用于空間可伸縮視頻編碼的自適應(yīng)插值的制作方法
【專利摘要】編碼器接收信號。編碼器利用一個或多個下采樣操作來產(chǎn)生信號在層級架構(gòu)中的連續(xù)較低質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)。在相反的方向上，編碼器將一個或多個上采樣操作應(yīng)用于信號在第一質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)以產(chǎn)生信號在層級架構(gòu)中的第二質(zhì)量水平的上采樣重現(xiàn)。第二質(zhì)量水平比第一質(zhì)量水平更高。該一個或多個上采樣操作和一個或多個下采樣操作關(guān)于彼此可以是不對稱的。也就是說，在下采樣期間應(yīng)用的函數(shù)可以與當進行上采樣時所應(yīng)用的函數(shù)不同。編碼器產(chǎn)生指示信號在第二質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)與信號在第二質(zhì)量水平的上采樣重現(xiàn)之間的差異的殘差數(shù)據(jù)。
【專利說明】用于空間可伸縮視頻編碼的自適應(yīng)插值
【背景技術(shù)】
[0001]CPU (中央處理單元)效率在信號的編碼和解碼二者期間都至關(guān)重要。最近一代的處理器變得越來越并行，其中每個單個芯片上具有多達幾百個簡單的核。
[0002]不幸地是，傳統(tǒng)的MPEG (動態(tài)圖像專家組)家族編解碼器就本性而言在結(jié)構(gòu)上是非并行的。這源于它們是基于區(qū)塊的并且每個圖像區(qū)塊必須被順序編碼和解碼的事實，因為為了實現(xiàn)高效壓縮必須使得所有區(qū)塊以某一方式彼此依賴。
[0003]經(jīng)由將所謂的“切片”(基本上彼此獨立地處理圖像片，就像它們是一個緊挨著另一個放置的單獨視頻一樣)引入到MPEG編碼中，H.264標準允許并行地處理幾個線程(典型地2個或3個線程)。諸如去區(qū)塊的重要算法元件(即使各區(qū)塊之間的過渡“平滑”以創(chuàng)建更均勻圖像的濾波器)通常是所有條件指令的全局操作，它們不適合于包括并行CPU的應(yīng)用。
[0004]當今的CPU和GPU (圖形處理單元)通常非常強大；單個GPU可以包括幾百個計算核以便對信息執(zhí)行并行處理。當使用當前技術(shù)時，圖像的較大部分可以被存儲在處理器高速緩存中用于進行處理。需要將圖像分割成許多小區(qū)塊(當創(chuàng)建MPEG時這是驅(qū)動因素)，因為來自那個時代的處理器可能每次僅處理非常小的視頻數(shù)據(jù)塊，并且然后僅順序地處理，這不再適用于現(xiàn)代CPU和GPU。因此，當實施類MPEG類型的編碼/解碼時，一大部分可用的處理功率可能不會被使用，其中沒必要將區(qū)塊效應(yīng)(blocking artifact)引入到信號中。而且，與在開發(fā)MPEG時當前的那些相比，現(xiàn)代的應(yīng)用通常需要更高得多的清晰度視頻編碼以及更高得多的整體回放質(zhì)量。在高清晰度(HD)、高質(zhì)量視頻中，在具有低細節(jié)(潛在地甚至焦點沒有對準)的區(qū)域和具有非常精細細節(jié)的區(qū)域之間存在大得多的差異。這使得頻域變換(諸如在MPEG中使用的那些)的使用甚至更不適合于圖像處理和回放，因為相關(guān)頻率范圍變得更廣闊。
[0005]此外，較高分辨率圖像包括較高數(shù)量的攝像機噪聲和/或膠片顆粒，即可以與收看完全無關(guān)的非常詳細的高頻像素轉(zhuǎn)變，并且需要編碼許多比特。
[0006]最后，傳統(tǒng)的編解碼器不適合于與3D或體積成像一起高效地執(zhí)行，在諸如醫(yī)療成像、科學成像等等之類的領(lǐng)域中該3D或體積成像變得越來越重要。
[0007]大多數(shù)目標設(shè)備現(xiàn)今支持不同回放分辨率和質(zhì)量。所謂的SVC(可伸縮視頻編碼)，即針對伸縮性的當前MPEG標準，還沒有已經(jīng)被行業(yè)順利地接收，并且?guī)缀醪皇境龇谴嬖诓捎?，因為這被看作太復(fù)雜且有些帶寬效率低的方式。
[0008]而且，經(jīng)過編碼的視頻是豐富的；即內(nèi)容供應(yīng)商通常沒有時間來利用每個特定視頻流定制編碼器參數(shù)和實驗。當前，內(nèi)容供應(yīng)商不喜歡為了成功地編碼視頻而必須手動地微調(diào)(每次執(zhí)行編碼并且檢查結(jié)果的質(zhì)量時)許多編碼參數(shù)。
[0009]作為對用于編碼/解碼的MPEG標準的替換，已經(jīng)將所謂的圖像金字塔用于編碼/解碼目的。例如，使用拉普拉斯金字塔，傳統(tǒng)系統(tǒng)已經(jīng)通過使用高斯濾波器并且然后構(gòu)建通過利用嚴格編程的解碼器從較低分辨率等級上采樣回到原始等級而獲得的各圖像之間的差異的金字塔而創(chuàng)建了較低分辨率圖像。
[0010]使用傳統(tǒng)的拉普拉斯金字塔編碼已經(jīng)被放棄。這種變換的一個缺點是創(chuàng)造者總是試圖避免下采樣圖像中的失真/偽像，所以它們一直使用高斯濾波，因為高斯濾波是不會添加它自己的任何信息的唯一類型的濾波器。然而，高斯濾波所不能克服的問題是，它引入模糊效應(yīng)，使得當向上尺度擴展回到較高分辨率時存在對用于再現(xiàn)原始圖像的過度量的圖像校正?目息的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]這里的實施例偏離傳統(tǒng)系統(tǒng)和方法。例如，這里的實施例被引向?qū)τ趯π盘栃畔⑦M行處理和編碼以減小當進行解碼時重構(gòu)信號所需的數(shù)據(jù)量的獨特方式。
[0012]更具體地，這里的一個實施例包括以層級架構(gòu)中的不同質(zhì)量水平來編碼所接收的信號。例如，編碼器接收要被編碼的信號。最初，編碼器利用一個或多個下采樣操作來產(chǎn)生信號在層級架構(gòu)中的連續(xù)較低質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)。編碼器然后將一個或多個上采樣操作應(yīng)用于信號在第一質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)以便產(chǎn)生信號在層級架構(gòu)中的第二 (例如較高)質(zhì)量水平的上采樣重現(xiàn)。如這里所討論的那樣，上采樣操作和下采樣操作關(guān)于彼此是不對稱的。上采樣操作和下采樣操作(每個或二者)中的每一個可以是不同的非線性函數(shù)。
[0013]這里的一個實施例包括表征在相應(yīng)編碼循環(huán)中的若干不同下采樣和上采樣操作以確定哪些操作最適合于減小編碼的數(shù)據(jù)量。根據(jù)這樣的實施例，編碼器產(chǎn)生并測試指示來自較低質(zhì)量水平的信號的上采樣重現(xiàn)和信號的下采樣重現(xiàn)之間的差異的殘差數(shù)據(jù)集合。
[0014]根據(jù)另一些實施例，在層級架構(gòu)中的每個質(zhì)量水平處，編碼器實施“有損”編碼算法，以致減小在每個質(zhì)量水平產(chǎn)生的殘差數(shù)據(jù)的熵?？梢酝ㄟ^改變或者微調(diào)信號在每個質(zhì)量水平的元素以及估計對在較高水平的殘差的熵的影響來實現(xiàn)減小熵。
[0015]根據(jù)更具體的實施例，微調(diào)以改進(例如減小)熵的過程可以被重復(fù)直到下列條件中的一個或多個應(yīng)用為止:a.)針對較高質(zhì)量水平實現(xiàn)的熵水平低于滿意閾值，b.)額外的修改似乎都不會改進針對 給定數(shù)目的嘗試的殘差數(shù)據(jù)的熵，c.)編碼器已經(jīng)執(zhí)行了預(yù)置數(shù)目的嘗試以減小摘等等。
[0016]如這里進一步討論的那樣，可以使用代理函數(shù)能來估計熵，該代理函數(shù)計算或估計指示針對某一質(zhì)量水平的不同信息所需的比特、符號等等的數(shù)目。
[0017]在另一些實施例中，編碼器使用代理函數(shù)來估計對在較高質(zhì)量水平的殘差的熵的影響以便識別對熵的影響，而不需要在每次微調(diào)時對殘差完全編碼。代理函數(shù)可以產(chǎn)生諸如指示與零值不同或者接近零值的殘差的百分比的值之類的度量。
[0018]下采樣操作和濾波器的優(yōu)化不一定是這里討論的每個實施例的目的。在一個實施例中，因為編碼器已經(jīng)知道什么線性或非線性操作(例如雙三次濾波、非銳化屏蔽、去混合、…)將被用于尺度擴展回到解碼站點處的較高質(zhì)量水平，所以編碼器被配置成優(yōu)化下采樣并不是為了減小較低質(zhì)量水平中的偽像，而是以致減小在應(yīng)用上采樣操作之后殘差的數(shù)目(或者甚至更準確地為了減小殘差的熵)。下采樣和上采樣函數(shù)二者可以是非線性類型的函數(shù)。
[0019]如這里進一步所討論的，在編碼期間信號的下采樣可以包括實施微調(diào)的雙線性濾波過程。根據(jù)這樣的實施例，編碼器最初使用下采樣函數(shù)(諸如雙線性濾波器)從水平η下采樣到水平(η-l)。編碼器關(guān)注每個元素并且在各個方向上改變它。每當編碼器改變元素時，編碼器上采樣回到較高質(zhì)量水平(即水平η-l中的每個圖素/像素影響水平η中的像素數(shù)目)以便基于生成適當?shù)撵囟攘縼碓u估殘差的熵。
[0020]根據(jù)所生成的殘差度量，對于水平n-Ι中的該特定圖素/像素的新值，編碼器最終選擇在下一較高質(zhì)量水平(例如水平層級架構(gòu))生成殘差的最低熵的變化。為了這樣做，編碼器可以利用迭代或循環(huán)算法的使用。該迭代算法選擇改變元素的方向(例如向上或向下)。如果熵度量改進，則編碼器在所選方向上繼續(xù)另一迭代。編碼器可以被配置成一旦改變的大小更靠近針對迭代微調(diào)例程而言最小的熵值就減小該改變的大小。
[0021]在一個實施例中，微調(diào)操作并行地進行，以減小將所接收到的信號編碼到多個不同質(zhì)量水平中所需的時間量。并行處理可以包括使用所有大規(guī)模的多核CPU或GPU。每個處理器可以被配置成處理整體信號的所選部分。
[0022]因為對于算法的每個“并行步驟”而言水平(η-1)的不同圖素/像素可以影響水平η的重疊區(qū)域，所以編碼器可以被配置成執(zhí)行全局聚合算法(潛在地以層級架構(gòu)的方式，例如單個圖素，然后4X4，然后16X16等等，在進行全局通行之前具有持續(xù)某些迭代次數(shù)的本地循環(huán)，以便檢查對子區(qū)的微調(diào)是否對與殘差數(shù)據(jù)的全局集合相關(guān)聯(lián)的熵產(chǎn)生負面影響。
[0023]微調(diào)算法的一個【具體實施方式】還可以考慮不同的可能上采樣選項，以使得在完成微調(diào)算法時編碼器知道對于每個替換上采樣技術(shù)的最優(yōu)水平n-Ι。編碼器可以選擇在下一較高水平處產(chǎn)生殘差數(shù)據(jù)的最低整體熵度量的上采樣或尺度擴展選項。
