重構(gòu)數(shù)據(jù)，該至少一組重構(gòu)數(shù)據(jù)指定如何基于處于第一質(zhì)量水平的信號(hào)的再現(xiàn)和/或已知參考信號(hào)、以層級(jí)中的第二質(zhì)量水平重構(gòu)信號(hào)的再現(xiàn)，第二質(zhì)量水平高于第一質(zhì)量水平；以及利用熵編碼器(例如，以非限制性示例的方式，范圍編碼器、霍夫曼編碼器、基于表格的VLC編碼器、行程編碼器)來對(duì)不同組的重構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，熵編碼器針對(duì)每個(gè)組產(chǎn)生表示被包含在重構(gòu)數(shù)據(jù)中的符號(hào)的已編碼值或位串。
[0028]在另一實(shí)施例中，表示剛剛描述的實(shí)施例的解碼側(cè)，所述指令在由各計(jì)算機(jī)設(shè)備的處理器執(zhí)行時(shí)促使處理器:產(chǎn)生處于第一質(zhì)量水平的信號(hào)的再現(xiàn)；接收至少一組已編碼值，該至少一組一編碼制(一旦被解碼就)指定如何基于處于第一質(zhì)量水平的信號(hào)的再現(xiàn)和/或已知參考信號(hào)、以層級(jí)中的第二質(zhì)量水平重構(gòu)信號(hào)的再現(xiàn)，第二質(zhì)量水平高于第一質(zhì)量水平；以及利用一個(gè)或多個(gè)熵解碼器(例如，以非限制性示例的方式，范圍解碼器、霍夫曼解碼器、基于表格的VLC解碼器、行程解碼器)來將已編碼值解碼并再現(xiàn)要被用來以第二質(zhì)量水平重構(gòu)信號(hào)的不同組的重構(gòu)數(shù)據(jù)。
[0029]步驟的排序是為了清楚起見而添加的。這些步驟能夠按照任何適當(dāng)?shù)捻樞騺韴?zhí)行。
[0030]本公開的其他實(shí)施例包括軟件程序、固件和/或相應(yīng)硬件以執(zhí)行在上文概述且在下面詳細(xì)地公開的任何方法實(shí)施例步驟和操作。
[0031]并且，應(yīng)理解的是，能夠?qū)⑷绫疚乃懻摰南到y(tǒng)、方法、設(shè)備、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上的指令等嚴(yán)格地體現(xiàn)為軟件程序、體現(xiàn)為軟件、固件和/或硬件的混合或者單獨(dú)地體現(xiàn)為硬件，諸如在處理器內(nèi)或在操作系統(tǒng)內(nèi)或在軟件應(yīng)用內(nèi)等。如上文所討論的，本文中的技術(shù)非常適合于在對(duì)信號(hào)進(jìn)行編碼/解碼的軟件、固件和/或硬件應(yīng)用中使用。以非限制性示例的方式，利用這些技術(shù)編碼/解碼的信號(hào)能夠是二維的(例如，畫面、視頻幀、2D運(yùn)動(dòng)圖、熱圖等)、三維的(例如，3D/體積圖像、全息圖像、CAT掃描、醫(yī)學(xué)/科學(xué)圖像、3D運(yùn)動(dòng)圖等)或者甚至以多于三個(gè)維度、基于時(shí)間的信號(hào)(例如，音頻信號(hào)、視頻信號(hào)等)等等為特征。為了簡單起見，本文所示的實(shí)施例常常指代作為2D設(shè)置平面(例如，適當(dāng)色彩空間中的2D圖像)顯示的圖像，諸如例如畫面。然而，相同的概念和方法也適用于任何其他類型的信號(hào)。此外，應(yīng)注意的是，本文中的實(shí)施例不限于在這種應(yīng)用中使用，并且本文所討論的技術(shù)也非常適合于其他應(yīng)用。
[0032]另外，請(qǐng)注意，雖然可在本公開的不同地方討論本文中的不同特征、技術(shù)、配置等中的每一個(gè)，但意圖在于能夠相互獨(dú)立地或相互組合地執(zhí)行每個(gè)概念。相應(yīng)地，能夠以許多不同的方式來體現(xiàn)和查看如本文所述的一個(gè)或多個(gè)本發(fā)明、實(shí)施例等。
[0033]并且，請(qǐng)注意，本文中的實(shí)施例的此初步討論并未指定每個(gè)實(shí)施例和/或遞增地本公開或要求保護(hù)的(一個(gè)或多個(gè))發(fā)明的新型方面。替代地，本簡要描述僅提出相比于常規(guī)技術(shù)的新穎性的一般實(shí)施例和相應(yīng)點(diǎn)。針對(duì)(一個(gè)或多個(gè))發(fā)明的附加細(xì)節(jié)和/或可能觀點(diǎn)(變換)，讀者被引導(dǎo)至如下面進(jìn)一步討論的本公開的【具體實(shí)施方式】部分和相應(yīng)的圖。【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]根據(jù)如附圖中所示的本文中的優(yōu)選實(shí)施例的以下更特定描述，本發(fā)明的前述及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，在附圖中，相似的附圖標(biāo)記遍及不同的圖指代相同部分。附圖不一定按比例繪制，而是著重于圖示實(shí)施例、原理、概念等。
[0035]圖1是圖示出根據(jù)本文中的實(shí)施例的重構(gòu)數(shù)據(jù)的編碼/解碼的示例圖。
[0036]圖2是圖示出根據(jù)本文中的實(shí)施例的信號(hào)的向上采樣的示例圖。
[0037]圖3是圖示出根據(jù)本文中的實(shí)施例的處理的示例圖。
[0038]圖4是圖示出用于對(duì)重構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的示例標(biāo)準(zhǔn)熵編碼方法的示例圖。
[0039]圖5是圖示出根據(jù)本文中的實(shí)施例的處于層級(jí)中的多個(gè)質(zhì)量水平的重構(gòu)數(shù)據(jù)的編碼和解碼的不例圖。
[0040]圖6是圖示出根據(jù)本文中的實(shí)施例的使用一個(gè)或多個(gè)并行處理器的重構(gòu)數(shù)據(jù)的瓦片的處理的示例圖。
[0041]圖7是圖示出根據(jù)本文中的實(shí)施例的處于給定質(zhì)量水平的多個(gè)瓦片的處理的示例圖。
[0042]圖8是圖示出根據(jù)本文中的實(shí)施例的使用多個(gè)量化器的處于給定質(zhì)量水平的重構(gòu)數(shù)據(jù)的量化的示例圖。
[0043]圖9是圖示出根據(jù)本文中的實(shí)施例的使用不同量化器設(shè)置的重構(gòu)數(shù)據(jù)的量化的示例圖。
[0044]圖10是圖示出根據(jù)本文中的實(shí)施例的將表示殘余數(shù)據(jù)的一組重構(gòu)數(shù)據(jù)解析成殘余數(shù)據(jù)的不同群組的示例圖。
[0045]圖11是圖示出根據(jù)本文中的實(shí)施例的不同重構(gòu)數(shù)據(jù)群組的創(chuàng)建的示例圖。
[0046]圖12是圖示出根據(jù)本文中的實(shí)施例的用于執(zhí)行計(jì)算機(jī)代碼、固件、軟件、應(yīng)用、邏輯等的示例計(jì)算機(jī)架構(gòu)的圖。
[0047]圖13是圖示出根據(jù)本文中的實(shí)施例的處理重構(gòu)數(shù)據(jù)的方法的示例流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0048]圖1是圖示出根據(jù)本文中的實(shí)施例的重構(gòu)數(shù)據(jù)的處理的示例圖。
[0049]如所示的那樣，信號(hào)處理器100-1將信號(hào)115向下采樣至處于較低質(zhì)量水平的不同再現(xiàn)。一般地，對(duì)信號(hào)115進(jìn)行向下采樣能夠包括產(chǎn)生處于每個(gè)不同質(zhì)量水平的信號(hào)的再現(xiàn)，并生成重構(gòu)數(shù)據(jù)，其指定如何將處于第一質(zhì)量水平的信號(hào)的給定再現(xiàn)轉(zhuǎn)換成處于層級(jí)中的下一較高質(zhì)量水平的信號(hào)的再現(xiàn)。
[0050]請(qǐng)注意，與信號(hào)115的再現(xiàn)和處于較低質(zhì)量水平的信號(hào)的相應(yīng)再現(xiàn)相關(guān)聯(lián)的值能夠表示任何適當(dāng)類型的數(shù)據(jù)信息。以非限制性示例的方式，信號(hào)115可以是圖像數(shù)據(jù)、視頻的幀或域、體積醫(yī)學(xué)圖像、運(yùn)動(dòng)圖等，指示各圖像中的多個(gè)信號(hào)元素(例如，圖素(pel)/平面元素、像素/畫面元素、體素(voxel) /體積畫面元素等)中的每一個(gè)的設(shè)置(例如，色彩分量、用直角坐標(biāo)或極坐標(biāo)表示的運(yùn)動(dòng)矢量、溫度、放射性量、密度值等)。
[0051]信號(hào)115中的每一個(gè)元素能夠以諸如一個(gè)或多個(gè)色彩分量之類的若干設(shè)置為屬性。根據(jù)這種實(shí)施例，根據(jù)諸如YUV、RGB、HSV等適當(dāng)色彩空間標(biāo)準(zhǔn)來對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)中的元素的色彩分量進(jìn)行編碼。[0052]以非限制性示例的方式，信號(hào)115所表示的圖像能夠是二維的(例如，畫面、視頻幀、2D運(yùn)動(dòng)圖等)、三維的(例如，3D/體積圖像、全息圖像、CAT掃描、醫(yī)學(xué)/科學(xué)圖像、3D運(yùn)動(dòng)圖等)或者甚至以多于三個(gè)維度為特征。信號(hào)元素或分量的設(shè)置指示如何表示/顯示要在設(shè)備上重放或再現(xiàn)的信號(hào)。
[0053]根據(jù)其他實(shí)施例，信號(hào)115表示包括多個(gè)元素的原始信號(hào)或高分辨率信號(hào)。在這種實(shí)施例中，信號(hào)的再現(xiàn)(例如信號(hào)115-3的再現(xiàn)、信號(hào)115-2的再現(xiàn)、信號(hào)115-1的再現(xiàn)、……)中的每一個(gè)能夠類似于已從信號(hào)115向下采樣至較低質(zhì)量水平的原始信號(hào)的縮略圖表示。
[0054]處于較低質(zhì)量水平的信號(hào)115的再現(xiàn)捕捉原始信號(hào)的較粗糙屬性，而不是原始信號(hào)的更詳細(xì)的較細(xì)微屬性。詳細(xì)的較細(xì)微屬性出現(xiàn)在處于較高質(zhì)量水平的信號(hào)的再現(xiàn)中。以非限制性示例的方式，信號(hào)處理器100-1將原始信號(hào)115向下采樣至信號(hào)115-3的再現(xiàn)；信號(hào)處理器100-1將信號(hào)115-3的再現(xiàn)向下采樣至信號(hào)115-2的再現(xiàn)；信號(hào)處理器100-1將信號(hào)115-2的再現(xiàn)向下采樣至信號(hào)115-1的再現(xiàn)；以此類推至最低質(zhì)量水平。能夠?qū)⑿盘?hào)115向下采樣至任何數(shù)目的適當(dāng)水平。
[0055]當(dāng)將信號(hào)115向下采樣至每個(gè)較低質(zhì)量水平時(shí)，信號(hào)處理器110-1能夠生成各重構(gòu)數(shù)據(jù)150。重構(gòu)數(shù)據(jù)指示如何基于處于較低質(zhì)量水平的信號(hào)的再現(xiàn)和/或已知參考信號(hào)(例如，以非限制性示例的方式，視頻中的先前幀)、以下一較高質(zhì)量水平重構(gòu)信號(hào)的再現(xiàn)。例如，重構(gòu)數(shù)據(jù)150-3指示如何將信號(hào)115-2的再現(xiàn)轉(zhuǎn)換成信號(hào)115-3的再現(xiàn)；重構(gòu)數(shù)據(jù)150-2指示如何將信號(hào)115-1的再現(xiàn)轉(zhuǎn)換成信號(hào)115-2的再現(xiàn)；重構(gòu)數(shù)據(jù)150-1指示如何將信號(hào)115-0的再現(xiàn)轉(zhuǎn)換成信號(hào)115-1的再現(xiàn)；以此類推。
[0056]重構(gòu)數(shù)據(jù)150能夠是用于以較高質(zhì)量水平重構(gòu)信號(hào)的多種不同類型的數(shù)據(jù)中的任一種。例如，重構(gòu)數(shù)據(jù)包括一組或多組不同類型的重構(gòu)數(shù)據(jù)中的任一組，諸如向上采樣操作的參數(shù)、量化閾值信息、殘余數(shù)據(jù)、運(yùn)動(dòng)區(qū)、對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量的調(diào)整、關(guān)于噪聲的譜信息、元數(shù)據(jù)等。
