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彩色視頻編碼與解碼方法

文檔序號:7644007閱讀:299來源:國知局
專利名稱:彩色視頻編碼與解碼方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種包括以幀組構(gòu)成的連續(xù)幀的視頻序列的壓縮編碼方法,每一幀以三維小波變換的方式分解,從而引起給定數(shù)量的連續(xù)分辨率級,所述的編碼方法依賴于被稱為“分層樹中的局部設(shè)定”(SPIHT)的分層子帶編碼處理并且將每一幀組的圖像元素(像素)的原始設(shè)定轉(zhuǎn)換成利用二進(jìn)制格式編碼的小波變換系數(shù)并且形成了一錐狀的層級結(jié)構(gòu),所述的系數(shù)構(gòu)成了一個空間暫態(tài)方向樹,其底部為3D小波變換低頻頻率(或者近似子帶),并且在高頻子帶完成了衍生,所述樹的系數(shù)排列成有關(guān)像素的局部設(shè)定并且與各自的有效級相應(yīng),所述的設(shè)定被定義成量級測試的形式,這導(dǎo)致了有效信息在三個序列列表中的分類,這三個列表被分別稱為無效設(shè)定列表(LIS),無效象素列表(LIP)以及有效象素列表(LSP),執(zhí)行所述的測試從而將所述的原始像素設(shè)定依據(jù)分解過程分解成所述的局部設(shè)定,直至每一有效系數(shù)被編碼成所述的二進(jìn)制表示,并且所述的空間暫態(tài)方向樹在所述的層級結(jié)構(gòu)中定義了空間暫態(tài)關(guān)系,所述的SPIHT法則包括下述步驟初始化,分類傳送,改進(jìn)傳送,以及量化步驟更新。
本發(fā)明也涉及相應(yīng)的解碼方法。
近來隨著多媒體應(yīng)用的發(fā)展,人們期望視頻編碼系統(tǒng)變得更為可伸縮。在多媒體應(yīng)用中,壓縮的視頻序列實際上經(jīng)常以多點傳送的方式流向具有不同的規(guī)格和容量的接收機(jī)面板。一種通過多路網(wǎng)絡(luò)連接傳送多級質(zhì)量的方法是以一套獨立的編碼器編碼視頻信號,每一編碼器產(chǎn)生一個不同的輸出率。這種同時聯(lián)播解決方法的主要缺點在于它的次級最佳壓縮執(zhí)行以及其巨大的存儲量。
現(xiàn)在的視頻壓縮系統(tǒng)變得更為靈活尤其是,他們能夠?qū)为毜囊曨l比特流適應(yīng)于可變的傳輸環(huán)境(帶寬,誤碼率等)以及變化的接收機(jī)容量和需求(CPU,顯示尺寸,設(shè)備等)。在這種結(jié)構(gòu)中,“可伸縮性”是期望的訪問這些條目的函數(shù)?!翱煽s放”是指允許壓縮比特流的局部解碼的方法根據(jù)不同的條件(比特率,誤碼,源),解碼器能夠讀取部分比特流并以不同的質(zhì)量級別解碼圖象。
目前的標(biāo)準(zhǔn),像H.263,MPEG-2,或MPEG-4都是基于替代幀差DFD的塊DCT編碼,可伸縮性是通過單級預(yù)測循環(huán)的附加級實現(xiàn)的。但是,在分辨率以及率伸縮性的的效率上是受限的并且可以通過在子帶分解的基礎(chǔ)上通過在逐級解碼技術(shù)的方向上有所提高。實際上,小波提供了一個對于靜止圖像以及視頻的自然的多級代表,并且它們在逐級解碼圖象上的高效性產(chǎn)生了一個可伸縮性的表示。多級表示可以應(yīng)用到三維視頻數(shù)據(jù)(3D),或者空間暫態(tài)(2D+t),小波分析包括分解中的暫時維數(shù)。在這樣的3D子帶解碼方案中引入運動補(bǔ)償步驟導(dǎo)致了視頻信號的空間暫態(tài)多分辨率表示(多層級),這要比低比特率的混合編碼要好。
子帶分解自然地導(dǎo)致了可伸縮性的方案,并且應(yīng)用了多層級空間暫態(tài)樹的相關(guān)性的編碼法則產(chǎn)生了最好的壓縮性能,以及所期待的性質(zhì),例如比特流的嵌入。近來這些法則都應(yīng)用到3D視頻編碼系統(tǒng)中,獲得了一些最有效的可伸縮視頻編碼在多層級樹中的3D設(shè)定局部編碼(SPIHT)以及基于3-零樹的這種編碼器的變形。大部分存在的編碼方法考慮的是一個單獨的編碼策略并將其獨立的應(yīng)用到每一彩色平面。產(chǎn)生的比特流是分別相應(yīng)于每一彩色平面的三個清楚分開的比特流的連接。但是這一策略并不適合于可伸縮的方法,因為對于一個低比特率來說,沒有相應(yīng)于色度信息的比特被解碼。