[0024]另外要注意，在具有足夠編碼器計算能力的情況下，編碼器可以被配置成基于水平η的處理而不僅僅基于水平(η-1)來微調(diào)和編碼質(zhì)量水平(η-2)。換言之，在較低質(zhì)量水平的信號數(shù)據(jù)可以被微調(diào)以減小在層級架構(gòu)中的多個不同較高質(zhì)量水平的熵。另外，同一方法也可以被用來修改(或豐富)被利用來從較低水平尺度擴展回到較高水平的濾波器和操作。例如，如果基于多個較高質(zhì)量水平將編碼器微調(diào)到較低水平，則編碼器和解碼器可以基于包含在多個較低水平中的信息來重構(gòu)在層級架構(gòu)中的較高質(zhì)量水平的信號。
[0025]要注意，這里所討論的接收到的信號可用是任何適當?shù)念愋汀Ｔ谝粋€實施例中，信號表示圖像數(shù)據(jù)。根據(jù)這樣的實施例，編碼器基于產(chǎn)生經(jīng)過編碼的數(shù)據(jù)的分層集合來以較低分辨率或較低質(zhì)量水平對信號編碼。利用從層級架構(gòu)中的給定質(zhì)量水平(例如最低水平)開始的經(jīng)過編碼的數(shù)據(jù)集合，可以對經(jīng)過編碼的數(shù)據(jù)的分層集合進行解碼，并且將該它們用于重構(gòu)原始圖像或原始圖像的“有損”副本以用于回放。
[0026]下面更詳細地討論這些和其他實施例變形。
[0027]如上所述，要注意這里的實施例可以包括一個或多個計算機化的設(shè)備、路由器、網(wǎng)絡(luò)、工作站、手持或膝上型計算機等等的配置，以便實施和/或支持這里所討論的任何或所有方法操作。換言之，一個或多個計算機化設(shè)備或處理器可以被編程和/或配置成如這里所解釋的那樣操作以便實施不同實施例。
[0028]除了上面討論的解碼器和處理之外，這里的其他一些實施例包括執(zhí)行上文總結(jié)且下面詳細公開的步驟和操作的軟件程序。一個這樣的實施例包括計算機可讀硬件存儲資源(即非瞬時性計算機可讀介質(zhì))，其包括在其上編碼的計算機程序邏輯、指令等等，當在具有處理器和對應(yīng)存儲器的計算機化設(shè)備中執(zhí)行它們時，會對處理器編程和/或促使處理器執(zhí)行這里所公開的操作中的任一個。這樣的布置可以被提供為在計算機可讀介質(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))或者專用集成電路(ASIC)，所述計算機可讀介質(zhì)諸如光學介質(zhì)(例如CD-ROM)、軟盤或硬盤或者其他介質(zhì)(諸如一個或多個ROM或RAM或PROM芯片中的微代碼或固件)。該軟件或固件或其他這樣的配置可以被安裝到計算機化的設(shè)備上以使該計算機化設(shè)備執(zhí)行這里解釋的技術(shù)。
[0029]因此，本公開的一個特定實施例引向一種計算機程序產(chǎn)品，其包括具有存儲在其上以支持信號處理操作的指令的計算機可讀硬件存儲介質(zhì)。例如，在一個實施例中，當由相應(yīng)計算機設(shè)備的處理器執(zhí)行該指令時使該處理器:接收信號；利用至少一個下采樣操作來產(chǎn)生信號在層級架構(gòu)中的連續(xù)較低質(zhì)量層級的下采樣重現(xiàn)；將至少一個上采樣操作應(yīng)用于信號在第一質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)以便產(chǎn)生信號在層級架構(gòu)中的第二質(zhì)量水平的上采樣重現(xiàn)，第二質(zhì)量水平比第一質(zhì)量水平更高，該至少一個上采樣操作和至少一個下采樣操作關(guān)于彼此可能是不對稱的；以及產(chǎn)生指示信號在第二質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)與信號在第二質(zhì)量水平的上采樣重現(xiàn)之間的差異的殘差數(shù)據(jù)。
[0030]為了清楚起見已經(jīng)添加了步驟的排序。這些步驟可以以任何適當?shù)捻樞騺韴?zhí)行。
[0031]本公開的其他實施例包括執(zhí)行上面總結(jié)且下面詳細公開的任何方法實施例步驟和操作的軟件程序、固件和/或相應(yīng)硬件。
[0032]而且，要理解如這里所討論的系統(tǒng)、方法、裝置、計算機可讀存儲介質(zhì)上的指令等可以被嚴格地具體化為軟件程序、具體化為軟件、固件和/或硬件的混合、或者單獨地具體化為硬件，諸如在處理器內(nèi)、或在操作系統(tǒng)內(nèi)或在軟件應(yīng)用程序內(nèi)、等等)。如上面所討論的那樣，這里的技術(shù)非常適合于在編碼信號的軟件、固件和/或硬件應(yīng)用中使用。然而，應(yīng)該注意，這里的實施例不限于在這樣的應(yīng)用程序中使用并且這里討論的技術(shù)也非常適合于其他應(yīng)用程序。
[0033]另外，要注意盡管可以在該公開的不同地方討論這里的不同特征、技術(shù)、配置等等中的每一個，但是意圖是每一個概念可以被彼此獨立地或者彼此組合地執(zhí)行。因此，如這里描述的一個或多個本發(fā)明、實施例等等可以以許多不同方式來具體化和查看。
[0034]而且，要注意，對這里實施例的該初步討論沒有指定每個實施例和/或本公開或要求保護的(多個)發(fā)明的遞增地新穎方面。反而，該簡要描述僅僅給出優(yōu)于傳統(tǒng)技術(shù)的一般性實施例以及對應(yīng)的新穎點。對于(多個)本發(fā)明的附加細節(jié)和/或可能觀點(置換)，將讀者引向如下面進一步討論的本公開的【具體實施方式】部分以及對應(yīng)的圖。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]根據(jù)如在附圖中所圖示的對這里優(yōu)選實施例的以下更特別的描述，本發(fā)明的前述和其他目標、特征和優(yōu)點將是顯而易見的，其中相似的參考特征指代遍及不同視圖的相同部分。附圖沒必要按照比例繪制，反而將重點置于說明實施例、原理、概念等等。
[0036]圖1是根據(jù)這里的實施例的信號的編碼器和下采樣的示例圖。
[0037]圖2是圖示根據(jù)這里的實施例的執(zhí)行下采樣算法的步驟的示例圖。
[0038]圖3是圖示根據(jù)這里的實施例的圖像信號的下采樣的示例圖。
[0039]圖4是圖示根據(jù)這里的實施例的信號的編碼的示例圖。
[0040]圖5是圖示根據(jù)這里的實施例的信號的編碼(其包括在上采樣期間元素的微調(diào)以便減小殘差數(shù)據(jù)的熵)的示例圖。
[0041]圖6是圖示根據(jù)這里的實施例的用于由解碼器使用的殘差數(shù)據(jù)的生成的示例圖。[0042]圖7是圖示根據(jù)這里的實施例的殘差數(shù)據(jù)的生成的示例圖。
[0043]圖8是圖示根據(jù)這里的實施例的微調(diào)下采樣數(shù)據(jù)的生成的示例圖。
[0044]圖9是圖示根據(jù)這里的實施例的下采樣、微調(diào)、上采樣和量化殘差數(shù)據(jù)的示例方法的圖。
[0045]圖10是圖示根據(jù)這里的實施例的用于確定熵的函數(shù)的示例的圖。
[0046]圖11是圖示根據(jù)這里的實施例的量化殘差數(shù)據(jù)的示例的圖。
[0047]圖12是圖示根據(jù)這里的實施例的用于執(zhí)行計算機代碼、固件、軟件、應(yīng)用程序、邏輯等等的示例計算機架構(gòu)的圖。
【具體實施方式】
[0048]根據(jù)一個實施例，編碼器接收信號。編碼器利用一個或多個下采樣操作來產(chǎn)生信號(即信號數(shù)據(jù))在層級架構(gòu)中的連續(xù)較低質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)。在相反的方向上，編碼器將一個或多個上采樣操作應(yīng)用于信號在第一質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)，以產(chǎn)生信號在層級架構(gòu)中的第二質(zhì)量水平的上采樣重現(xiàn)。第二質(zhì)量水平比第一質(zhì)量水平更高。該一個或多個上采樣操作和一個或多個下采樣操作關(guān)于彼此可以是不對稱的。也就是說，在下采樣期間應(yīng)用的函數(shù)可以與當進行上采樣時所應(yīng)用的函數(shù)不同。編碼器產(chǎn)生指示信號在第二質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)與信號在第二質(zhì)量水平的上采樣重現(xiàn)之間的差異的殘差數(shù)據(jù)。
[0049]圖1是根據(jù)這里的實施例的信號的相應(yīng)的下采樣和編碼器的示例圖。
[0050]編碼器140接收信號115。由編碼器140編碼的信號115可以是任何適當類型的數(shù)據(jù)信息。
[0051]借助于非限制性示例，信號115可以是指示相應(yīng)圖像中的多個信號元素(例如圖素/平面元素、像素/圖片元素、體素/體積圖片元素等等)中的每一個的設(shè)置的圖像數(shù)據(jù)、符號、等等。該圖像可以是二維的(例如圖片、視頻幀、2D運動圖等等)、三維的(例如3D/體積圖像、全息圖像、CAT掃描、醫(yī)療/科學圖像、3D運動圖等等)、表征多于三維的信號、基于時間的信號(例如音頻信號、視頻信號等等)等等。
[0052]為了簡單起見，這里圖示的實施例通常指代顯示為設(shè)置的2D平面的圖像(例如適當顏色空間中的2D圖像)，諸如例如圖片。然而，相同的概念和方法也可以應(yīng)用于任何其他類型的信號。根據(jù)這樣的實施例，(如由信號115指定的)信號元素的設(shè)置指示如何重構(gòu)相應(yīng)的圖像以用于在設(shè)備上回放。
[0053]在信號115的編碼期間，編碼器140使用一個或多個下采樣操作以及一個或多個上采樣操作來產(chǎn)生解碼器所使用的編碼的信號數(shù)據(jù)集合以便重構(gòu)原始信號115。
[0054]如下面討論的信號數(shù)據(jù)表示信號115在編碼層級架構(gòu)中的不同質(zhì)量水平的重現(xiàn)。要注意，質(zhì)量水平J可以表示層級架構(gòu)中的最高質(zhì)量水平或中間質(zhì)量水平。在一個實施例中，編碼器140以層級架構(gòu)中的水平對來處理信號數(shù)據(jù)以便執(zhí)行信號到較低質(zhì)量水平的下采樣。
[0055]信號115的下采樣可以包括將所選下采樣操作應(yīng)用于在質(zhì)量水平J的信號數(shù)據(jù)SJ以便創(chuàng)建在質(zhì)量水平J-1的信號數(shù)據(jù)SJ-1。例如，下采樣操作可以是簡單的雙線性濾波器，或者更復(fù)雜的操作(諸如非線性函數(shù)的應(yīng)用)，如先前所討論的那樣。