[0057]在對(duì)各信號(hào)進(jìn)行向下采樣并產(chǎn)生重構(gòu)數(shù)據(jù)的附加示例細(xì)節(jié)中，能夠?qū)⑿盘?hào)處理器100-1配置成測試并創(chuàng)建不同組的重構(gòu)數(shù)據(jù)，以從一個(gè)質(zhì)量水平向上采樣至另一個(gè)。
[0058]重構(gòu)數(shù)據(jù)150能夠包括用于信號(hào)處理的任何適當(dāng)數(shù)據(jù)。例如，每組重構(gòu)數(shù)據(jù)150能夠包括元數(shù)據(jù)、殘余數(shù)據(jù)等。元數(shù)據(jù)能夠包括諸如借以將信號(hào)的再現(xiàn)從一個(gè)質(zhì)量水平轉(zhuǎn)換成下一個(gè)的一組一個(gè)或多個(gè)向上采樣操作之類的數(shù)據(jù)；殘余數(shù)據(jù)能夠指示諸如要對(duì)處于不同質(zhì)量水平的信號(hào)元素進(jìn)行的調(diào)整(例如，在對(duì)處于較低質(zhì)量水平的信號(hào)的再現(xiàn)進(jìn)行向上采樣之后，或者在對(duì)處于同一質(zhì)量水平的已知參考信號(hào)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償之后等)等信息。
[0059]信號(hào)處理器100-1能夠包括熵編碼器140。在一個(gè)示例實(shí)施例中，熵編碼器140將處于多個(gè)不同質(zhì)量水平中的每一個(gè)的重構(gòu)數(shù)據(jù)處理成各組范圍值信息180和概率分布信息 190。
[0060]范圍值信息180能夠包括針對(duì)相應(yīng)的一組重構(gòu)數(shù)據(jù)生成的各范圍值(即，表示已編碼符號(hào)的位串)。概率分布信息190能夠指示正在被編碼的各組重構(gòu)數(shù)據(jù)150中一個(gè)或多個(gè)符號(hào)的分布。在一個(gè)示例實(shí)施例中，能夠避免用于一組或多組重構(gòu)數(shù)據(jù)的概率分布信息190的指示，這意味著對(duì)于相應(yīng)的(一個(gè)或多個(gè))組重構(gòu)數(shù)據(jù)而言，解碼器應(yīng)當(dāng)使用從先前(較低)質(zhì)量水平和/或從已知參考信號(hào)繼承的概率分布信息。[0061]在一個(gè)實(shí)施例中，熵編碼器140和解碼器440能夠基于在本領(lǐng)域中已知為范圍編碼的技術(shù)，其具有良好的性能和效率；然而，這僅僅是以非限制性示例的方式示出的，并且能夠使用熵編碼或數(shù)據(jù)壓縮的任何適當(dāng)方法來對(duì)重構(gòu)數(shù)據(jù)150進(jìn)行編碼和解碼。無論所使用的熵編碼的類型如何，本文中的方法都相對(duì)于常規(guī)系統(tǒng)和方法偏離。
[0062]能夠?qū)㈧鼐幋a器140配置成產(chǎn)生用于不同類型的重構(gòu)數(shù)據(jù)中的每一個(gè)的各范圍值信息和概率分布信息。
[0063]作為更具體示例，信號(hào)處理器100-1利用熵編碼器140來將重構(gòu)數(shù)據(jù)150_1編碼成范圍值信息180-1和概率分布信息190-1。例如，熵編碼器140針對(duì)質(zhì)量水平#1分析各組重構(gòu)數(shù)據(jù)150-1以產(chǎn)生各組概率分布信息190-1。每組概率分布信息190-1指示相應(yīng)組的重構(gòu)數(shù)據(jù)150-1中一個(gè)或多個(gè)符號(hào)的概率分布。
[0064]熵編碼器140產(chǎn)生用于重構(gòu)數(shù)據(jù)150-2的概率分布信息190_2。各組概率分布信息190-2指示各組重構(gòu)數(shù)據(jù)150-2中一個(gè)或多個(gè)符號(hào)的概率分布。在一個(gè)示例實(shí)施例中，針對(duì)處于一個(gè)或多個(gè)質(zhì)量水平中的一組或多組重構(gòu)數(shù)據(jù)，編碼器可以選擇不產(chǎn)生概率分布信息，這意味著對(duì)于相應(yīng)的(一個(gè)或多個(gè))組或重構(gòu)數(shù)據(jù)而言，編碼器和解碼器應(yīng)當(dāng)使用從較低質(zhì)量水平和/或從已知參考信號(hào)自動(dòng)地繼承的概率分布信息。
[0065]信號(hào)處理器100-1利用熵編碼器140以基于相應(yīng)的概率分布信息、針對(duì)每個(gè)質(zhì)量水平對(duì)每組重構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。例如，熵編碼器140利用概率分布信息190-1作為產(chǎn)生表示重構(gòu)數(shù)據(jù)150-1的范圍值信息180-1 (B卩，已編碼位串)的基礎(chǔ)；熵編碼器140利用概率分布信息190-2作為產(chǎn)生表示重構(gòu)數(shù)據(jù)150-2的范圍值信息190-2的基礎(chǔ)；熵編碼器140利用概率分布信息190-3作為產(chǎn)生表示重構(gòu)數(shù)據(jù)150-3的范圍值信息190-3的基礎(chǔ)；以此類推。
[0066]信號(hào)處理器100-1存儲(chǔ)范圍值信息180和概率分布信息190以用于后續(xù)分發(fā)到一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)資源。在一個(gè)實(shí)施例中，能夠通過通信鏈路將已編碼信息(即，在本文中稱為范圍值信息180和/或概率分布信息190的位串的集合)從源發(fā)射給包括解碼器的消費(fèi)者以再現(xiàn)或重放信號(hào)115。如下面進(jìn)一步討論的，信號(hào)115的再現(xiàn)能夠包括將處于一個(gè)或多個(gè)質(zhì)量水平中的每一個(gè)的范圍值信息180和概率分布信息190解碼成各組重構(gòu)數(shù)據(jù)，以便重構(gòu)信號(hào)115以用于重放。所產(chǎn)生的信號(hào)再現(xiàn)可以具有相同或不同的分辨率且與原始已編碼信號(hào)相同或幾乎相同。換言之，對(duì)于后一種情況，如本文所討論的編碼/解碼能夠是無損或有損的。
[0067]在一個(gè)實(shí)施例中，信號(hào)處理器100-2接收用于各重構(gòu)數(shù)據(jù)的范圍值信息180 (BP,表示已編碼符號(hào)的位串的集合)和概率分布信息190。信號(hào)處理器100-2實(shí)現(xiàn)熵解碼器440。熵解碼器440利用概率分布信息190來將范圍值信息180解碼成重構(gòu)數(shù)據(jù)。
[0068]如上所述，在解碼之后，信號(hào)處理器100-2利用由解碼器440產(chǎn)生的重構(gòu)數(shù)據(jù)150-1來將處于第一質(zhì)量水平的信號(hào)115-0的再現(xiàn)轉(zhuǎn)換成處于下一較高質(zhì)量水平的信號(hào)115-1的再現(xiàn)；信號(hào)處理器100-2利用由解碼器440產(chǎn)生的重構(gòu)數(shù)據(jù)150-2來將信號(hào)115-1的再現(xiàn)轉(zhuǎn)換成信號(hào)115-2的再現(xiàn)；信號(hào)處理器100-2利用由解碼器440產(chǎn)生的重構(gòu)數(shù)據(jù)150-3來將信號(hào)115-2的再現(xiàn)轉(zhuǎn)換成信號(hào)115-3的再現(xiàn)；以此類推。
[0069]請(qǐng)注意，信號(hào)處理器100-2不必繼續(xù)向上轉(zhuǎn)換和再現(xiàn)的過程直至原始存在于信號(hào)中且被信號(hào)處理器100-1編碼的最高質(zhì)量水平；事實(shí)上，本文所述的分層熵編碼通過允許低端再現(xiàn)設(shè)備僅對(duì)其被配備以應(yīng)對(duì)的位流部分進(jìn)行解碼和再現(xiàn)，相對(duì)于常規(guī)系統(tǒng)和方法偏離。如果傳輸鏈路暫時(shí)地或明確地變得不適合于承載與整個(gè)位流180相關(guān)聯(lián)的信息量，則相同的優(yōu)點(diǎn)適用；能夠由信號(hào)處理器100-2獨(dú)立地對(duì)能夠到達(dá)解碼器的部分(例如180-1、180-2等)進(jìn)行處理和解碼直至某個(gè)質(zhì)量水平，從而確保信號(hào)115的再現(xiàn)，盡管是以降低的質(zhì)量，即使當(dāng)傳輸鏈路退化時(shí)。
[0070]再次請(qǐng)注意，各組重構(gòu)數(shù)據(jù)能夠包括指示下述各項(xiàng)的殘余數(shù)據(jù):要在將處于第一質(zhì)量水平的信號(hào)的再現(xiàn)向上采樣到處于下一較高質(zhì)量水平的信號(hào)的再現(xiàn)之后進(jìn)行的調(diào)整；或要在將已知參考信號(hào)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償至處于下一較高質(zhì)量水平的信號(hào)的再現(xiàn)之后對(duì)特定信號(hào)元素進(jìn)行的調(diào)整；或要對(duì)用于將已知參考信號(hào)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償至處于下一較高質(zhì)量水平的信號(hào)的再現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)圖進(jìn)行的調(diào)整等等。
[0071]本文中的一個(gè)實(shí)施例包括:減少對(duì)用于每組重構(gòu)數(shù)據(jù)的概率分布信息190進(jìn)行編碼所需的數(shù)據(jù)量。為了減少需要被發(fā)射至解碼器440的數(shù)據(jù)，能夠?qū)㈧鼐幋a器140配置成分析概率分布信息，以便包括要被各解碼器用來對(duì)多個(gè)符號(hào)在殘余數(shù)據(jù)中的概率分布進(jìn)行外推的一個(gè)或多個(gè)解碼參數(shù)。
[0072]更具體地，在一個(gè)示例實(shí)施例中，編碼器140分析概率分布信息190以便包括多個(gè)解碼參數(shù)，該多個(gè)解碼參數(shù)包括第一參數(shù)和附加參數(shù)。第一參數(shù)指定被分配有第一符號(hào)的重構(gòu)數(shù)據(jù)(例如，殘余數(shù)據(jù))中元素的百分比。每個(gè)附加解碼參數(shù)能夠指示存在于重構(gòu)數(shù)據(jù)(例如，殘余數(shù)據(jù))中的下一符號(hào)的概率。
[0073]根據(jù)另一實(shí)施例，如本文所討論的編碼器140分析用于各重構(gòu)數(shù)據(jù)的概率分布信息以便產(chǎn)生第一解碼參數(shù)和第二解碼參數(shù)。第一解碼參數(shù)指定被分配有第一符號(hào)的殘余數(shù)據(jù)中元素的百分比；第二解碼參數(shù)指定如何對(duì)用于重構(gòu)數(shù)據(jù)(例如，殘余數(shù)據(jù))中多個(gè)其他(附加)符號(hào)中的每一個(gè)的概率分布值進(jìn)行外推。例如，在一個(gè)不例實(shí)施例中，假設(shè)在用于對(duì)殘余數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的字母表中存在N個(gè)不同的符號(hào)，并且將第一解碼參數(shù)稱為Cl1以及將第二解碼參數(shù)稱為d2 ;解碼器將能夠通過對(duì)以下方程組求解來計(jì)算所有符號(hào)概率P (O)至P (N-1)，服從所有概率P (O)至P (N-1)之和必須是I的約束:
P(O) = d1
p(k) =p (k-1) * d2,其中k處于2至N-1范圍內(nèi)。
[0074]根據(jù)另一實(shí)施例，編碼器140產(chǎn)生用于每組重構(gòu)數(shù)據(jù)的概率分布信息，以僅包括指示殘余數(shù)據(jù)中第一符號(hào)的概率的單個(gè)解碼參數(shù)。解碼器440基于對(duì)解碼器來說已知的預(yù)定的一組標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)來對(duì)其他符號(hào)的概率分布進(jìn)行外推；該外推可以通過計(jì)算或基于表格查找而完成。
[0075]在其他實(shí)施例中，如下面所討論的，為了針對(duì)每個(gè)質(zhì)量水平減少需要被發(fā)射到解碼器的數(shù)據(jù)量，熵編碼器140不生成用于各重構(gòu)數(shù)據(jù)的任何概率分布信息。在這種實(shí)例中，解碼器440針對(duì)一個(gè)或多個(gè)較高質(zhì)量水平中的每一個(gè)使用(“繼承”)來自較低質(zhì)量水平的概率分布信息，以將范圍值信息轉(zhuǎn)換成重構(gòu)數(shù)據(jù)。
[0076]圖2是圖示出根據(jù)本文中的實(shí)施例的信號(hào)的處理的示例圖。
[0077]如先前所討論的，在一個(gè)實(shí)施例中，信號(hào)115可以表示圖像信息。在本非限制性示例中假設(shè)信號(hào)115和相應(yīng)的重構(gòu)數(shù)據(jù)指示如何利用給定比例因數(shù)(例如，在本非限制性示例中，比例因數(shù)為2)將較低分辨率圖像轉(zhuǎn)換或擴(kuò)展成較高分辨率圖像。[0078]此外，假設(shè)各組熵編碼重構(gòu)數(shù)據(jù)150在被解碼時(shí)指示如何控制處于每個(gè)質(zhì)量水平的圖像元素的設(shè)置。例如，處于質(zhì)量水平J的圖像210-1包括圖像元素域W ;處于質(zhì)量水平J+1的圖像210-2包括圖像兀素域X ;圖像210-3包括圖像兀素域Y ;等等。
[0079]針對(duì)質(zhì)量水平J的重構(gòu)數(shù)據(jù)指示如何控制圖像210-1中的圖像元素W的設(shè)置(例如，信號(hào)115-0的再現(xiàn))；針對(duì)質(zhì)量水平J+1的重構(gòu)數(shù)據(jù)指示如何將圖像210-1中的每個(gè)圖像元素W轉(zhuǎn)換成圖像210-2中的四個(gè)X元素；針對(duì)質(zhì)量水平J+2的重構(gòu)數(shù)據(jù)指示如何將圖像210-2中的每個(gè)圖像元素Y轉(zhuǎn)換成圖像210-3中的四個(gè)Y元素；以此類推。轉(zhuǎn)換能夠包括向上采樣和濾波(也借助于非線性操作)后面緊接著對(duì)元素進(jìn)行調(diào)整。
[0080]圖3是圖示出根據(jù)本文中的實(shí)施例的處理重構(gòu)數(shù)據(jù)的不同示例的示例圖。
[0081]如所示的那樣，重構(gòu)數(shù)據(jù)150-3能夠包括元數(shù)據(jù)160-3、殘余數(shù)據(jù)170_3等。重構(gòu)數(shù)據(jù)150-2能夠包括元數(shù)據(jù)160-2、殘余數(shù)據(jù)170-2等。重構(gòu)數(shù)據(jù)150-1能夠包括元數(shù)據(jù)160-1、殘余數(shù)據(jù)170-1等。
[0082]熵編碼器140分析元數(shù)據(jù)160-1以產(chǎn)生概率分布信息390_1，其指示元數(shù)據(jù)160_1中符號(hào)的分布。熵編碼器140還分析殘余數(shù)據(jù)170-1以產(chǎn)生概率分布信息391-1，其指示殘余數(shù)據(jù)170-1中符號(hào)的分布。
[0083]熵編碼器140分析元數(shù)據(jù)160-2以產(chǎn)生概率分布信息390_2，其指示元數(shù)據(jù)160_2中符號(hào)的分布。熵編碼器140還分析殘余數(shù)據(jù)170-2以產(chǎn)生概率分布信息391-2，其指示殘余數(shù)據(jù)170-2中符號(hào)的分布。
[0084]熵編碼器140分析元數(shù)據(jù)160-3以產(chǎn)生概率分布信息390_3，其指示元數(shù)據(jù)160_3中符號(hào)的分布。熵編碼器140還分析殘余數(shù)據(jù)170-3以產(chǎn)生概率分布信息391-3，其指示殘余數(shù)據(jù)170-3中符號(hào)的分布；以此類推。
[0085]有時(shí)，熵編碼器140可以判定不產(chǎn)生概率分布信息39*-*，在該情況下，針對(duì)相應(yīng)的重構(gòu)數(shù)據(jù)組，將自動(dòng)地從較低質(zhì)量水平和/或從已知參考信號(hào)繼承用于對(duì)相應(yīng)的范圍值進(jìn)行編碼的概率分布信息。
[0086]經(jīng)由熵編碼的某種適當(dāng)方法(例如，范圍編碼、霍夫曼編碼、基于表格的VLC/可變長度編碼、行程編碼或其他類似技術(shù))，熵編碼器140產(chǎn)生用于元數(shù)據(jù)160-1的范圍值信息380-1、用于殘余數(shù)據(jù)170-1的范圍值信息381-1、用于元數(shù)據(jù)160-2的范圍值信息380-2、用于殘余數(shù)據(jù)170-2的范圍值信息381-2、用于元數(shù)據(jù)160-3的范圍值信息380-3、用于殘余數(shù)據(jù)170-3的范圍值信息381-3等等。
[0087]熵解碼器440利用概率分布信息390-1來將范圍值信息380_1解碼成元數(shù)據(jù)160-1 ;熵解碼器440利用概率分布信息391-1來將范圍值信息381-1解碼成殘余數(shù)據(jù)170-1。
[0088]熵解碼器440還利用概率分布信息390-2來將范圍值信息380_2解碼成元數(shù)據(jù)160-2 ;熵解碼器440利用概率分布信息391-2來將范圍值信息381-2解碼成殘余數(shù)據(jù)170-2。
[0089]熵解碼器440還利用概率分布信息390-3來將范圍值信息380_3解碼成元數(shù)據(jù)160-3 ;熵解碼器440利用概率分布信息391-3來將范圍值信息381-3解碼成殘余數(shù)據(jù)170-3 ;以此類推。
[0090]有時(shí)，熵解碼器440可以不接收概率分布信息39*-*，在該情況下，將自動(dòng)地從較低質(zhì)量水平和/或從已知參考信號(hào)繼承對(duì)相應(yīng)的范圍值進(jìn)行解碼所需的概率分布信息。
[0091]圖4是圖示出用于對(duì)重構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的示例熵編碼方法(S卩，被稱為范圍編碼的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法)的示例圖。
[0092]如所示的那樣，最初，熵編碼器140根據(jù)符號(hào)概率來選擇諸如O至I之類的范圍以進(jìn)行細(xì)分。對(duì)于具有已知長度和符號(hào)x、Y和Z的已知字母表的重構(gòu)數(shù)據(jù)的符號(hào)的給定序列(例如，ΧΧΥΧΖ)，熵編碼器140產(chǎn)生概率分布信息。在這種情況下，概率分布信息指示序列中符號(hào)X的概率是60%，序列中符號(hào)Y的概率是20%，并且符號(hào)Z的概率是20%?；诟怕史植夹畔⒑头?hào)序列，熵編碼器140作為范圍值而產(chǎn)生被包括在范圍(0.25056，0.25920)內(nèi)的任何數(shù)字。特別地，編碼器將可能選擇要求最少量的位的該范圍內(nèi)的數(shù)字中的一個(gè)(例如，能夠精確地用二進(jìn)制表示為0.0100001的0.2578125，在小數(shù)點(diǎn)后有7位)。
[0093]使用用于該序列的概率分布信息，解碼器能夠?qū)⒎秶?例如，二進(jìn)制值
0.0100001或位串“0100001”)解碼回至序列XXYXZ。
[0094]這種類型的范圍編碼能夠用于將每組重構(gòu)數(shù)據(jù)編碼成各范圍值。然而，請(qǐng)注意，5個(gè)符號(hào)的使用僅僅是以非限制性示例的方式示出的，并且每組重構(gòu)數(shù)據(jù)當(dāng)然可以包括遠(yuǎn)多于5個(gè)符號(hào)的序列(例如，從幾百個(gè)符號(hào)或甚至多得多的字母表取得的數(shù)萬個(gè)符號(hào)的序列)。
[0095]圖5是圖示出根據(jù)本文中的實(shí)施例的處于層級(jí)中的多個(gè)質(zhì)量水平的已編碼信息的使用的示例圖。
[0096]在本示例中，信號(hào)處理器100-1利用熵編碼器140來將重構(gòu)數(shù)據(jù)編碼成范圍值信息和概率分布信息。例如，熵編碼器140分析針對(duì)質(zhì)量水平#1的重構(gòu)數(shù)據(jù)150-1 (例如，如本文所討論的一種或多種不同類型的重構(gòu)數(shù)據(jù)中的任一種)以產(chǎn)生概率分布信息490-1。概率分布信息490-1指不重構(gòu)數(shù)據(jù)150-1中一個(gè)或多個(gè)符號(hào)的概率分布?；诟怕史植夹畔?90-1和重構(gòu)數(shù)據(jù)150-1中的符號(hào)的序列，熵編碼器以如本文討論的方式產(chǎn)生范圍值信息 480_1ο
[0097]熵解碼器440使用概率分布信息490-1作為將范圍值信息480_1轉(zhuǎn)換成重構(gòu)數(shù)據(jù)150-1的基礎(chǔ)。
[0098]在下一質(zhì)量水平處，熵編碼器140分析針對(duì)質(zhì)量水平#2的重構(gòu)數(shù)據(jù)150-2以產(chǎn)生一組概率分布信息。在本示例中，基于該分析，熵編碼器140認(rèn)識(shí)到用于重構(gòu)數(shù)據(jù)150-2的概率分布信息基本上類似于或等于用于重構(gòu)數(shù)據(jù)150-1的概率分布信息。在這種實(shí)例中，能夠在質(zhì)量水平#2處重用(“繼承”)概率分布信息490-1，而不要求存儲(chǔ)和/或發(fā)射指定新概率分布將需要的信息。
[0099]將處于前一質(zhì)量水平#1的概率分布信息490-1重用于處于較高質(zhì)量水平的元素(例如，從信號(hào)115-1的再現(xiàn)重用到信號(hào)115-2的再現(xiàn))，熵編碼器140生成范圍值信息480-2。熵編碼器140在沒有相應(yīng)的概率分布信息的情況下存儲(chǔ)并發(fā)射用于質(zhì)量水平#2的范圍值信息480-2。換言之，熵編碼器140不針對(duì)范圍值信息480-2向解碼器440發(fā)送一組概率分布信息。
[0100]在這種實(shí)施例中，熵解碼器440被配置成接收范圍值信息480-2。響應(yīng)于檢測到熵編碼器140未生成和發(fā)送針對(duì)范圍值信息480-2的概率分布信息，熵解碼器440利用概率分布信息490-1 (例如，指示重構(gòu)數(shù)據(jù)150-1中一個(gè)或多個(gè)符號(hào)的概率分布)來將范圍值信息480-2解碼成重構(gòu)數(shù)據(jù)150-2。這種技術(shù)減少了需要被發(fā)射到熵解碼器440以重構(gòu)信號(hào)115的數(shù)據(jù)量。能夠在多個(gè)較高質(zhì)量水平處重用用于給定質(zhì)量水平的單個(gè)組概率分布信息。編碼器還能夠指定將在不需要其他規(guī)范(即，將不存在任何超越(override))的情況下從當(dāng)前質(zhì)量水平一直向上到最上(最高)質(zhì)量水平繼承給定組的概率分布信息。這支持需要編碼、存儲(chǔ)或發(fā)射的數(shù)據(jù)的再進(jìn)一步減少。
[0101]相應(yīng)地，本文中的實(shí)施例能夠包括:接收用于給定重構(gòu)數(shù)據(jù)的范圍值；識(shí)別處于前一(例如，較低)質(zhì)量水平的重構(gòu)數(shù)據(jù)中符號(hào)的概率分布；以及利用該較低質(zhì)量水平的所識(shí)別的概率分布來將范圍值信息解碼成給定重構(gòu)數(shù)據(jù)。如所提及的那樣，處于層級(jí)中的一個(gè)或多個(gè)不同較高水平的概率分布信息的重用(“繼承”)減少了需要被發(fā)送到熵解碼器以重構(gòu)信號(hào)的已編碼數(shù)據(jù)的量。
[0102]熵編碼器140可以分析重構(gòu)數(shù)據(jù)150-3并獲悉重構(gòu)數(shù)據(jù)150_3中符號(hào)的概率分布信息基本上不同于(例如，高于閾值)重構(gòu)數(shù)據(jù)150-1和/或重構(gòu)數(shù)據(jù)150-2中符號(hào)的分布。在這種實(shí)例中，熵編碼器140產(chǎn)生概率分布信息490-3。基于概率分布信息490-3和重構(gòu)數(shù)據(jù)150-3中的符號(hào)序列，熵編碼器140產(chǎn)生范圍值信息480-3。
[0103]熵解碼器440被配置成接收范圍值信息480-3和概率分布信息490_3。熵解碼器440使用概率分布信息490-3作為將范圍值信息480-3轉(zhuǎn)換成重構(gòu)數(shù)據(jù)150-3的基礎(chǔ)。