[0056]注意，信號數(shù)據(jù)SJ-1表示比原始信號115更低的分辨率或更低的質(zhì)量水平；信號數(shù)據(jù)SJ-2表示比信號數(shù)據(jù)SJ-1更低的信號115的分辨率或更低的質(zhì)量水平；以此類推。
[0057]因此，在層級架構(gòu)中的每個相應(yīng)水平的信號數(shù)據(jù)表示原始信號，但是在較低質(zhì)量水平處。典型地，需要越來越少的數(shù)據(jù)(例如比特信息、符號等等)來限定在層級架構(gòu)中的每個連續(xù)較低層級的信號。
[0058]根據(jù)一個實施例，編碼器140將信號115下采樣到信號數(shù)據(jù)SJ-1。在信號數(shù)據(jù)SJ到質(zhì)量水平J-ι的初始下采樣之后，編碼器140微調(diào)或調(diào)整信號數(shù)據(jù)SJ-1中的各個元素的設(shè)置以便識別對信號數(shù)據(jù)SJ-1的哪些微調(diào)設(shè)置會減小與針對質(zhì)量水平J而產(chǎn)生的殘差數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的熵。
[0059]更具體地，在一個實施例中，編碼器140將上采樣操作J應(yīng)用于信號數(shù)據(jù)的第一型式SJ-1t以產(chǎn)生信號數(shù)據(jù)SJ1。編碼器140然后計算信號數(shù)據(jù)SJ和SJ1之間的差異以產(chǎn)生殘差數(shù)據(jù)118-1。殘差數(shù)據(jù)118-1指示需要對信號數(shù)據(jù)SJ1做出的修改以便以期望的精度來產(chǎn)生信號數(shù)據(jù)SJ (例如信號115)。
[0060]在一個實施例中，編碼器140應(yīng)用量化過程QJ以產(chǎn)生殘差數(shù)據(jù)119-1。步驟QJ表示下面這樣的函數(shù)的應(yīng)用:如果這樣的元素的相應(yīng)幅度落入某一范圍內(nèi)或者高于/低于閾值則將殘差數(shù)據(jù)118-1中的各個值的設(shè)置調(diào)整成同一值或符號。舉例來說，經(jīng)由量化，編碼器140可以識別具有落入-1.5和+1.5之間的范圍中的值的殘差數(shù)據(jù)118-1中的各個元素的設(shè)置。對于落入該范圍內(nèi)的那些值，編碼器140將經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)119-1中的這樣的值設(shè)置成預(yù)定值(諸如零)；編碼器140可以識別落入-7.5和-6.5之間的范圍中的殘差數(shù)據(jù)118-1中的各個元素的設(shè)置，并且將經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)119-1中的這樣的值設(shè)置成-7.0的設(shè)置，等等。因此，量化QJ減小殘差數(shù)據(jù)118-1的熵。也就是說，殘差數(shù)據(jù)的值被修改以使得它們彼此更相似。
[0061]在該示例中，要注意，如果信號數(shù)據(jù)SI等于信號數(shù)據(jù)Sj1，則所產(chǎn)生的殘差數(shù)據(jù)將都是零值(例如最小熵)。在這樣的實例中，將不存在對微調(diào)信號數(shù)據(jù)Sj-1的需要，因為將存在與殘差數(shù)據(jù)118-1相關(guān)聯(lián)的最低可能熵。
[0062]更可能的一種情況是信號數(shù)據(jù)Sj和SJ1將不等。殘差數(shù)據(jù)118-1和經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)119-1的熵將可能是非零值。在該實例中，假設(shè)殘差數(shù)據(jù)118-1和經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)119-1包括非零值。殘差數(shù)據(jù)的高熵是不期望的，因為這意味著額外的數(shù)據(jù)必須被用來重構(gòu)原始信號115。典型地期望減小重構(gòu)信號115所需的整體數(shù)據(jù)量。
[0063]在一個實施例中，為了減小殘差數(shù)據(jù)119-1的熵，編碼器140反復(fù)地微調(diào)信號數(shù)據(jù)SJ-1并且將經(jīng)過微調(diào)的信號數(shù)據(jù)SJ-1t的不同型式上采樣成信號數(shù)據(jù)SJ1直到對信號數(shù)據(jù)SJ-1的各個元素的相應(yīng)微調(diào)產(chǎn)生殘差數(shù)據(jù)119-1的基本上較低或最低的熵為止。
[0064]可以基于每個元素來執(zhí)行微調(diào)。也就是說，編碼器140可以選擇信號數(shù)據(jù)SJ-1中的元素并且反復(fù)地微調(diào)元素的值以識別減小與殘差數(shù)據(jù)119-1相關(guān)聯(lián)的熵的相應(yīng)設(shè)置。編碼器可以減小對所選元素的微調(diào)幅度，因為經(jīng)過微調(diào)的值變得更接近于產(chǎn)生對于下一水平殘差數(shù)據(jù)的基本上較低熵度量。
[0065]在識別出對所選元素的最佳適當微調(diào)時，編碼器140然后保存對于該元素的經(jīng)過微調(diào)的信號數(shù)據(jù)并且將其存儲在信號數(shù)據(jù)SJ-1t中。
[0066]使用對于先前測試的元素的基本上最佳微調(diào)中的每一個，編碼器140然后選擇微調(diào)信號數(shù)據(jù)SJ-1中的下一元素并且重復(fù)上述過程以便識別對于所選元素的最佳設(shè)置，等坐寸O
[0067]在完成產(chǎn)生對于質(zhì)量水平J-1的減小殘差數(shù)據(jù)119-1的熵的經(jīng)過微調(diào)的信號數(shù)據(jù)SJ-1t的過程之后，編碼器140然后對于每個下一較低質(zhì)量水平重復(fù)同一過程。
[0068]例如，在下一較低質(zhì)量水平處，編碼器140將信號數(shù)據(jù)SJ-1t下采樣成信號數(shù)據(jù)SJ-2。在該下采樣之后，編碼器140微調(diào)或調(diào)整信號數(shù)據(jù)SJ-2中的各個元素的設(shè)置以便識別對信號數(shù)據(jù)SJ-2的哪些微調(diào)設(shè)置會減小與針對質(zhì)量水平J-1而產(chǎn)生的殘差數(shù)據(jù)119-2相關(guān)聯(lián)的熵。
[0069]更具體地，在一個實施例中，編碼器140將上采樣操作J-1應(yīng)用于信號數(shù)據(jù)SJ_2T以產(chǎn)生信號數(shù)據(jù)SJ-11。編碼器140然后計算信號數(shù)據(jù)SJ-1T和SJ-11之間的差異以產(chǎn)生殘差數(shù)據(jù)118-2。編碼器140然后應(yīng)用量化過程以便產(chǎn)生殘差數(shù)據(jù)119-2。
[0070]如先前所討論的，量化可以包括下面這樣的函數(shù)的應(yīng)用:如果信號數(shù)據(jù)中的各個值的相應(yīng)幅度落入某一范圍內(nèi)或者高于/低于閾值則將這些值的設(shè)置調(diào)整成同一值或符號。
[0071]為了減小殘差數(shù)據(jù)119-2的熵，編碼器140反復(fù)地微調(diào)信號數(shù)據(jù)SJ-2并且將經(jīng)過微調(diào)的信號數(shù)據(jù)SJ-2T上采樣成信號數(shù)據(jù)SJ-11直到對信號數(shù)據(jù)SJ-2的各個元素的相應(yīng)微調(diào)產(chǎn)生殘差數(shù)據(jù)119-2的基本上較低或最低的熵為止。
[0072]如先前所提到的，可以基于每個元素來執(zhí)行微調(diào)。也就是說，編碼器可以選擇信號數(shù)據(jù)SJ-2中的元素并且反復(fù)地微調(diào)所選元素的值，以識別減小與殘差數(shù)據(jù)119-2相關(guān)聯(lián)的熵的設(shè)置。在識別出對所選元素的適當微調(diào)時，編碼器140然后保存對于該元素的經(jīng)過微調(diào)的信號數(shù)據(jù)并且將其存儲在信號數(shù)據(jù)SJ-2T中。
[0073]編碼器140然后選擇微調(diào)信號數(shù)據(jù)SJ-1中的下一元素并且重復(fù)上述過程以便識別對于每個所選元素的最佳設(shè)置，等等。
[0074]在完成產(chǎn)生對于質(zhì)量水平J-2的減小殘差數(shù)據(jù)119-2的熵的經(jīng)過微調(diào)的信號數(shù)據(jù)SJ-2T的過程之后，編碼器140然后對于每個下一較低質(zhì)量水平重復(fù)同一過程。因此，編碼器140產(chǎn)生信號數(shù)據(jù)在層級架構(gòu)中的較低質(zhì)量水平的經(jīng)過微調(diào)的集合。
[0075]要注意，編碼器140可以被配置成測試多個不同上采樣選項(例如一個或多個上采樣操作)，以識別多個上采樣選項中的哪些產(chǎn)生殘差數(shù)據(jù)的最低熵。換言之，編碼器140可以針對多個上采樣操作中的每一個重復(fù)下采樣和微調(diào)的過程，以便識別出哪個或哪些上采樣操作在下一較高質(zhì)量水平最佳地減小殘差數(shù)據(jù)的熵。
[0076]圖2是圖示根據(jù)這里的實施例的下采樣方法的示例圖。要注意，圖2中的多循環(huán)算法的討論將包括對圖1中討論的處理的參考。
[0077]在步驟200中，編碼器140選擇要處理的質(zhì)量水平。假設(shè)，在該示例中，編碼器140選擇質(zhì)量水平J并且以該質(zhì)量水平J開始。
[0078]在步驟205中，編碼器140應(yīng)用所選下采樣操作以便產(chǎn)生信號數(shù)據(jù)SJ-1。
[0079]在步驟210中，編碼器140在多個可能的上采樣選項中選擇上采樣選項。每個上采樣選項可以包括經(jīng)由一個或多個上采樣操作進行上采樣。
[0080]在步驟215中，編碼器140將所選上采樣選項應(yīng)用于信號數(shù)據(jù)SJ-1以便產(chǎn)生殘差數(shù)據(jù)118-1。
[0081]在步驟220中，編碼器140將過程(例如量化或模擬的量化)應(yīng)用于殘差數(shù)據(jù)118_1以便產(chǎn)生經(jīng)調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)119-1。
[0082]在步驟225中，編碼器140計算經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)119_1的熵(或其模擬/近似)并且將其定義為當前熵值。