[0104]根據(jù)替換實(shí)施例，請(qǐng)注意，能夠?qū)㈧亟獯a器440配置成接收用于給定質(zhì)量水平的范圍值信息。響應(yīng)于檢測到熵編碼器140未指定用于給定重構(gòu)數(shù)據(jù)的概率分布值，取代使用繼承概率分布(例如，以非限制性示例的方式，前一較低質(zhì)量水平的相同概率分布信息)，熵解碼器利用用于一個(gè)或多個(gè)符號(hào)的默認(rèn)概率分布以便將范圍值解碼成各重構(gòu)數(shù)據(jù)。
[0105]再一次地，請(qǐng)注意，在本文中僅以非限制性示例的方式示出了作為熵編碼方法的范圍編碼的選擇，作為特定實(shí)施例且為了使描述更清楚:能夠與相同的方法一起使用熵編碼或數(shù)據(jù)壓縮的任何適當(dāng)方法，像在本文中已經(jīng)引用的那些方法或可能在未來發(fā)現(xiàn)或開發(fā)且直接地或間接地利用符號(hào)概率的其他方法。
[0106]用于每個(gè)幀/LoQ的每個(gè)瓦片的殘余分布的精確指示
假設(shè)必須對(duì)針對(duì)質(zhì)量水平N的殘余數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。假設(shè)解碼器已經(jīng)具有關(guān)于前一水平N-1的信息并已嘗試通過利用一組上擴(kuò)操作/濾波器來以水平N重構(gòu)信號(hào)的再現(xiàn)。為了完全重構(gòu)水平N，解碼器現(xiàn)在需要接收針對(duì)水平N的殘余數(shù)據(jù)。
[0107]編碼器可能具有關(guān)于原始水平N和關(guān)于解碼器內(nèi)部工作的知識(shí)(S卩，其能夠預(yù)測解碼器將計(jì)算出的水平N的“初稿”)，因此，編碼器140能夠計(jì)算以相對(duì)于原始圖像的期望接近性/相似性重構(gòu)整個(gè)圖像(例如，處于質(zhì)量水平N的所有元素)所需的殘余內(nèi)容的分布。
[0108]為了提高效率，本文中的一個(gè)實(shí)施例包括僅僅向解碼器發(fā)送零符號(hào)的概率，S卩，在殘余數(shù)據(jù)中最常出現(xiàn)的符號(hào)(例如，當(dāng)元素所需的調(diào)整值為零或處于零附近時(shí)，達(dá)到適當(dāng)閾值)。這可能是用于在符號(hào)字母表的不同可能分布之間鑒別的最有用參數(shù)。相應(yīng)地，針對(duì)每個(gè)幀的每個(gè)質(zhì)量水平的每個(gè)瓦片(如下面進(jìn)一步討論的)，能夠?qū)⒔獯a器440配置成具有殘余內(nèi)容的適當(dāng)概率分布，允許由編碼器140實(shí)現(xiàn)的熵編碼以顯著的有效性壓縮重構(gòu)數(shù)據(jù)。
[0109]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，如上所述，可以僅當(dāng)在給定質(zhì)量水平處需要時(shí)才發(fā)送殘余數(shù)據(jù)中不同符號(hào)的特定分布。針對(duì)后續(xù)質(zhì)量水平和可能地針對(duì)后續(xù)幀，解碼器默認(rèn)地使用被用于前一質(zhì)量水平的概率分布信息，除非編碼器140通過發(fā)送新的值來超越上一個(gè)值。
[0110]圖6是圖示出根據(jù)本文中的實(shí)施例的使用一個(gè)或多個(gè)并行處理器的重構(gòu)數(shù)據(jù)的瓦片的處理的示例圖。
[0111]如所示的那樣，能夠?qū)㈧鼐幋a器140配置成將每組重構(gòu)數(shù)據(jù)解析成重構(gòu)數(shù)據(jù)的多個(gè)群組。例如，能夠?qū)㈧鼐幋a器140配置成將重構(gòu)數(shù)據(jù)150-1解析成瓦片610-1、瓦片610-2、瓦片610-3、瓦片610-4等。處于質(zhì)量水平#1的每個(gè)瓦片610能夠包括相對(duì)于信號(hào)中的預(yù)定數(shù)目個(gè)(例如，64個(gè))鄰接元素的重構(gòu)數(shù)據(jù)。
[0112]能夠?qū)㈧鼐幋a器140配置成將重構(gòu)數(shù)據(jù)150-2解析成瓦片620_1、瓦片620_2、瓦片620-3、瓦片620-4等。每個(gè)瓦片620能夠包括相對(duì)于信號(hào)中的預(yù)定數(shù)目個(gè)(例如，256個(gè))鄰接元素的重構(gòu)數(shù)據(jù)。
[0113]請(qǐng)注意，重構(gòu)數(shù)據(jù)不是基于塊或基于瓦片的，因?yàn)槠淇梢酝ㄟ^處理整個(gè)信號(hào)而獲得，或者，僅在被產(chǎn)生之后才將其切成單獨(dú)的瓦片，以便允許并行的熵編碼/解碼。
[0114]圖7是圖示出根據(jù)本文中的實(shí)施例的處于給定質(zhì)量水平的給定組的重構(gòu)數(shù)據(jù)(例如，殘余數(shù)據(jù)或?qū)τ糜谶\(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)動(dòng)圖的調(diào)整等)的多個(gè)瓦片的編碼的示例圖。
[0115]如先前 所討論的，能夠?qū)㈧鼐幋a器140配置成將針對(duì)給定質(zhì)量水平的重構(gòu)數(shù)據(jù)解析成多個(gè)瓦片。在本示例中，將重構(gòu)數(shù)據(jù)150-2解析成瓦片重構(gòu)數(shù)據(jù)150-T1、瓦片重構(gòu)數(shù)據(jù)150-T2、瓦片重構(gòu)數(shù)據(jù)150-T3等。
[0116]根據(jù)這種實(shí)施例，熵編碼器140產(chǎn)生多個(gè)群組中的每一個(gè)中一個(gè)或多個(gè)符號(hào)的概率分布信息(例如，各概率分布值)。例如，熵編碼器140基于針對(duì)瓦片群組的各概率分布值將瓦片重構(gòu)數(shù)據(jù)的多個(gè)群組中的每一個(gè)編碼成范圍值。
[0117]更具體地，熵編碼器140產(chǎn)生指示瓦片重構(gòu)數(shù)據(jù)150-T1中一個(gè)或多個(gè)符號(hào)的分布的概率分布信息490-T1 ;熵編碼器140產(chǎn)生指不瓦片重構(gòu)數(shù)據(jù)150-T2中一個(gè)或多個(gè)符號(hào)的分布的概率分布信息490-T2 ;熵編碼器140產(chǎn)生指示瓦片重構(gòu)數(shù)據(jù)150-T3中一個(gè)或多個(gè)符號(hào)的分布的概率分布信息490-T3 ;以此類推。
[0118]基于概率分布信息490-T1和重構(gòu)數(shù)據(jù)150-T1中的符號(hào)序列，熵編碼器140產(chǎn)生范圍值信息480-T1 ;基于概率分布信息490-T2和重構(gòu)數(shù)據(jù)150-T2中的符號(hào)序列，熵編碼器140產(chǎn)生范圍值信息480-T2 ;基于概率分布信息490-T3和重構(gòu)數(shù)據(jù)150-T3中的符號(hào)序列，熵編碼器140產(chǎn)生范圍值信息480-T3 ;以此類推。
[0119]在一個(gè)示例實(shí)施例中，重構(gòu)數(shù)據(jù)的多個(gè)群組中的每一個(gè)包含相對(duì)于被包括在瓦片中的信號(hào)元素的殘余數(shù)據(jù)。每個(gè)殘余數(shù)據(jù)元素指示要在信號(hào)從第一質(zhì)量水平到第二質(zhì)量水平的轉(zhuǎn)換期間對(duì)信號(hào)的相應(yīng)部分進(jìn)行的調(diào)整。
[0120]如本文所討論的將重構(gòu)數(shù)據(jù)縮減至不同組的瓦片使信號(hào)處理器100-2能夠發(fā)起多個(gè)熵解碼器的并行執(zhí)行，以使用范圍值480-T和概率分布值490-T來再現(xiàn)重構(gòu)數(shù)據(jù)的多個(gè)群組(例如，瓦片重構(gòu)數(shù)據(jù)150-T1、瓦片重構(gòu)數(shù)據(jù)150-T2、瓦片重構(gòu)數(shù)據(jù)150-T3、……)。[0121 ] 通過簡單地將關(guān)于瓦片計(jì)算的分布/直方圖合并，還能夠經(jīng)由并行算法來完成計(jì)算針對(duì)全局信號(hào)/圖像的殘余內(nèi)容的分布/直方圖。
[0122]圖8是圖示出根據(jù)本文中的實(shí)施例的使用一個(gè)或多個(gè)死區(qū)量化器的處于給定質(zhì)量水平的重構(gòu)數(shù)據(jù)的量化的示例圖。調(diào)整不同死區(qū)并將其應(yīng)用于重構(gòu)數(shù)據(jù)(例如，殘余數(shù)據(jù))使得能夠根據(jù)多個(gè)不同的次級(jí)質(zhì)量水平對(duì)重構(gòu)數(shù)據(jù)的多個(gè)質(zhì)量水平中的每一個(gè)進(jìn)一步編碼。
[0123]例如，編碼器生成諸如殘余數(shù)據(jù)170-2之類的重構(gòu)數(shù)據(jù)。請(qǐng)注意，能夠使用如本文所述的死區(qū)量化將處于層級(jí)中的任何質(zhì)量水平的任何類型的重構(gòu)數(shù)據(jù)編碼成不同的次級(jí)質(zhì)量水平。
[0124]經(jīng)由不同死區(qū)設(shè)置的應(yīng)用(例如，利用量化器810-1、量化器810-2、……)，編碼器將殘余數(shù)據(jù)170-2(即，重構(gòu)數(shù)據(jù))解析成包括已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)870-1、已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)870-2等的多個(gè)群組。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，編碼器將量化器810-1應(yīng)用于殘余數(shù)據(jù)170-2以產(chǎn)生已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)870-1 ;編碼器將量化器810-2應(yīng)用于殘余數(shù)據(jù)170-2以產(chǎn)生已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)870-2 ;以此類推。量化器810-1具有將范圍#1內(nèi)的任何符號(hào)設(shè)置成諸如零之類的公共符號(hào)(因此，針對(duì)該范圍有公共名稱“死區(qū)”)的效果；量化器810-2具有將范圍#2內(nèi)的任何符號(hào)設(shè)置成諸如零之類的公共符號(hào)的效果；以此類推。每個(gè)量化器提供不同水平的死區(qū)(和潛在地甚至不同的量化步長)，導(dǎo)致不同的次級(jí)質(zhì)量水平。
[0125]熵編碼器140單獨(dú)地對(duì)處于不同次級(jí)質(zhì)量水平的重構(gòu)數(shù)據(jù)的每個(gè)不同群組進(jìn)行編碼。
[0126]例如，針對(duì)已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)870-1的第一群組，熵編碼器140分析已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)870-1，以產(chǎn)生已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)870-1中一個(gè)或多個(gè)符號(hào)的第一概率分布值(例如，概率分布信息890-1)。熵編碼器140以如先前針對(duì)其他重構(gòu)數(shù)據(jù)討論的方式基于已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)870-1的概率分布信息890-1和元素設(shè)置來產(chǎn)生范圍值信息880-1。
[0127]針對(duì)已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)870-2的第二群組，熵編碼器140分析已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)870-2，以產(chǎn)生已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)870-2中一個(gè)或多個(gè)符號(hào)的概率分布值(例如，概率分布信息890-2)。熵編碼器1 40基于已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)870-2的概率分布信息890-2和元素設(shè)置來產(chǎn)生范圍值信息880-2。
[0128]在諸如阻止重構(gòu)數(shù)據(jù)到解碼器的傳輸?shù)臈l件之類的網(wǎng)絡(luò)擁塞期間，如上文所討論的使用不同量化器的層級(jí)中的一個(gè)或多個(gè)質(zhì)量水平中的每一個(gè)的編碼是有用的。例如，響應(yīng)于阻止范圍值信息880-1和概率分布信息890-1 (例如，與范圍值信息880-2和概率分布信息890-2相比，范圍值信息880-1和概率分布信息890-1包括更大量的數(shù)據(jù))的及時(shí)傳輸或解碼的障礙的檢測和/或發(fā)生，本文中的實(shí)施例包括將范圍值信息880-2和概率分布信息890-2發(fā)射到解碼器。解碼器440將范圍值信息880-2和概率分布信息890-2解碼以產(chǎn)生已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)870-2。
[0129]根據(jù)其他實(shí)施例，能夠根據(jù)諸如可用帶寬之類的參數(shù)來調(diào)整處于一個(gè)或多個(gè)質(zhì)量水平中的每一個(gè)的量化以發(fā)射范圍值信息和概率分布信息。也就是說，能夠在較高帶寬可用時(shí)的時(shí)間期間發(fā)射較大的數(shù)據(jù)量(例如，重構(gòu)數(shù)據(jù)的較高次級(jí)質(zhì)量水平)；能夠在帶寬有限時(shí)的時(shí)間期間發(fā)射較小的數(shù)據(jù)量(例如，重構(gòu)數(shù)據(jù)的較低次級(jí)質(zhì)量水平)。
[0130]因此，本文中的一個(gè)實(shí)施例包括生成已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)以便以層級(jí)中的給定質(zhì)量水平重構(gòu)信號(hào)。熵編碼器140對(duì)殘余數(shù)據(jù)170-2應(yīng)用不同的量化，以在熵編碼之前減小處于給定質(zhì)量水平的已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)的熵。將一個(gè)或多個(gè)量化器應(yīng)用于殘余數(shù)據(jù)170-1促進(jìn)了根據(jù)期望比特率(例如，恒定比特率CBR)進(jìn)行的已編碼殘余數(shù)據(jù)的傳輸，因?yàn)閿U(kuò)大用于符號(hào)的給定字母表的死區(qū)(例如，從范圍#1至范圍#2)減小了已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)的熵。也就是說，與范圍值信息880-1和概率分布信息890-1相比，較低次級(jí)質(zhì)量水平范圍值信息880-2和概率分布信息890-2要求更少的位并要求更少的發(fā)射時(shí)間。
[0131]根據(jù)其他實(shí)施例，能夠?qū)⑿盘?hào)處理器100-1和/或熵編碼器140配置成計(jì)算用于對(duì)處于層級(jí)中的多個(gè)質(zhì)量水平的信號(hào)進(jìn)行調(diào)整的殘余數(shù)據(jù)中符號(hào)的概率分布。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，信號(hào)處理器100-1利用針對(duì)重構(gòu)數(shù)據(jù)計(jì)算的概率分布以基于第一量化設(shè)置來估計(jì)對(duì)處于一個(gè)或多個(gè)質(zhì)量水平的殘余數(shù)據(jù)進(jìn)行熵編碼的比特率。響應(yīng)于檢測到用于發(fā)射諸如殘余數(shù)據(jù)之類的重構(gòu)數(shù)據(jù)的所估計(jì)出的比特率高于期望閾值，信號(hào)處理器100-1能夠?qū)堄鄶?shù)據(jù)應(yīng)用附加/不同量化(例如，通過擴(kuò)大得以被量化成最可能符號(hào)的死區(qū))以減小與殘余數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的熵并減少必須被發(fā)射到解碼器以重構(gòu)信號(hào)115的數(shù)據(jù)量(例如，處于每個(gè)質(zhì)量水平的范圍值信息和概率分布信息)。相應(yīng)地，信號(hào)處理器100-1能夠調(diào)整處于多個(gè)質(zhì)量水平中的每一個(gè)的殘余數(shù)據(jù)的熵以確保能夠在由期望比特率施加的界限內(nèi)將已編碼數(shù)據(jù)發(fā)射到目的地。
[0132]圖9是圖示出根據(jù)本文中的實(shí)施例的使用不同死區(qū)設(shè)置的重構(gòu)數(shù)據(jù)的量化的示例圖。
[0133]如所示的那樣，量化器810-1的應(yīng)用在產(chǎn)生已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)870-1時(shí)將落在_2與2之間的范圍#1內(nèi)的殘余數(shù)據(jù)170-2中的任何符號(hào)轉(zhuǎn)換成符號(hào)值零。換言之，量化器810-1將具有值1、2、_2、1、2和I的殘余數(shù)據(jù)170-2中的元素設(shè)置成公共符號(hào)值O以產(chǎn)生已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)870-1。在本特定示例中，重構(gòu)數(shù)據(jù)170-2中的其他值從殘余數(shù)據(jù)170-2延續(xù)至已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)870-1 ;這僅僅意圖使示例更容易遵循，并且應(yīng)當(dāng)理解的是，在本發(fā)明的實(shí)際實(shí)施例中，也可能量化其他值，其中量化步長等于或不同于死區(qū)#1的寬度。
[0134]如所示的那樣，量化器810-2的應(yīng)用在產(chǎn)生已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)870-2時(shí)將落在_4與4之間的范圍#2內(nèi)的殘余數(shù)據(jù)170-2中的任何符號(hào)轉(zhuǎn)換成符號(hào)值零。換言之，量化器810-2將具有值1、2、-2、_4、1、2、1、3和-3的殘余數(shù)據(jù)170-2中的元素設(shè)置成公共符號(hào)值O以產(chǎn)生已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)870-2。在本特定示例中，重構(gòu)數(shù)據(jù)170-2中的其他值從殘余數(shù)據(jù)170-2延續(xù)至已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)870-2 ;再一次，這僅僅意圖使示例更容易遵循，并且應(yīng)當(dāng)理解的是，在本發(fā)明的實(shí)際實(shí)施例中，也可能量化其他值，其中量化步長等于或不同于死區(qū)#2的寬度。
[0135]能夠?qū)⒕幋a器配置成針對(duì)多個(gè)次級(jí)質(zhì)量水平中的每一個(gè)重復(fù)此過程。
[0136]作為應(yīng)用不同死區(qū)量化器的結(jié)果，與已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)870-2相比，已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)870-1具有更高熵。相應(yīng)地，針對(duì)已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)870-2的已編碼數(shù)據(jù)組小于針對(duì)已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)870-1的已編碼數(shù)據(jù)組。如上所述，在網(wǎng)絡(luò)擁塞期間，可以有利的是，發(fā)射和解碼已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)870-2以代替發(fā)射和解碼已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)870-1。
[0137]圖10是圖示出根據(jù)本文中的實(shí)施例的根據(jù)量值將重構(gòu)數(shù)據(jù)解析成殘余數(shù)據(jù)的不同群組的示例圖。在本示例實(shí)施例中，編碼器將諸如殘余數(shù)據(jù)170-2之類的重構(gòu)數(shù)據(jù)解析成多個(gè)群組(例如，已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)1070-1、已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)1070-2、已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)1070-3等)。經(jīng)由量化器1010-1，信號(hào)處理器100-1產(chǎn)生已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)1070-1。在一個(gè)實(shí)施例中，信號(hào)處理器100-1填充已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)1070-1 (例如，第一組重構(gòu)數(shù)據(jù))以包括具有落在第一范圍外的值(諸如小于-T3的值和大于+T3的值)的殘余數(shù)據(jù)170-2的元素。其他值(即，在-T3與+T3之間的“死區(qū)”中)被設(shè)置為諸如零之類的公共符號(hào)，其將變得越來越可能且由此將要求較少的位以利用熵編碼表示。
[0138]經(jīng)由量化器1010-2，信號(hào)處理器100-1產(chǎn)生已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)1070_2。在一個(gè)實(shí)施例中，信號(hào)處理器100-1填充已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)1070-2 (例如，第二組重構(gòu)數(shù)據(jù))以包括具有落在第一范圍外且在第二范圍內(nèi)的值(例如，落在-T3與-T2之間以及在+T2與+T3之間的值)的殘余數(shù)據(jù)170-2的元素。落在-T2與+T2之間的死區(qū)中的值被設(shè)置為諸如零之類的公共符號(hào)；其他值(即，小于-T3且大于+T3)未被編碼。
[0139]經(jīng)由量化器1010-3，信號(hào)處理器100-1還產(chǎn)生已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)1070_3。在一個(gè)實(shí)施例中，信號(hào)處理器100-1填充已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)1070-3 (例如，第三組重構(gòu)數(shù)據(jù))以包括具有落在第三范圍內(nèi)的值(例如，落在-T2與T2之間的值)的殘余數(shù)據(jù)170-2的元素。其他值未被編碼。
[0140]熵編碼器140單獨(dú)地對(duì)已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)1070進(jìn)行編碼。
[0141]例如，熵編碼器140分析已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)1070-1以產(chǎn)生概率分布信息1090_1?；谝颜{(diào)整殘余數(shù)據(jù)1070-1中的概率分布信息1090-1和元素序列，熵編碼器140產(chǎn)生范圍值信息1080-1。
[0142]因此，能夠?qū)㈧鼐幋a器140配置成單獨(dú)地將已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)1070的不同群組編碼成相應(yīng)的范圍值信息和概率分布信息。例如，熵編碼器140將已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)1070-1解碼成概率分布信息1090-1和范圍值信息1080-1 ;熵編碼器140將已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)1070-2編碼成概率分布信息1090-2和范圍值信息1080-2 ;熵編碼器140將已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)1070-3編碼成概率分布信息1090-3和范圍值信息1080-3 ;以此類推。