[0083]在步驟230中，編碼器140選擇以質(zhì)量水平J-1微調(diào)的信號(例如信號數(shù)據(jù)SJ-1)。
[0084]在步驟235中，編碼器140在所選信號數(shù)據(jù)SJ-1中選擇要微調(diào)的元素以產(chǎn)生信號數(shù)據(jù)SJ-1t0
[0085]在步驟240中，編碼器140以不同方向調(diào)整信號數(shù)據(jù)SJ-1t中的所選元素并且具有多達最大迭代數(shù)目的潛在不同數(shù)量。
[0086]在步驟245中，編碼器140對于對所選元素的每個調(diào)整產(chǎn)生殘差數(shù)據(jù)118_1(或者受到所選元素的更為直接地影響的其至少一部分)。
[0087]在步驟250中，編碼器140處理殘差數(shù)據(jù)118_1 (或其一部分)，以便如先前所討論的那樣對于對所選元素的每個微調(diào)產(chǎn)生經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)119-1 (或其一部分)。
[0088]在步驟255中，編碼器140對于對所選元素的每個微調(diào)計算經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)119-1 (的一部分)的熵，以便識別和選擇減小經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)119-1 (的一部分)的熵的所選元素的基本上較好或最好設(shè)置。
[0089]在步驟260中，編碼器140對于所選信號數(shù)據(jù)SJ-1中的每個元素重復(fù)循環(huán)4，從而處理返回到步驟235，以便識別對于信號數(shù)據(jù)SJ-1中的每個元素的基本上最佳設(shè)置。編碼器140在測試所有元素之后繼續(xù)步驟260處的處理。
[0090]在步驟265中，編碼器140將上采樣操作應(yīng)用于經(jīng)過微調(diào)的信號數(shù)據(jù)SJ-1t并且產(chǎn)生殘差數(shù)據(jù)118-1以及經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)119-1。
[0091]在步驟270中，編碼器140處理殘差數(shù)據(jù)118_1以產(chǎn)生經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)119-1。
[0092]在步驟275中，編碼器140計算經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)119_1的熵(或其模擬/近似)。如果經(jīng)過微調(diào)的信號表征比當前最優(yōu)熵更低的經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)的熵，則經(jīng)過微調(diào)的信號變成要微調(diào)的新信號并且經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)的其熵變成新的最優(yōu)熵。如果不是，則編碼器140中止經(jīng)過微調(diào)的設(shè)置，并且從循環(huán)3退出到步驟285。否則，編碼器140繼續(xù)步驟280處的處理以重復(fù)循環(huán)3。
[0093]在步驟280中，編碼器140繼續(xù)步驟230處的執(zhí)行，只要新的經(jīng)過微調(diào)的信號生成經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)的較低熵。
[0094]在步驟285中，編碼器140對于多個可能上采樣選項的下一所選上采樣選項繼續(xù)步驟210處的執(zhí)行。當所有上采樣選項已經(jīng)被測試時，編碼器140繼續(xù)步驟290處的處理。
[0095]在步驟290中，編碼器140存儲對于信號數(shù)據(jù)SJ-1t的經(jīng)過微調(diào)的設(shè)置。
[0096]在步驟295中，編碼器140重復(fù)步驟200處的處理以便將信號數(shù)據(jù)SJ-1t下采樣到下一較低質(zhì)量水平J-2。編碼器140重復(fù)該過程直到信號115已經(jīng)被下采樣到最低期望質(zhì)量水平。
[0097]圖3是圖示根據(jù)這里的實施例的圖像信息的下采樣的示例圖。如先前所討論的那樣，信號115可以表示圖像數(shù)據(jù)。根據(jù)這樣的實施例，在每個質(zhì)量水平的信號數(shù)據(jù)指示相應(yīng)圖像中的元素(圖素/平面元素)的設(shè)置。
[0098]在一個實施例中，根據(jù)諸如YUV、RGB或HSV之類的顏色空間標準編碼信號數(shù)據(jù)中的元素的每個顏色分量，盡管當定義圖像時可以根據(jù)任何適當?shù)母袷絹砭幋a信號115的屬性。
[0099]下采樣導(dǎo)致減小相應(yīng)信號數(shù)據(jù)的分辨率和對應(yīng)質(zhì)量水平。例如，對于質(zhì)量水平3的信號數(shù)據(jù)指示相應(yīng)圖像510-3中的元素的設(shè)置；對于質(zhì)量水平2的信號數(shù)據(jù)指示相應(yīng)圖像510-2中的元素的設(shè)置；對于質(zhì)量水平I的信號數(shù)據(jù)指示相應(yīng)圖像510-1中的元素的設(shè)
置；等等。
[0100]當以如先前所討論的那樣的方式進行下采樣時，編碼器140產(chǎn)生對于下一較低質(zhì)量水平(例如水平2)的信號數(shù)據(jù)以便定義例如圖像510-2 ;編碼器140產(chǎn)生對于下一較低質(zhì)量水平(例如水平I)的信號數(shù)據(jù)以便定義例如圖像510-1 ;等等。
[0101]如先前所討論的那樣，對于每一個較低質(zhì)量水平，定義下采樣圖像的數(shù)據(jù)量可以被減小到期望最低質(zhì)量水平。也就是說，當執(zhí)行從水平3到水平2的2:1縮放的下采樣時，編碼器140如所示將圖像510-3中的多個元素Y減小到相應(yīng)圖像510-2中的單個元素X。當從水平2下采樣到水平I時，編碼器140將圖像510-3中的多個元素X減小到到相應(yīng)圖像510-1中的單個元素W，等等。
[0102]圖4是圖示根據(jù)這里的實施例的信號的進一步編碼的示例圖。
[0103]以如先前所討論的那樣的方式，編碼器140將信號115下采樣成不同信號數(shù)據(jù)集合(其包括信號數(shù)據(jù)S3T、信號數(shù)據(jù)S2T、信號數(shù)據(jù)S1T)。
[0104]要注意，在下采樣期間進行微調(diào)的過程是可選的。根據(jù)其他實施例，編碼器140可以應(yīng)用(一個或多個)任何適合的下采樣操作來產(chǎn)生基數(shù)據(jù)集合，它代替經(jīng)過微調(diào)的信號數(shù)據(jù)(諸如信號數(shù)據(jù)S3T、信號數(shù)據(jù)S2T、S1T)。
[0105]在最低質(zhì)量水平(諸如質(zhì)量水平I)處，編碼器140可以被配置成將量化函數(shù)Ql應(yīng)用于信號數(shù)據(jù)SItW產(chǎn)生信號數(shù)據(jù)SI2。如先前所討論的那樣，量化減小相應(yīng)信號數(shù)據(jù)的熵。
[0106]要注意，信號數(shù)據(jù)SI2被減小表示在層級架構(gòu)中的最低質(zhì)量水平(例如質(zhì)量水平#1)的信號115的信息。
[0107]編碼器140選擇在其中將信號SI2上采樣換到信號數(shù)據(jù)S2U的上采樣操作(例如信號在給定質(zhì)量水平的中間重現(xiàn))。對于所選上采樣操作，在質(zhì)量水平2處，編碼器140基于信號數(shù)據(jù)S2T和信號數(shù)據(jù)S2U之間的差異產(chǎn)生殘差數(shù)據(jù)418-1。因為編碼過程可能是有損的，所以上采樣信號數(shù)據(jù)S2U可能類似于但是不等于信號數(shù)據(jù)S2T。
[0108]編碼器140然后將量化函數(shù)QJ應(yīng)用于殘差數(shù)據(jù)418-1，以便以如先前所述的那樣的方式產(chǎn)生經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)419-1。編碼器140可以對于多個不同操作中的每一個而重復(fù)該過程以便確定哪個或哪些上采樣操作對于減小與經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)419-1相關(guān)聯(lián)的熵來說是最佳的。
[0109]編碼器140然后存儲對于質(zhì)量水平#1的信號數(shù)據(jù)SI2、基本上最佳識別的上采樣操作、以及對應(yīng)的經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)419-1。對于該存儲的信息，編碼器140添加經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)419-2和信號數(shù)據(jù)S2U以便產(chǎn)生信號數(shù)據(jù)S22。
[0110]信號數(shù)據(jù)S22是表示信號在層級架構(gòu)中的質(zhì)量水平2的經(jīng)過減少的信息集合。因此，這里的實施例包括以第二質(zhì)量水平微調(diào)信號(即信號數(shù)據(jù)S2U)的中間重現(xiàn)中的元素，以便產(chǎn)生信號在第二質(zhì)量水平的經(jīng)過微調(diào)的重現(xiàn)(例如信號數(shù)據(jù)S22)。
[0111]如將在圖6中所討論的那樣，編碼器140基于信號115 (例如信號數(shù)據(jù)S2U)在第二質(zhì)量水平的上采樣重現(xiàn)和信號(例如信號數(shù)據(jù)S23)在第二質(zhì)量水平的經(jīng)過微調(diào)的重現(xiàn)之間的差異生成殘差數(shù)據(jù)470-2 ;編碼器140基于信號115 (例如信號數(shù)據(jù)S3U)在第二質(zhì)量水平的上采樣重現(xiàn)和信號(例如信號數(shù)據(jù)S33)在第二質(zhì)量水平的經(jīng)過微調(diào)的重現(xiàn)之間的差異生成殘差數(shù)據(jù)470-3;等等。
[0112]再次參考圖4，編碼器140以與上文針對從質(zhì)量水平I上采樣到質(zhì)量水平2所討論的相似的方式執(zhí)行從質(zhì)量水平2到質(zhì)量水平3的上采樣。舉例來說，在質(zhì)量水平2處，編碼器140 (從多個可能的上采樣操作之中)選擇在其中將信號數(shù)據(jù)S22上采樣成信號數(shù)據(jù)S3U的上采樣操作。對于所選的上采樣操作，在質(zhì)量水平3處，編碼器140基于信號數(shù)據(jù)S3T和信號數(shù)據(jù)S3U之間的差異產(chǎn)生殘差數(shù)據(jù)418-2。因為編碼過程可能是有損的，所以上采樣信號數(shù)據(jù)S3U可能類似于但是不等于信號數(shù)據(jù)S3T。