[0143]如上文所討論的在互補(bǔ)群組中對(duì)重構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析和編碼可以在諸如解碼器的可變/不可預(yù)測計(jì)算能力或不同質(zhì)量向不同解碼器的提供(例如，按次計(jì)費(fèi)(pay-per-view)服務(wù))之類的情況下或者在編碼器與解碼器之間的傳輸信道的擁塞期間有用。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，響應(yīng)于阻止及時(shí)地將重構(gòu)數(shù)據(jù)的所有群組(例如，已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)1070-1、已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)1070-2、已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)1070-3等)解碼以產(chǎn)生原始信號(hào)的較高準(zhǔn)確度復(fù)制品的障礙的發(fā)生，信號(hào)處理器100-2能夠基于概率分布信息1090-1來發(fā)起已編碼殘余數(shù)據(jù)的子集(諸如僅范圍值信息1080-1)到已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)1070-1的解碼。在這種實(shí)例中，信號(hào)處理器100-2利用重構(gòu)數(shù)據(jù)的已解碼第一群組來將處于第一質(zhì)量水平的信號(hào)的再現(xiàn)轉(zhuǎn)換成第二質(zhì)量水平。
[0144]圖11是圖示出根據(jù)本文中的實(shí)施例的使用不同量化器設(shè)置的重構(gòu)數(shù)據(jù)的量化的示例圖。如所示的那樣，編碼器140將已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)170-2解析成已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)1070-1、已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)1070-2等。
[0145]編碼器140填充已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)1070-1以包括具有落在第一范圍之外(例如在量值方面大于50)的值的殘余數(shù)據(jù)170-2的元素。所有其他值被設(shè)置為零。
[0146]編碼器140填充已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)1070-2以包括具有落在25與50之間的量值范圍內(nèi)的值的所生成的重構(gòu)數(shù)據(jù)的元素。已利用已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)1070-1中的非零符號(hào)編碼的值不再需要在已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)1070-2中編碼。所有其他值被設(shè)置為零。
[0147]信號(hào)處理器100-1針對(duì)每個(gè)范圍重復(fù)此過程。
[0148]如上文所討論的，熵編碼器140單獨(dú)地對(duì)各組已調(diào)整殘余數(shù)據(jù)1070進(jìn)行編碼。
[0149]比特率或恒定比特率編碼的精確控制的示例
MPEG系列編解碼器及其他行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編解碼器不能根據(jù)已編碼位流保持在預(yù)定義范圍的每秒比特內(nèi)的恒定比特率進(jìn)行編碼。這在很大程度上是由于算法的性質(zhì)。也就是說，這種編解碼器僅在已完成整個(gè)編碼過程之后才能確定對(duì)圖像進(jìn)行編碼所需的精確位數(shù)。當(dāng)未滿足位限額時(shí)，這種編碼器必須利用不同的參數(shù)對(duì)原始信號(hào)重新編碼多次，直至所生成的尺寸處于與目標(biāo)相距期望閾值內(nèi)。一般地，在恒定比特率的情形中，編碼器從開始起頻繁地開始利用高壓縮參數(shù)進(jìn)行編碼(從而常常實(shí)現(xiàn)比在可用比特率的情況下將在理論上可能的質(zhì)量更低的質(zhì)量)，以便最小化不得不將信號(hào)重新編碼多次的風(fēng)險(xiǎn)。
[0150]與常規(guī)編解碼器相比，并且根據(jù)本文中的實(shí)施例，可以預(yù)先知道將需要多少位以對(duì)重構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，因?yàn)槲粩?shù)僅取決于重構(gòu)數(shù)據(jù)的概率分布，其能夠在開始熵編碼過程之前計(jì)算。還能夠使用概率分布的適當(dāng)代替物，諸如殘余數(shù)據(jù)中零符號(hào)的概率。
[0151 ] 由于本文中的實(shí)施例對(duì)整個(gè)信號(hào)(不是對(duì)小塊,例如8X8像素塊，如在MPEG系列編解碼器或其他頻域編解碼器中那樣)進(jìn)行操作，所以可以容易地計(jì)算將需要多少位以對(duì)各不同重構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。如果不可能發(fā)射或解碼較高分辨率重構(gòu)數(shù)據(jù)，則能夠如本文所討論的那樣將重構(gòu)數(shù)據(jù)自適應(yīng)地量化以減小殘余內(nèi)容的熵(并因此減小所必需的比特率)。
[0152]本文中的一個(gè)實(shí)施例包括:設(shè)置落在零周圍的范圍內(nèi)的值以增加零符號(hào)的概率；或者增加量化步長以減小符號(hào)的字母表。以這些方式減小熵使得能夠以較少的位將已編碼信號(hào)發(fā)射到解碼器。重構(gòu)信號(hào)的完整性可能由于殘余數(shù)據(jù)的量化(其用于在重放時(shí)產(chǎn)生信號(hào)115的詳細(xì)方面)而稍微受損。然而，將不存在由擁塞引起的重放時(shí)的暫停。當(dāng)更多帶寬可用時(shí)，能夠?qū)⑤^高質(zhì)量的重構(gòu)數(shù)據(jù)發(fā)射到解碼器以用于信號(hào)的重構(gòu)和重放。
[0153]圖12是根據(jù)本文中的實(shí)施例的提供計(jì)算機(jī)處理的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800的示例框圖。
[0154]計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800可以是或包括計(jì)算機(jī)化設(shè)備，諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)、處理電路、電視、重放設(shè)備、編碼設(shè)備、工作站、便攜式計(jì)算設(shè)備、控制臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)終端、處理設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其作為交換機(jī)、路由器、服務(wù)器、客戶端等進(jìn)行操作。
[0155]請(qǐng)注意，以下討論提供了指示如何執(zhí)行如先前所討論的與信號(hào)處理器140相關(guān)聯(lián)的功能的基本實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)注意的是，用于執(zhí)行如本文所述的操作的實(shí)際配置能夠根據(jù)相應(yīng)應(yīng)用而變化。能夠經(jīng)由包括一個(gè)或多個(gè)處理器和存儲(chǔ)硬件的各計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)諸如解碼器440之類的其他資源以執(zhí)行如本文所討論的解碼。
[0156]如所示的那樣，本示例的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800包括互連811，互連811耦合在其中能夠存儲(chǔ)和檢索數(shù)字信息的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)812，諸如非瞬變類型的介質(zhì)、計(jì)算機(jī)可讀、硬件存儲(chǔ)介質(zhì)等。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800還能夠包括一個(gè)或多個(gè)處理器813、I/O接口 814以及通信接口 817。
[0157]I/O接口 814提供與儲(chǔ)藏庫180以及(如果存在的話)顯示屏、諸如鍵盤、計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)等外圍設(shè)備816的連接。
[0158]計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)812 (例如，硬件存儲(chǔ)介質(zhì))可以是任何適當(dāng)?shù)脑O(shè)備和/或硬件，諸如存儲(chǔ)器、光學(xué)儲(chǔ)存器、硬盤驅(qū)動(dòng)器、軟盤等。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以是非瞬變存儲(chǔ)介質(zhì)，用于存儲(chǔ)與信號(hào)處理器140相關(guān)聯(lián)的指令。該指令被諸如信號(hào)處理器140之類的相應(yīng)資源執(zhí)行，以執(zhí)行如本文所討論的任何操作。
[0159]通信接口 817使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800能夠通過網(wǎng)絡(luò)190進(jìn)行通信，以從遠(yuǎn)程源檢索信息并與其他計(jì)算機(jī)、交換機(jī)、客戶端、服務(wù)器等進(jìn)行通信。I/o接口 814還使處理器813能夠從儲(chǔ)藏庫180檢索或試圖檢索所存儲(chǔ)的信息。
[0160]如所示的那樣，能夠用由(一個(gè)或多個(gè))處理器813作為信號(hào)處理器過程140-2執(zhí)行的信號(hào)處理器應(yīng)用140-1對(duì)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)812進(jìn)行編碼。[0161]請(qǐng)注意，還能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)系統(tǒng)800或編碼器140體現(xiàn)為包括用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和/或邏輯指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)812 (例如，硬件存儲(chǔ)介質(zhì)、非瞬變存儲(chǔ)介質(zhì)等)。
[0162]計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800能夠包括一個(gè)或多個(gè)處理器813以執(zhí)行這種指令并執(zhí)行如本文所討論的操作。相應(yīng)地，當(dāng)被執(zhí)行時(shí)，與信號(hào)處理器應(yīng)用140-1相關(guān)聯(lián)的代碼能夠支持如本文所討論的處理功能。如所提及的那樣，信號(hào)處理器140能夠被配置成支持編碼和/或解碼。
[0163]在一個(gè)實(shí)施例的操作期間，(一個(gè)或多個(gè))處理器813經(jīng)由互連811的使用來訪問計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)812，以便啟動(dòng)、運(yùn)行、執(zhí)行、解釋或以其他方式實(shí)行存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)812中的信號(hào)處理器應(yīng)用140-1的指令。信號(hào)處理器應(yīng)用140-1的執(zhí)行產(chǎn)生(一個(gè)或多個(gè))處理器813中的處理功能。換言之，與(一個(gè)或多個(gè))處理器813相關(guān)聯(lián)的編碼器過程140-2表示在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800中的(一個(gè)或多個(gè))處理器813內(nèi)或上執(zhí)行信號(hào)處理器應(yīng)用140-1的一個(gè)或多個(gè)方面。
[0164]本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800能夠包括其他過程和/或軟件和硬件部件，諸如控制硬件處理資源的分配和使用以執(zhí)行信號(hào)處理器應(yīng)用140-1的操作系統(tǒng)。
[0165]根據(jù)不同的實(shí)施例，請(qǐng)注意，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以是各種類型的設(shè)備中的任一種，包括但不限于個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、筆記本、筆記本計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、便攜式計(jì)算機(jī)、工作站、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)、應(yīng)用服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、消費(fèi)電子設(shè)備(諸如攝像機(jī)、錄像攝像機(jī)、機(jī)頂盒、移動(dòng)設(shè)備、視頻游戲控制臺(tái)、手持式視頻游戲設(shè)備)、外圍設(shè)備(諸如交換機(jī)、調(diào)制解調(diào)器、路由器)、或者一般地任何類型的計(jì)算或電子設(shè)備。
[0166]圖13是圖示出根據(jù)本文中的實(shí)施例的生成并利用熵編碼的方法的示例流程圖1300。
[0167]在步驟1310中，信號(hào)處理器100-1產(chǎn)生處于第一質(zhì)量水平的信號(hào)的再現(xiàn)。
[0168]在步驟1320中，信號(hào)處理器100-1生成重構(gòu)數(shù)據(jù)，該重構(gòu)數(shù)據(jù)指定如何將處于第一質(zhì)量水平的信號(hào)的再現(xiàn)轉(zhuǎn)換成處于層級(jí)中的第二質(zhì)量水平的信號(hào)的再現(xiàn)，第二質(zhì)量水平高于第一質(zhì)量水平。
[0169]在步驟1330中，信號(hào)處理器100-1利用熵編碼器來對(duì)重構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。熵編碼器140產(chǎn)生表示重構(gòu)數(shù)據(jù)的位流(例如，范圍值信息)。
[0170]再次請(qǐng)注意，本文中的技術(shù)非常適合于在處理和重構(gòu)信號(hào)時(shí)使用。然而，應(yīng)當(dāng)注意的是，本文中的實(shí)施例不限于在這種應(yīng)用中使用，并且本文所討論的技術(shù)也非常適合于其他應(yīng)用。
[0171]基于本文闡述的描述，已闡述了許多特定細(xì)節(jié)以提供對(duì)要求保護(hù)的主題的透徹理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以在沒有這些特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施要求保護(hù)的主題。在其他實(shí)例中，未詳細(xì)地描述本領(lǐng)域技術(shù)人員將已知的方法、設(shè)備、系統(tǒng)等，以免使要求保護(hù)的主題含糊不清。已經(jīng)在對(duì)存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存儲(chǔ)器(諸如計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器)內(nèi)的數(shù)據(jù)位或二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)的操作的算法或符號(hào)表示方面提出了詳細(xì)描述的某些部分。這些算法描述或表示是被數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域中的技術(shù)人員用來向本領(lǐng)域中的其他人傳達(dá)其工作的實(shí)質(zhì)的技術(shù)的示例。如在本文中且一般地描述的算法被認(rèn)為是導(dǎo)致期望結(jié)果的自相一致的操作或類似處理的序列。在該上下文中，操作或處理涉及到物理量的物理操縱。通常，盡管不一定，這種量可以采取能夠被存儲(chǔ)、傳輸、組合、比較或以其他方式操縱的電或磁信號(hào)的形式。在原理上由于常用的原因，將這些信號(hào)稱為諸如位、數(shù)據(jù)、值、元素、符號(hào)、字符、項(xiàng)、數(shù)字、數(shù)值等有時(shí)已證明是方便的。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，所有這些和類似術(shù)語將與適當(dāng)?shù)奈锢砹肯嚓P(guān)聯(lián)，并僅僅是方便的標(biāo)簽。除非另外具體聲明，如從以下討論中顯而易見的那樣，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，遍及本說明書，利用諸如“處理”、“計(jì)算”、“測算”、“確定”等術(shù)語的討論指代計(jì)算平臺(tái)的動(dòng)作或過程，該計(jì)算平臺(tái)諸如是計(jì)算機(jī)或類似電子計(jì)算設(shè)備，其對(duì)被表示為存儲(chǔ)器、寄存器或者該計(jì)算平臺(tái)的其他信息存儲(chǔ)設(shè)備、傳輸設(shè)備或顯示設(shè)備內(nèi)的物理電子或磁量的數(shù)據(jù)進(jìn)行操縱或變換。
[0172]雖然已經(jīng)參考其優(yōu)選實(shí)施例特別地示出并描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在不脫離如所附權(quán)利要求限定的本申請(qǐng)的精神和范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)方面的各種改變。這種變化意圖被本申請(qǐng)的范圍覆蓋。由此，本申請(qǐng)的實(shí)施例的先前描述并不意圖進(jìn)行限制。相反，對(duì)本發(fā)明的任何限制都在以下權(quán)利要求中提出。
【權(quán)利要求】
1.一種在包括多個(gè)質(zhì)量水平的層級(jí)中對(duì)信號(hào)進(jìn)行編碼的方法，該方法包括: 產(chǎn)生處于第一質(zhì)量水平的信號(hào)再現(xiàn)； 生成至少一組重構(gòu)數(shù)據(jù)，該至少一組重構(gòu)數(shù)據(jù)指定如何基于處于第一質(zhì)量水平的信號(hào)再現(xiàn)和/或可用參考信號(hào)、以層級(jí)中的第二質(zhì)量水平重構(gòu)信號(hào)再現(xiàn)，第二質(zhì)量水平高于第一質(zhì)量水平；以及 利用熵編碼器來對(duì)不同組重構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，該熵編碼器針對(duì)每一組產(chǎn)生表示被包含在重構(gòu)數(shù)據(jù)中的符號(hào)的已編碼值或位串。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，利用熵編碼器包括: 分析每組重構(gòu)數(shù)據(jù)以產(chǎn)生具有概率分布信息的一個(gè)或多個(gè)解碼參數(shù)，該概率分布信息指示該組重構(gòu)數(shù)據(jù)所使用的符號(hào)的字母表中至少一個(gè)符號(hào)的概率；以及 存儲(chǔ)已編碼值或位串和概率分布信息，以用于已編碼值或位串回到重構(gòu)數(shù)據(jù)的后續(xù)解碼。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括: 實(shí)現(xiàn)熵解碼器以針對(duì)每組重構(gòu)數(shù)據(jù)將已編碼值或位串和概率分布信息解碼成重構(gòu)數(shù)據(jù)；以及 利用由解碼器產(chǎn)生的各組重構(gòu)數(shù)據(jù)，以基于處于第一質(zhì)量水平的信號(hào)再現(xiàn)和/或可用參考信號(hào)來以第二質(zhì)量水平重構(gòu)該信號(hào)再現(xiàn)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，各組重構(gòu)數(shù)據(jù)中的一個(gè)包括指示要在將處于第一質(zhì)量水平的信號(hào)再現(xiàn)向上采樣至處于第二質(zhì)量水平的信號(hào)再現(xiàn)之后進(jìn)行的調(diào)整的殘余數(shù)據(jù)；并且其中，利用熵編碼器包括產(chǎn)生要被各熵解碼器用來對(duì)殘余數(shù)據(jù)中多個(gè)符號(hào)的概率分布進(jìn)行外推的至少一個(gè)解碼參數(shù)。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述至少一個(gè)解碼參數(shù)包括第一參數(shù)和附加參數(shù)，該第一參數(shù)指定重構(gòu)數(shù)據(jù)中被分配有第一符號(hào)的元素的百分比，該附加參數(shù)指示重構(gòu)數(shù)據(jù)中多個(gè)附加符號(hào)的概率。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述至少一個(gè)解碼參數(shù)包括第一參數(shù)和第二參數(shù)，該第一參數(shù)指定重構(gòu)數(shù)據(jù)中被分配有第一符號(hào)的元素的百分比，該第二參數(shù)向解碼器指示如何對(duì)重構(gòu)數(shù)據(jù)中多個(gè)其他符號(hào)的概率分布值進(jìn)行外推。
7.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述至少一個(gè)解碼參數(shù)包括指示重構(gòu)數(shù)據(jù)中第一符號(hào)的概率的僅單個(gè)參數(shù)，熵解碼器基于對(duì)將已編碼值或位串轉(zhuǎn)換回到重構(gòu)數(shù)據(jù)的熵解碼器來說已知的預(yù)定組的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)對(duì)多個(gè)其他符號(hào)的概率分布進(jìn)行外推。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，針對(duì)一組或多組重構(gòu)數(shù)據(jù)，利用熵編碼器包括: 將每組重構(gòu)數(shù)據(jù)解析成重構(gòu)數(shù)據(jù)的多個(gè)群組； 利用熵編碼器來產(chǎn)生存在于多個(gè)群組中的每一個(gè)中的符號(hào)的各概率分布信息；以及 利用熵編碼器以基于用于群組的各概率分布信息將每組重構(gòu)數(shù)據(jù)的多個(gè)群組編碼成已編碼值或位串。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，重構(gòu)數(shù)據(jù)的所述多個(gè)群組中的每一個(gè)是相對(duì)于信號(hào)的特定部分的殘余數(shù)據(jù)元素的瓦片，殘余數(shù)據(jù)元素中的每一個(gè)指示要在信號(hào)從第一質(zhì)量水平到第二質(zhì)量水平的向上采樣之后對(duì)信號(hào)的對(duì)應(yīng)元素進(jìn)行的調(diào)整，該方法還包括: 發(fā)起多個(gè)熵解碼器的并行執(zhí)行，以針對(duì)每個(gè)群組使用特定已編碼值或位串和概率分布值來再現(xiàn)重構(gòu)數(shù)據(jù)的多個(gè)群組。