[0113]編碼器140然后將量化函數(shù)QJ應(yīng)用于殘差數(shù)據(jù)418-2以便以如先前所述的那樣的方式產(chǎn)生經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)419-2。
[0114]編碼器140可以對于測試多個不同操作中的每一個而重復(fù)該過程，以便確定哪個或哪些上采樣操作對于減小與經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)419-2相關(guān)聯(lián)的熵來說是最佳的。
[0115]編碼器140然后存儲對于質(zhì)量水平#2的信號數(shù)據(jù)S22、相應(yīng)最佳上采樣操作、以及對應(yīng)的經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)419-2。編碼器140添加經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)419-2和信號數(shù)據(jù)S3U以便產(chǎn)生信號數(shù)據(jù)S32。信號數(shù)據(jù)S32是表示信號在層級架構(gòu)中的質(zhì)量水平3的經(jīng)過減小的信息集合。
[0116]編碼器140如所示重復(fù)該過程一直到層級架構(gòu)中的質(zhì)量水平N。
[0117]圖5是圖示根據(jù)這里的實施例的信號的編碼(其包括在上采樣期間元素的微調(diào)以便減小殘差數(shù)據(jù)的熵)的示例圖。在該示例實施例中，與圖4中的示例不同，編碼器140在進行上采樣的同時執(zhí)行元素的微調(diào)以便產(chǎn)生對于每個質(zhì)量水平的經(jīng)過微調(diào)的數(shù)據(jù)。
[0118]以如先前所討論的那樣的方式，編碼器140將信號115下米樣成表不信號115在較低質(zhì)量水平的任何適當?shù)男盘枖?shù)據(jù)集合。因此，在較低水平處下采樣信號數(shù)據(jù)可以或不可以根據(jù)下采樣期間的微調(diào)導(dǎo)出。
[0119]在最低質(zhì)量水平(諸如質(zhì)量水平I)處，編碼器140將量化函數(shù)Ql應(yīng)用于下采樣信號數(shù)據(jù)SIt以產(chǎn)生信號數(shù)據(jù)SI2。信號數(shù)據(jù)SI2被壓縮或減小表示在層級架構(gòu)中的最低質(zhì)量水平的數(shù)據(jù)的信息。應(yīng)用量化步驟Ql以產(chǎn)生信號數(shù)據(jù)SI2可以是下采樣過程的一部分。
[0120]編碼器140然后選擇在其中將信號數(shù)據(jù)SI2 (例如信號SI3)的經(jīng)過微調(diào)的型式上采樣成信號數(shù)據(jù)S2U的上采樣操作。
[0121]在該實施例中，編碼器140微調(diào)信號數(shù)據(jù)SI2的設(shè)置以便產(chǎn)生減小與經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)519-1相關(guān)聯(lián)的熵的信號數(shù)據(jù)集合SI3。例如，在一個實施例中，編碼器140選擇信號數(shù)據(jù)SI2中的元素并且反復(fù)地微調(diào)所選元素以便識別所選元素的哪個設(shè)置會產(chǎn)生經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)519-1的最低熵。編碼器140重復(fù)對于信號數(shù)據(jù)SI2中的每個元素的微調(diào)以便產(chǎn)生信號數(shù)據(jù)SI3。
[0122]要注意，除了針對所選上采樣操作識別對于每個元素的最佳設(shè)置之外，編碼器140可以測試多個可能上采樣操作中的每一個以便識別出對于產(chǎn)生與經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)519-1相關(guān)聯(lián)的基本上最低熵而言(對于不同上采樣操作的)哪些操作以及對應(yīng)的微調(diào)是最佳的。[0123]在識別出對于信號數(shù)據(jù)SI2的基本上最佳微調(diào)設(shè)置以及基本上最佳上采樣操作之后，編碼器140然后存儲對于質(zhì)量水平#1的經(jīng)過微調(diào)的信號數(shù)據(jù)SI3、最佳識別上采樣操作、以及對應(yīng)經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)519-1。對于該存儲的信息，編碼器140添加經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)519-1和信號數(shù)據(jù)S2U以便產(chǎn)生信號數(shù)據(jù)S22。信號數(shù)據(jù)S22是表示在層級架構(gòu)中的質(zhì)量水平2的信號的經(jīng)過減小的信息集合。
[0124]然后編碼器140以與如上所討論的用于從質(zhì)量水平I上采樣到質(zhì)量水平2相似的方式執(zhí)行從質(zhì)量水平2上采樣到質(zhì)量水平3。編碼器140對于每個下一較高質(zhì)量水平重復(fù)該過程直到到達最高質(zhì)量水平為止。
[0125]在一個實施例中，編碼器140將信號(例如信號數(shù)據(jù)S3T、信號數(shù)據(jù)S2T、信號數(shù)據(jù)SIt)在第一質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)解析成圖像元素的多個鄰接區(qū)。編碼器然后采用并行處理單元來同時處理該多個區(qū)，以便識別出對多個區(qū)中的元素的調(diào)整，以減小與殘差數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的摘。
[0126]根據(jù)另一些實施例，編碼器140可以至少偶爾地執(zhí)行所謂的全局檢查，即對要被并行處理的各個鄰接區(qū)中元素的所選調(diào)整基本上不會引起對于要被處理的整體信號數(shù)據(jù)的增大的殘差數(shù)據(jù)的熵。
[0127]圖6是圖示根據(jù)這里的實施例的用于由解碼器使用的殘差數(shù)據(jù)的生成的示例圖。
[0128]如所示，編碼器140將信號數(shù)據(jù)SI3存儲為殘差數(shù)據(jù)4701-1。編碼器140將殘差數(shù)據(jù)470-2設(shè)置成等于信號數(shù)據(jù)S2U和信號數(shù)據(jù)S23之間的差異；編碼器140將殘差數(shù)據(jù)470-3設(shè)置成等于信號數(shù)據(jù)S3U和信號數(shù)據(jù)S33之間的差異；等等。一般來說，殘差數(shù)據(jù)470-2指示為了產(chǎn)生信號數(shù)據(jù)S23而需要對信號數(shù)據(jù)S2U做出的調(diào)整；殘差數(shù)據(jù)470-3指示為了產(chǎn)生信號數(shù)據(jù)S33而需要對信號數(shù)據(jù)S3U做出的調(diào)整；等等。
[0129]在一個實施例中，解碼器使用殘差數(shù)據(jù)470-1來以最低質(zhì)量水平I來重構(gòu)SI3。在下一較高水平(例如從質(zhì)量水平2到質(zhì)量水平3)，解碼器應(yīng)用針對該質(zhì)量水平而選擇的上采樣操作以便將信號數(shù)據(jù)SI3轉(zhuǎn)換成信號數(shù)據(jù)S2U ;解碼器對殘差數(shù)據(jù)470-2與信號數(shù)據(jù)S2U求和以產(chǎn)生S23。在下一較高水平(例如從質(zhì)量水平3到質(zhì)量水平4)，解碼器應(yīng)用針對該質(zhì)量水平而選擇的上采樣操作以便將信號數(shù)據(jù)S23轉(zhuǎn)換成信號數(shù)據(jù)S3U ;解碼器對殘差數(shù)據(jù)470-3與信號數(shù)據(jù)S3U求和以產(chǎn)生S33。解碼器重復(fù)該過程直到其將原始115重構(gòu)到期望質(zhì)量水平為止。
[0130]圖7是圖示根據(jù)這里的實施例的用于由解碼器使用的殘差數(shù)據(jù)的生成的示例圖。在該示例實施例中，編碼器使用經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)集合519來產(chǎn)生殘差數(shù)據(jù)集合470。
[0131]例如，編碼器140將殘差數(shù)據(jù)470-1設(shè)置成等于信號數(shù)據(jù)SI。編碼器140識別信號數(shù)據(jù)S23和信號數(shù)據(jù)S22之間的差異并且將該結(jié)果添加到經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)519-1以產(chǎn)生殘差數(shù)據(jù)470-2 ;編碼器140識別信號數(shù)據(jù)S33和信號數(shù)據(jù)S32之間的差異并且將該結(jié)果添加到經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)519-2以產(chǎn)生殘差數(shù)據(jù)470-3 ;等等。
[0132]要注意，解碼器以如上面所討論的那樣的方式使用殘差數(shù)據(jù)470以便將原始115重構(gòu)到期望質(zhì)量水平。
[0133]圖8是圖示根據(jù)這里的實施例的微調(diào)下采樣數(shù)據(jù)的生成的示例圖。
[0134]在步驟805中，編碼器140將在連續(xù)較低質(zhì)量水平的信號115反復(fù)地下采樣到最低質(zhì)量水平。如先前所討論的那樣，該過程可以包括應(yīng)用任何適當?shù)南虏蓸雍瘮?shù)，其可以包括或可以不包括如先前所討論的微調(diào)每個元素。
[0135]在步驟810中，編碼器140選擇要處理的質(zhì)量水平，以最低質(zhì)量水平開始。
[0136]在步驟815中，編碼器140在多個可能的上采樣選項之中選擇上采樣選項。
[0137]在步驟820中，編碼器140將所選上采樣選項應(yīng)用于所選質(zhì)量水平的信號數(shù)據(jù)以便產(chǎn)生在下一較高質(zhì)量水平(例如所選質(zhì)量水平之上的水平)的殘差數(shù)據(jù)。