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述重構(gòu)數(shù)據(jù)是各組重構(gòu)數(shù)據(jù)的第一陣列，該方法還包括: 生成各組重構(gòu)數(shù)據(jù)的第二陣列，各組重構(gòu)數(shù)據(jù)的第二陣列指定如何基于處于第二質(zhì)量水平的信號(hào)再現(xiàn)來以層級(jí)中的第三質(zhì)量水平重構(gòu)信號(hào)再現(xiàn)，第三質(zhì)量水平高于第二質(zhì)量水平；以及 分析第二陣列的每組重構(gòu)數(shù)據(jù)以基于概率分布信息來產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)解碼參數(shù)，該概率分布信息指示該組重構(gòu)數(shù)據(jù)所使用的符號(hào)的字母表中的至少一個(gè)符號(hào)的概率；以及 利用熵編碼器來對(duì)各組重構(gòu)數(shù)據(jù)的第二陣列進(jìn)行編碼，該熵編碼器針對(duì)每組重構(gòu)數(shù)據(jù)基于針對(duì)該組產(chǎn)生的概率分布信息來產(chǎn)生表示數(shù)據(jù)的已編碼值或位串。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述重構(gòu)數(shù)據(jù)是各組重構(gòu)數(shù)據(jù)的第一陣列，該方法還包括: 生成各組重構(gòu)數(shù)據(jù)的第二陣列，各組重構(gòu)數(shù)據(jù)的第二陣列指定如何基于處于第二質(zhì)量水平的信號(hào)再現(xiàn)和/或可用參考信號(hào)、以層級(jí)中的第三質(zhì)量水平重構(gòu)信號(hào)再現(xiàn)，第三質(zhì)量水平高于第二質(zhì)量水平；以及 利用熵編碼器來對(duì)各組重構(gòu)數(shù)據(jù)的第二陣列進(jìn)行編碼，該熵編碼器針對(duì)每組重構(gòu)數(shù)據(jù)基于各組重構(gòu)數(shù)據(jù)的第一陣列中的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)組的概率分布信息來產(chǎn)生表示數(shù)據(jù)的已編碼值或位串。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述重構(gòu)數(shù)據(jù)是各組重構(gòu)數(shù)據(jù)的第一陣列，該方法還包括: 接收針對(duì)各組重構(gòu)數(shù)據(jù)的第二陣列的已編碼值或位串，各組重構(gòu)數(shù)據(jù)的陣列指示如何基于處于第二質(zhì)量水平的信號(hào)再現(xiàn)和/或可用參考信號(hào)來以第三質(zhì)量水平重構(gòu)信號(hào)再現(xiàn)，第三質(zhì)量水平高于第二質(zhì)量水平； 接收解碼參數(shù)并識(shí)別第二陣列的每組重構(gòu)數(shù)據(jù)中符號(hào)的概率分布；以及 利用所識(shí)別的概率分布來將針對(duì)各組重構(gòu)數(shù)據(jù)的第二陣列的已編碼值或位串解碼成各組重構(gòu)數(shù)據(jù)的第二陣列。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括: 接收表示各組重構(gòu)數(shù)據(jù)的第二陣列的已編碼值或位串；以及 針對(duì)每組重構(gòu)數(shù)據(jù)，響應(yīng)于檢測到熵編碼器未發(fā)送用于一組或多組數(shù)據(jù)的概率分布信息或者熵編碼器先前指定其不會(huì)發(fā)送用于一組或多組數(shù)據(jù)的概率分布參數(shù)，利用針對(duì)重構(gòu)數(shù)據(jù)的第一陣列中的對(duì)應(yīng)組解碼的概率分布信息來對(duì)表示數(shù)據(jù)組的已編碼值或位串進(jìn)行熵解碼。
14.如權(quán)利要求3所述的方法，還包括: 接收針對(duì)每組重構(gòu)數(shù)據(jù)的已編碼值或位串； 以及 響應(yīng)于檢測到熵編碼器未發(fā)送關(guān)于該組重構(gòu)數(shù)據(jù)中符號(hào)的概率分布的特定信息，利用用于符號(hào)的默認(rèn)概率分布值來將已編碼值或位串解碼成重構(gòu)數(shù)據(jù)。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 將一組或多組重構(gòu)數(shù)據(jù)解析成多個(gè)群組，該多個(gè)群組至少包括重構(gòu)數(shù)據(jù)的第一群組和重構(gòu)數(shù)據(jù)的第二群組；填充重構(gòu)數(shù)據(jù)的第一群組，使得具有落在值/符號(hào)的第一范圍內(nèi)的值/符號(hào)的所生成的重構(gòu)數(shù)據(jù)組的所有元素保持其值/符號(hào)，而所有其他元素被設(shè)置為默認(rèn)值/符號(hào)； 填充重構(gòu)數(shù)據(jù)的第二群組，使得具有落在值/符號(hào)的第二范圍內(nèi)的值/符號(hào)的所生成的重構(gòu)數(shù)據(jù)組的所有元素保持其值/符號(hào)，而所有其他元素被設(shè)置為默認(rèn)值/符號(hào)；以及根據(jù)值/符號(hào)的附加范圍，根據(jù)相同的方法來填充附加群組；以及其中，針對(duì)這種組利用熵編碼器還包括單獨(dú)地對(duì)重構(gòu)數(shù)據(jù)的第一群組、重構(gòu)數(shù)據(jù)的第二群組和重構(gòu)數(shù)據(jù)的任何其他附加群組進(jìn)行熵編碼。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，單獨(dú)地進(jìn)行熵編碼還包括: 針對(duì)第一群組: 分析重構(gòu)數(shù)據(jù)的第一群組以產(chǎn)生具有概率分布信息的一個(gè)或多個(gè)解碼參數(shù)，該概率分布信息指示第一群組所使用的字母表中的符號(hào)的概率分布；以及 利用熵編碼器以基于第一概率分布信息來產(chǎn)生第一已編碼值或位串，第一已編碼值或位串表示重構(gòu)數(shù)據(jù)的第一群組； 針對(duì)第二群組: 分析重構(gòu)數(shù)據(jù)的第二群組以產(chǎn)生具有概率分布信息的一個(gè)或多個(gè)解碼參數(shù)，該概率分布信息指示第二群組所使用的字母表中的符號(hào)的概率分布；以及 利用熵編碼器以基于第二概率分布信息來產(chǎn)生第二已編碼值或位串，第二已編碼值或位串表示重構(gòu)數(shù)據(jù)的第二群組； 針對(duì)任何其他附加群組: 分析重構(gòu)數(shù)據(jù)的特定群組以產(chǎn)生具有概率分布信息的一個(gè)或多個(gè)解碼參數(shù)，該概率分布信息指示特定群組所使用的字母表中的符號(hào)的概率分布；以及 利用熵編碼器以基于各概率分布信息來產(chǎn)生用于群組的已編碼值或位串，該已編碼值或位串表示重構(gòu)數(shù)據(jù)的特定群組。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括: 針對(duì)特定組的重構(gòu)數(shù)據(jù)，響應(yīng)于阻止及時(shí)地對(duì)重構(gòu)數(shù)據(jù)的所有群組進(jìn)行熵解碼的障礙的發(fā)生，發(fā)起已編碼值或位串中的僅一些到重構(gòu)數(shù)據(jù)的各群組的熵解碼，重構(gòu)數(shù)據(jù)的每個(gè)群組的所述熵解碼基于指示概率分布信息的各解碼參數(shù)；以及 連同已經(jīng)解碼的其他組重構(gòu)數(shù)據(jù)一起，利用重構(gòu)數(shù)據(jù)的熵解碼群組以基于處于第一質(zhì)量水平的信號(hào)再現(xiàn)和/或可用參考信號(hào)來重構(gòu)第二質(zhì)量水平。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括: 針對(duì)特定組的重構(gòu)數(shù)據(jù)，響應(yīng)于特定需要、或阻止及時(shí)地進(jìn)行熵編碼的障礙的發(fā)生、或用于重構(gòu)數(shù)據(jù)的所有群組的傳輸?shù)乃匦璧男畔挼牟豢捎眯?，向解碼器傳輸與重構(gòu)數(shù)據(jù)的各群組相對(duì)應(yīng)的已編碼值或位串中的僅一些連同指示概率分布信息的任何解碼參數(shù)。
19.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 生成殘余數(shù)據(jù)以便以層級(jí)中的給定質(zhì)量水平重構(gòu)信號(hào)；以及 基于熵度量來估計(jì)對(duì)殘余數(shù)據(jù)進(jìn)行熵編碼所需的位數(shù)；以及 將量化器應(yīng)用于殘余數(shù)據(jù)，以減小熵編碼之前的處于給定質(zhì)量水平的殘余數(shù)據(jù)的熵，量化器對(duì)殘余數(shù)據(jù)的應(yīng)用促進(jìn)了根據(jù)期望比特率對(duì)已編碼殘余數(shù)據(jù)的傳輸。
20.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括:計(jì)算用于對(duì)處于層級(jí)中的多個(gè)質(zhì)量水平的信號(hào)進(jìn)行調(diào)整的殘余數(shù)據(jù)中符號(hào)的概率分布； 利用概率分布以基于第一量化器設(shè)置來估計(jì)對(duì)殘余數(shù)據(jù)進(jìn)行熵編碼的比特率； 響應(yīng)于檢測到所估計(jì)出的比特率高于期望閾值，對(duì)殘余數(shù)據(jù)應(yīng)用附加量化以減小與殘余數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的熵；以及 利用熵編碼器來對(duì)已量化殘余數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。
21.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述熵編碼器是范圍編碼器。
22.具有存儲(chǔ)在其上的指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)硬件，該指令在被處理設(shè)備執(zhí)行時(shí)促使處理設(shè)備執(zhí)行以下操作: 產(chǎn)生處于第一質(zhì)量水平的信號(hào)再現(xiàn)； 生成至少一組重構(gòu)數(shù)據(jù)，該至少一組重構(gòu)數(shù)據(jù)指定如何基于處于第一質(zhì)量水平的信號(hào)再現(xiàn)和/或可用參考信號(hào)、以層級(jí)中的第二質(zhì)量水平重構(gòu)信號(hào)再現(xiàn)，第二質(zhì)量水平高于第一質(zhì)量水平；以及 利用熵編碼器來對(duì)不同組重構(gòu) 數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，該熵編碼器針對(duì)每一組產(chǎn)生表示被包含在重構(gòu)數(shù)據(jù)中的符號(hào)的已編碼值或位串。
23.一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括: 處理器； 存儲(chǔ)器單元，其存儲(chǔ)與由處理器執(zhí)行的應(yīng)用相關(guān)聯(lián)的指令；以及互連，將所述處理器和所述存儲(chǔ)器單元耦合，使所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠執(zhí)行所述應(yīng)用并執(zhí)行以下操作: 產(chǎn)生處于第一質(zhì)量水平的信號(hào)再現(xiàn)； 生成至少一組重構(gòu)數(shù)據(jù)，該至少一組重構(gòu)數(shù)據(jù)指定如何基于處于第一質(zhì)量水平的信號(hào)再現(xiàn)、以層級(jí)中的第二質(zhì)量水平重構(gòu)信號(hào)再現(xiàn)，第二質(zhì)量水平高于第一質(zhì)量水平；以及利用熵編碼器來對(duì)不同組重構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，該熵編碼器針對(duì)每一組產(chǎn)生表示被包含在重構(gòu)數(shù)據(jù)中的符號(hào)的已編碼值或位串。
【文檔編號(hào)】H04N19/124GK103918261SQ201280036119
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月21日
【發(fā)明者】盧卡·羅薩托, 圭多·梅亞爾迪 申請(qǐng)人:盧卡·羅薩托, 圭多·梅亞爾迪