[0138]在步驟825中，編碼器140將過程(例如量化函數(shù)、濾波器函數(shù)等等)應(yīng)用于殘差數(shù)據(jù)以便產(chǎn)生經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)。
[0139]在步驟830中，編碼器140計算在下一較高質(zhì)量水平的經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)的熵并且將其定義為當前最優(yōu)熵值。
[0140]在步驟835中，編碼器140選擇要以所選質(zhì)量水平微調(diào)的信號(例如信號SI2)。
[0141]在步驟840中，編碼器140在所選信號中選擇要微調(diào)的元素。
[0142]在步驟845中，編碼器140在不同方向上調(diào)整所選元素并且一直總計到最大迭代值。
[0143]在步驟850中，編碼器140對于對所選元素的每個微調(diào)產(chǎn)生在下一較高質(zhì)量水平的殘差數(shù)據(jù)和經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)。
[0144]在步驟855中，編碼器140如先前所討論的那樣使用量化函數(shù)(或其模擬/近似)處理殘差數(shù)據(jù)以便產(chǎn)生經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)119-1。
[0145]在步驟860中，編碼器140對于對所選元素的每個微調(diào)計算在下一較高質(zhì)量水平的經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)的熵，以便識別和選擇減小經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)的熵的所選元素的較好或基本上最好的設(shè)置。
[0146]在步驟865中，編碼器140對于所選信號數(shù)據(jù)中的每個元素重復(fù)循環(huán)4 (例如繼續(xù)返回到步驟840的執(zhí)行)。編碼器140在測試和微調(diào)所有元素之后繼續(xù)步驟870處的處理。
[0147]在步驟870中，編碼器140將上采樣操作應(yīng)用于在所選質(zhì)量水平的經(jīng)過微調(diào)的信號數(shù)據(jù)并且產(chǎn)生在下一較高質(zhì)量水平的殘差數(shù)據(jù)。
[0148]在步驟875中，編碼器140處理(例如通過量化或其適合的模擬/近似)在下一較高質(zhì)量水平的殘差數(shù)據(jù)以產(chǎn)生相應(yīng)的經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)。
[0149]在步驟880中，編碼器140計算經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)的熵。如果經(jīng)過微調(diào)的信號表征比所選信號的當前最優(yōu)熵更低的經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)的熵，則經(jīng)過微調(diào)的信號變成要微調(diào)的新信號并且經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)的其熵變成新的最優(yōu)熵。如果不是，則編碼器140中止經(jīng)過微調(diào)的設(shè)置并且從循環(huán)3退出到步驟890。否則，編碼器140繼續(xù)步驟885處的處理。
[0150]在步驟885中，編碼器140對于新選擇的信號繼續(xù)步驟835處的執(zhí)行，只要新的經(jīng)過微調(diào)的信號生成經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)的較低熵。
[0151]在步驟890中，編碼器140對于多個可能上采樣選項的下一所選上采樣選項繼續(xù)步驟210處的執(zhí)行。當所有上采樣選項已經(jīng)被測試時，編碼器140繼續(xù)步驟895處的處理。
[0152]在步驟895中，編碼器140通過更新對于當前質(zhì)量水平的經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)、存儲最佳上采樣選項以及對應(yīng)的經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)，來存儲對于所選質(zhì)量水平的經(jīng)過微調(diào)的設(shè)置。
[0153]在步驟898中，編碼器140重復(fù)步驟810處的處理以便對于層級架構(gòu)中的每個連續(xù)較高質(zhì)量水平識別最佳微調(diào)、最佳上采樣操作以及經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)。
[0154]圖9是圖示根據(jù)這里的實施例的處理所接收到的信號的示例方法的圖。
[0155]在如所示的下采樣過程期間，編碼器140發(fā)起信號數(shù)據(jù)S2T到在層級架構(gòu)中的下一較低質(zhì)量水平的信號數(shù)據(jù)SIt的下采樣。
[0156]在完成下采樣之后，編碼器140在最低水平執(zhí)行上采樣。根據(jù)這樣的實施例，編碼器140選擇要微調(diào)的元素(例如Wl)。對于對所選元素Wl的每個微調(diào)，編碼器140上采樣經(jīng)過微調(diào)的信號數(shù)據(jù)SI3以便產(chǎn)生信號數(shù)據(jù)S2U。
[0157]在該示例中，使用Utest (Uani)進行上采樣使元素Wl被擴展成元素以及相應(yīng)的值Xl=99、X2=101、X3=99、以及X4=95。編碼器140然后以如先前所討論的那樣的方式產(chǎn)生殘差數(shù)據(jù)518-1以及經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)519-1。殘差數(shù)據(jù)518-1的量化可以包括將殘差數(shù)據(jù)518-1中的近零值設(shè)置成經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)519-1中的零值。也就是說，設(shè)置成殘差數(shù)據(jù)518-1中的值+1或-1的元素被設(shè)置成O值以便產(chǎn)生經(jīng)過調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)519-1。
[0158]要注意，在層級架構(gòu)中的不同水平處，用于實施量化的范圍或閾值可以變化。例如，較小范圍或較低閾值可以被用在較低質(zhì)量等級以便保存在較高質(zhì)量水平的圖像的質(zhì)量。換言之，可能期望在較低水平生成更多殘差數(shù)據(jù)，以防止對在較高水平生成更多得多的殘差數(shù)據(jù)的需要。
[0159]圖10是圖示根據(jù)這里的實施例的產(chǎn)生熵值的示例的圖。
[0160]這里的一個實施例包括利用能夠迅速確定改變(例如微調(diào))是改進還是惡化對應(yīng)殘差的熵的適當度量。如先前所討論的那樣，殘差數(shù)據(jù)的熵可以是多少信息是傳送殘差所必需的測量，其中殘差數(shù)據(jù)包括符號或數(shù)字。
[0161]在基本水平的熵取決于多少不同符號被編碼到殘差數(shù)據(jù)中。殘差數(shù)據(jù)中的不同符號的數(shù)目越多，熵就越高。當主要存在比所有其他符號更有可能的僅一個符號時，可以實現(xiàn)熵的大幅下降。當在這種情況下時，幾乎無關(guān)緊要的是所有其他符號是僅僅一個符號還是許多其他符號。
[0162]計算殘差數(shù)據(jù)的熵值的一種方法是對殘差數(shù)據(jù)中的大于閾值或落入特定范圍內(nèi)的值的數(shù)目進行計數(shù)。以這種方式(例如使用矩形階躍函數(shù))產(chǎn)生的熵值在數(shù)學上不可微分。也就是說，如圖10中所指定的那樣，階躍函數(shù)1010是在閾值處具有無限斜率的矩形函數(shù)。
[0163]根據(jù)另一實施例，編碼器140可以被配置成實施連續(xù)函數(shù)1020(例如可微分函數(shù))，其模擬基本上矩形的函數(shù)(例如階躍函數(shù)1010)。連續(xù)函數(shù)1010基于導(dǎo)數(shù)的使用來促進與殘差數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的熵的量化。
[0164]例如，這里的一個實施例包括利用sigmoid函數(shù)來模擬矩形函數(shù)。根據(jù)這樣的實施例，編碼器140基于函數(shù)1020而不是階躍函數(shù)1010將殘差數(shù)據(jù)中的每個元素值映射成相應(yīng)計數(shù)值(例如十進制值)。在先前示例中，編碼器140依賴于元素值高于還是低于閾值來將每一個映射成I或O的值。對比而言，當使用函數(shù)1020時，編碼器140將相應(yīng)元素映射成大于O且小于I的非整數(shù)值(例如十進制值)。
[0165]對于給定的微調(diào)，當使用函數(shù)1020時，編碼器140通過對對于每一個元素而產(chǎn)生的的相應(yīng)十進制計數(shù)值求和來產(chǎn)生熵值。編碼器140對于每個微調(diào)使用函數(shù)1020來重復(fù)該過程?；趯τ诮o定元素的微調(diào)的熵值，編碼器140產(chǎn)生圖11中的函數(shù)，其基于相應(yīng)元素的微調(diào)來指示殘差數(shù)據(jù)的熵如何改變。
[0166]圖11中的函數(shù)1128是可微分函數(shù)。也就是說，產(chǎn)生函數(shù)1128的導(dǎo)數(shù)使得編碼器140能夠識別出函數(shù)1128的斜率在哪里接近零。函數(shù)1128中的該點(在那里斜率基本上等于零)指示產(chǎn)生殘差數(shù)據(jù)的最低熵的相應(yīng)元素的設(shè)置。
[0167]因此，這里的實施例包括生成熵函數(shù)1128 (在其中熵函數(shù)的幅度依賴于對下采樣信號中的處于測試中的所選元素的不同可能調(diào)整而變化)，以及然后利用該熵函數(shù)1128來識別對下采樣信號中的元素的調(diào)整(在其中針對該調(diào)整殘差數(shù)據(jù)的相應(yīng)熵在處于測試中的元素的不同可能變化之中基本上是最小的)。圖11中的圖形的水平軸指示處于測試中的元素的不同可能變化，而垂直軸指示對于設(shè)置的相應(yīng)殘差數(shù)據(jù)的相關(guān)熵。
[0168]圖12是提供根據(jù)這里的實施例的計算機處理的計算機系統(tǒng)800的示例框圖。
[0169]計算機系統(tǒng)800可以是或者包括操作為交換機、路由器、服務(wù)器、客戶端等等的計算機化設(shè)備，諸如個人計算機、處理電路、工作站、便攜式計算設(shè)備、控制臺、網(wǎng)絡(luò)終端、處理設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
[0170]要注意，下面的討論提供指示如何實施如先前所討論的那樣與編碼器140相關(guān)聯(lián)的功能的基本實施例。然而，應(yīng)該注意，用于實施如這里所述的操作的實際配置可以依賴于相應(yīng)的應(yīng)用而變化。
[0171]如所示，本示例的計算機系統(tǒng)800包括耦合可以將數(shù)字信息存儲在其中并且在其中檢索數(shù)字信息的計算機可讀存儲介質(zhì)812的互連811，該計算機可讀存儲介質(zhì)812諸如非瞬時類型的介質(zhì)、計算機可讀、硬件存儲介質(zhì)等等。計算機系統(tǒng)800還可以包括處理器813、I/O接口 814、以及通信接口 817。
[0172]I/O接口 814提供到存儲庫180以及顯示屏、外圍設(shè)備816 (諸如鍵盤、計算機鼠標等等)(如果存在的話)的連接性。
[0173]計算機可讀存儲介質(zhì)812 (例如硬件存儲介質(zhì))可以是任何適當?shù)脑O(shè)備和/或硬件，諸如存儲器、光學存儲裝置、硬盤驅(qū)動、軟盤等等。計算機可讀存儲介質(zhì)可以是存儲與編碼器140-1相關(guān)聯(lián)的指令的非瞬時性存儲介質(zhì)。該指令被諸如編碼器140之類的相應(yīng)資源執(zhí)行以便實施如這里所討論的那樣的操作中的任一個。
[0174]通信接口 817使得計算機系統(tǒng)800能夠通過網(wǎng)絡(luò)190進行通信，以便從遠程源檢索信息并且與其他計算機、交換機、客戶端、服務(wù)器等等進行通信。I/o接口 814還使得處理器813能夠從存儲庫180檢索所存儲的信息或者試圖從存儲庫180檢索所存儲的信息。
[0175]如所示，可以利用由處理器813作為編碼器過程14002而執(zhí)行的編碼器應(yīng)用程序140-1來對計算機可讀存儲介質(zhì)812進行編碼。
[0176]要注意，計算機系統(tǒng)800或編碼器140還可以被具體化成包括用于存儲數(shù)據(jù)和/或邏輯指令的計算機可讀存儲介質(zhì)812 (例如,硬件存儲介質(zhì)、非瞬時性存儲介質(zhì)等等)。
[0177]計算機系統(tǒng)800可以包括執(zhí)行這樣的指令并且實施如這里討論的那樣的操作的處理器813。因此，當被執(zhí)行時，與編碼器應(yīng)用程序140-1相關(guān)聯(lián)的代碼可以支持如這里討論的那樣的處理功能。在一個實施例的操作期間，處理器813經(jīng)由互連811的使用來訪問計算機可讀存儲介質(zhì)812，以便發(fā)射、運行、執(zhí)行、解釋或以其他方式實施存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)812中的編碼器應(yīng)用程序140-1的指令。編碼器應(yīng)用程序140-1的執(zhí)行在處理813中產(chǎn)生處理功能。換言之，與處理器813相關(guān)聯(lián)的編碼器過程140-2表示執(zhí)行在計算機系統(tǒng)800中的處理器813內(nèi)或其上的編碼器應(yīng)用程序140-1的一個或多個方面。
[0178]本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，計算機系統(tǒng)800可以包括其他過程和/或軟件以及硬件部件，諸如控制硬件處理資源的分配和使用以執(zhí)行編碼器應(yīng)用程序140-1的操作系統(tǒng)。
[0179]根據(jù)不同實施例，要注意計算機系統(tǒng)可以是各種類型的設(shè)備中的任何一個，包括但不限于個人計算機系統(tǒng)、桌上型計算機、膝上型計算機、筆記本、筆記本計算機、大型計算機系統(tǒng)、手持計算機、工作站、網(wǎng)絡(luò)計算機、應(yīng)用服務(wù)器、存儲設(shè)備、消費性電子設(shè)備(諸如照相機、便攜式攝像機、機頂盒、移動設(shè)備、視頻游戲控制臺、手持視頻游戲設(shè)備、外圍設(shè)備(諸如交換機、調(diào)制解調(diào)器、路由器))、或者一般地任何類型的計算或電子設(shè)備。
[0180]再次注意，這里的技術(shù)非常適合于在使用解碼器處理和重構(gòu)信號時使用。然而，應(yīng)該注意這里的實施例不限于用在這樣的應(yīng)用中并且這里討論的技術(shù)也非常適合于其他應(yīng)用。
[0181]基于這里闡述的描述，許多具體細節(jié)已經(jīng)被闡述以便提供對要求保護的主題的徹底理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解到，可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下實行要求保護的主題。在其他實例中，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的方法、裝置、系統(tǒng)等等沒有被詳細描述以致不使要求保護的主題模糊。已經(jīng)就對計算系統(tǒng)存儲器(諸如計算機存儲器)內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)比特或二進制數(shù)字信號的操作的算法或符號表示呈現(xiàn)了詳細描述的一些部分。這些算法描述或表示是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域中用來將他們的工作實質(zhì)轉(zhuǎn)換給本領(lǐng)域其它技術(shù)人員的技術(shù)的示例。如這里描述的以及一般的算法被看作導(dǎo)致期望結(jié)果的操作或類似處理的自相合的序列。在該上下文中，操作或處理涉及物理量的物理操控。典型地，盡管不是必需的，但是這些量可以采用能夠被存儲、傳遞、組合、比較或以其他方式操控的電或磁信號的形式。已經(jīng)多次被證實方便(原則上因為共同使用的原因)，將這樣的信號指代為比特、數(shù)據(jù)、值、元素、符號、字符、術(shù)語、數(shù)、數(shù)字等等。然而，應(yīng)該理解，所有這些和相似術(shù)語要與適當?shù)奈锢砹肯嚓P(guān)聯(lián)并且僅僅是方便的標記。除非以其他方式明確指出，如從下面的討論顯而易見的是，要認識到遍及該說明書，利用諸如“處理”、“計算”、“計算”、“確定”或等等之類的術(shù)語的討論指代計算平臺(諸如計算機或相似電子計算設(shè)備)的動作或過程，該計算平臺操控或變換表示為存儲器、寄存器或計算平臺的其他信息存儲設(shè)備、傳輸設(shè)備或顯示設(shè)備內(nèi)的物理電或磁量的數(shù)據(jù)。
[0182]盡管已經(jīng)參考本發(fā)明的優(yōu)選實施例特別示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，可以在不偏離如由所附權(quán)利要求限定的本申請的精神和范圍的情況下在其中做出形式和細節(jié)的各種改變。這樣的變化意圖由該本申請的范圍覆蓋。如此，本申請的實施例的前述描述不意圖被進行限制。相反地，在下面的權(quán)利要求中給出對本發(fā)明的任何限制。
【權(quán)利要求】
1.一種以層級架構(gòu)中的不同質(zhì)量水平進行編碼的方法，該方法包括: 將信號作為輸入； 利用至少一個下采樣操作來產(chǎn)生所述信號在層級架構(gòu)中的連續(xù)較低質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)； 將至少一個上采樣操作應(yīng)用于所述信號在第一質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)，以產(chǎn)生所述信號在層級架構(gòu)中的第二質(zhì)量水平的上采樣重現(xiàn)，第二質(zhì)量水平比第一質(zhì)量水平更高，所述至少一個上采樣操作和至少一個下采樣操作關(guān)于彼此可能是不對稱的；以及 產(chǎn)生指示所述信號在第二質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)和所述信號在第二質(zhì)量水平的上采樣重現(xiàn)之間的差異的殘差數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中， 所述至少一個下采樣操作、或所述至少一個上采樣操作、或可能這二者是非線性的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 反復(fù)地調(diào)整所述信號在第一質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)中的元素的設(shè)置以便減小重構(gòu)所述信號在第二質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)所需的殘差數(shù)據(jù)的熵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 對于用來將所述信號在第一質(zhì)量水平的重現(xiàn)上采樣成所述信號在第二質(zhì)量水平的重現(xiàn)的多個上采樣選項中的每一個，反復(fù)地調(diào)整所述信號在第一質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)中的元素的設(shè)置以便減小重構(gòu)所述信號在第二質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)所需的殘差數(shù)據(jù)的熵；以及 識別對所述信號在第一質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)的多個上采樣選項和微調(diào)中的哪個導(dǎo)致對于殘差數(shù)據(jù)的基本上最低熵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 實施連續(xù)變換函數(shù)來模擬基本上矩形的函數(shù)，所述連續(xù)變換函數(shù)促進與殘差數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的熵的量化。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中， 所述連續(xù)變換函數(shù)是sigmoid函數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中， 實施所述連續(xù)變換函數(shù)來模擬基本上矩形的函數(shù)還包括: 生成熵函數(shù)，所述熵函數(shù)的幅度依賴于對在第一質(zhì)量水平的下采樣信號的不同可能調(diào)整而變化；以及 利用所述熵函數(shù)來識別對在第一質(zhì)量水平的下采樣信號的調(diào)整，在其中對于所述調(diào)整的殘差數(shù)據(jù)的相應(yīng)熵基本上是不同可能調(diào)整之中最小的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 將所述信號在第一質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)解析成多個元素區(qū)；以及 同時地并行處理多個區(qū)以識別對多個區(qū)中的元素的調(diào)整，從而局部地減小與殘差數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的熵。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述方法，還包括: 至少偶爾地對多個區(qū)中的元素的調(diào)整執(zhí)行全局檢查以便減小殘差數(shù)據(jù)的熵。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括:其中應(yīng)用所述至少一個上采樣操作包括:對于所述信號在第一質(zhì)量水平的重現(xiàn)中的多個元素中的每一個，重復(fù)以下步驟: 在第一質(zhì)量水平的下采樣信號中選擇要微調(diào)的元素； 在不同方向上微調(diào)所選元素； 基于經(jīng)過微調(diào)的所選元素來產(chǎn)生在第二質(zhì)量水平的殘差數(shù)據(jù)；以及計算在第二質(zhì)量水平的殘差數(shù)據(jù)的熵以識別對在第一質(zhì)量水平的所選元素的哪個微調(diào)會產(chǎn)生在第二質(zhì)量水平具有基本上最低熵的殘差數(shù)據(jù)集合。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中， 計算所述熵包括量化或模擬/近似用來減小所述熵的殘差數(shù)據(jù)的量化。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中， 應(yīng)用所述至少一個上采樣操作還包括將多個上采樣操作應(yīng)用于所述信號在第一質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)；以及 其中產(chǎn)生殘差數(shù)據(jù)包括識別應(yīng)用于所述信號在第一質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)的多個上采樣選項中的哪個產(chǎn)生具有基本上最低熵的殘差數(shù)據(jù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中， 應(yīng)用所述至少一個上采樣操作還包括: 將多個上采樣操作應(yīng)用于所述信號在第一質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)；以及其中產(chǎn)生殘差數(shù)據(jù)包括識別應(yīng)用于所述信號在第一質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)的多個上采樣選項中的哪個產(chǎn)生 具有基本上最低熵的殘差數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 反復(fù)地調(diào)整所述信號在第一質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)中的元素的設(shè)置以便產(chǎn)生所述信號在第一質(zhì)量水平的經(jīng)過微調(diào)的重現(xiàn)； 上采樣所述信號在第一質(zhì)量水平的經(jīng)過微調(diào)的重現(xiàn)以便產(chǎn)生所述信號的在第二質(zhì)量水平的上采樣重現(xiàn)； 將殘差數(shù)據(jù)應(yīng)用于所述信號在第二質(zhì)量水平的上采樣重現(xiàn)以便產(chǎn)生所述信號在第二質(zhì)量水平的中間重現(xiàn)； 微調(diào)所述信號在第二質(zhì)量水平的中間重現(xiàn)中的元素以便產(chǎn)生所述信號在第二質(zhì)量水平的經(jīng)過微調(diào)的重現(xiàn)；以及 基于所述信號在第二質(zhì)量水平的上采樣重現(xiàn)與所述信號在第二質(zhì)量水平的經(jīng)過微調(diào)的重現(xiàn)之間的差異來生成第二殘差數(shù)據(jù)集合。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中利用所述至少一個下采樣操作來產(chǎn)生所述信號在層級架構(gòu)中的連續(xù)較低質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)還包括: 對于層級架構(gòu)中的多個連續(xù)較低質(zhì)量水平中的每一個，重復(fù)以下步驟: 下采樣所述信號: 在所選質(zhì)量水平的下采樣信號中選擇要微調(diào)的元素； 在不同方向上微調(diào)所選元素以產(chǎn)生殘差數(shù)據(jù)；以及 計算殘差數(shù)據(jù)的熵以識別對所選元素的哪個微調(diào)會產(chǎn)生具有基本上最低熵的殘差數(shù)據(jù)集合。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中利用所述至少一個下采樣操作來產(chǎn)生所述信號在連續(xù)較低質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)還包括:選擇在其中下采樣所述信號的質(zhì)量水平J，所述質(zhì)量水平J表示層級架構(gòu)中的最高質(zhì)量水平； 將所選下采樣操作應(yīng)用于在質(zhì)量水平J的信號以得到所述信號在質(zhì)量水平J-1的重現(xiàn)，質(zhì)量水平J-1是在質(zhì)量水平J下面的下一較低質(zhì)量水平； 反復(fù)地微調(diào)所述信號在質(zhì)量水平J-1的重現(xiàn)中的值的設(shè)置以便識別所述信號在質(zhì)量水平J-1的減小重構(gòu)在質(zhì)量水平J的信號所需的殘差數(shù)據(jù)的熵的經(jīng)過微調(diào)的重現(xiàn)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括: 將所選下采樣操作應(yīng)用于所述信號在質(zhì)量水平J-1的經(jīng)過微調(diào)的重現(xiàn)以得到所述信號在質(zhì)量水平J-2的重現(xiàn)，質(zhì)量水平J-2是在質(zhì)量水平J-1下面的下一較低質(zhì)量水平；反復(fù)地微調(diào)所述信號在質(zhì)量水平J-2的重現(xiàn)中的值的設(shè)置以便識別所述信號在質(zhì)量水平J-2的減小重構(gòu)所述信號在質(zhì)量水平J-1的經(jīng)過微調(diào)的重現(xiàn)所需的殘差數(shù)據(jù)的熵的經(jīng)過微調(diào)的重現(xiàn)；以及 重復(fù)以下步驟:應(yīng)用所選下采樣操作以及反復(fù)地微調(diào)在層級架構(gòu)中在連續(xù)較低質(zhì)量水平對的設(shè)置以便產(chǎn)生所述信號在第二質(zhì)量水平和第一質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括: 反復(fù)地測試所述信號在質(zhì)量水平J-1的重現(xiàn)中的值的經(jīng)過微調(diào)的設(shè)置和多個可能上采樣操作中的哪個會減小重構(gòu)在質(zhì)量水平J的信號所需的殘差數(shù)據(jù)的熵。
19.一種計算機可讀存儲硬件，在其上存儲有指令，當處理設(shè)備執(zhí)行所述指令時使所述處理設(shè)備執(zhí)行以下操作:· 接收信號； 利用至少一個下采樣操作來產(chǎn)生所述信號在層級架構(gòu)中的連續(xù)較低質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)； 將至少一個上采樣操作應(yīng)用于所述信號在第一質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)，以產(chǎn)生所述信號在層級架構(gòu)中的第二質(zhì)量水平的上采樣重現(xiàn)，第二質(zhì)量水平比第一質(zhì)量水平更高，所述至少一個上采樣操作和至少一個下采樣操作關(guān)于彼此可能是不對稱的；以及 產(chǎn)生指示所述信號在第二質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)和所述信號在第二質(zhì)量水平的上采樣重現(xiàn)之間的差異的殘差數(shù)據(jù)。
20.一種計算機系統(tǒng)，其包括: 處理器: 存儲器單元，其存儲于由所述處理器執(zhí)行的應(yīng)用程序相關(guān)聯(lián)的指令；以及耦合所述處理器和存儲器單元的互連，其使得所述計算機系統(tǒng)能夠執(zhí)行應(yīng)用程序并且執(zhí)行以下操作: 將信號作為輸入； 利用至少一個下采樣操作來產(chǎn)生所述信號在層級架構(gòu)中的連續(xù)較低質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)； 將至少一個上采樣操作應(yīng)用于所述信號在第一質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)，以產(chǎn)生所述信號在層級架構(gòu)中的第二質(zhì)量水平的上采樣重現(xiàn)，第二質(zhì)量水平比第一質(zhì)量水平更高，所述至少一個上采樣操作和至少一個下采樣操作關(guān)于彼此可能是不對稱的；以及 產(chǎn)生指示所述信號在第二質(zhì)量水平的下采樣重現(xiàn)和所述信號在第二質(zhì)量水平的上采樣重現(xiàn)之間的差異 的殘差數(shù)據(jù)。
【文檔編號】H04N19/82GK103858427SQ201280036136
【公開日】2014年6月11日 申請日期: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 申請人:盧卡·羅薩托, 圭多·梅亞爾迪