本發(fā)明的目的是提供一種編碼色度系數(shù)的新的方法,能夠消除這種缺點。
結(jié)果是,本發(fā)明涉及一種在描述的介紹部分定義的編碼方法,其特征在于,根據(jù)附錄B表明的運算法則(a)在初始化步驟中-如果在每一有效級別中逐個分析的時候,它們都具有無效子節(jié)點,則在三個彩色平面Y,U,V中相應(yīng)于同一位置的三個系數(shù)被順序輸入到LIS中,從而占據(jù)了相鄰的位置,并且在接下來的分類傳送中在所述的LIS中保持位置在一起;-亮度的無效子節(jié)點的最后的比特平面暗示了色度的無效子節(jié)點,ni,是根據(jù)根子帶中的系數(shù)的設(shè)定有效級計算的,并輸出到比特流中;
(b)在從nmax到ni的分類傳送中,當(dāng)一個亮度系數(shù)具有無效子節(jié)點并且如果在LIS中跟隨所述系數(shù)的兩個系數(shù)滿足如下的三個條件-它們分別是U,V系數(shù);-它們與所述的亮度系數(shù)具有同樣的空間暫態(tài)坐標(biāo);-它們都具有無效子節(jié)點;這樣這種情況下采用一個單獨的符號進(jìn)行編碼,在所有其他的情況下,輸出比特流不根據(jù)原始SPIHT法則進(jìn)行修改。
建議的方法的優(yōu)勢在于利用了在亮度與色度的空間暫態(tài)方向樹之間的冗余。它也提供了一種比原始的SPIHT法則更強(qiáng)的在結(jié)果比特流中的彩色嵌入。這導(dǎo)致了編碼效率的提高以及相關(guān)的壓縮視頻序列的逐級解碼可視質(zhì)量的增強(qiáng)。
本發(fā)明也涉及一種采用這種編碼方法處理的壓縮視頻序列的解碼方法,只是在編碼法則中的“輸出”操作被相應(yīng)的解碼法則中的“輸入”操作所取代。
現(xiàn)在參照附圖,以實施例的方式對本發(fā)明作詳細(xì)的描述附

圖1表明了具有運動補(bǔ)償?shù)囊曨l信息的暫態(tài)子帶分解;附圖2示出了在原始的SPIHT計算法則中的空間相關(guān),箭頭表明了Y平面,U平面以及V平面之間的衍生關(guān)系;附圖3示出了,參照圖2,按照本發(fā)明的編碼方法的所介紹的色平面分解之間的附加相關(guān);附圖4示出了在原始的SPIHT計算法則中LIS與LIP列表的初始結(jié)構(gòu),以及附圖5示出了在本發(fā)明的方法的情況下所述的初始結(jié)構(gòu)。
如圖1所示的視頻序列的暫態(tài)子帶分解。圖示的具有運動補(bǔ)償?shù)?D小波分解應(yīng)用于一組幀(GOF),如F1到F8。在該3D子帶分解方案中,輸入視頻的每一個GOF首先進(jìn)行運動補(bǔ)償(MC)(該步驟允許處理較大運動的序列),然后使用Harr小波進(jìn)行暫態(tài)濾波(TF)(虛線箭頭相應(yīng)于高通暫態(tài)濾波,而其它的相應(yīng)于低通暫態(tài)濾波)。在圖1中,示出了三個層面的分解(L與H=第一層面;LL與LH=第二層面;LLL與LLH=第三層面)。以預(yù)測方案進(jìn)行的3D小波分解的主要優(yōu)點在于
-提高暫態(tài)伸縮能力,它可以通過以可變的暫態(tài)分辨率的重建而自然地獲得;-比傳統(tǒng)的預(yù)測方案更高的能量壓縮;-非遞歸解碼結(jié)構(gòu),這避免了傳輸錯誤的傳播;-可能引進(jìn)一個防止傳輸錯誤的信息數(shù)據(jù)的有效保護(hù)。
MCTF(運動補(bǔ)償暫態(tài)濾波)的操作,執(zhí)行運動方向的暫態(tài)濾波,分層應(yīng)用于幾個暫態(tài)分辨率級上并且產(chǎn)生了一個暫態(tài)分解樹,其頁(暫態(tài)子帶)包含幾個幀。這些幀進(jìn)一步被空間分解并且產(chǎn)生小波系數(shù)的空間暫態(tài)樹。在空間多分辨率分析的執(zhí)行中選擇了一個非常靈活的解決方法所謂的提升或者梯子分解方法。修正SPIHT計算法則提供了一個SNR(或質(zhì)量)可伸縮性。根據(jù)SPIHT技術(shù),例如在“在層級樹中基于設(shè)定分塊的一個新的,快速并且有效的圖象編碼”,A.Said與W.A.Pearman,IEEE視頻技術(shù)電路與系統(tǒng)學(xué)報,第6卷,n.3,1996,6,第243-250頁中有所描述,空間暫態(tài)樹的小波傳輸系數(shù)被分成由表示它們的幅度的比特平面的最高有效位的級別定義的設(shè)定。這一分段法則利用了空間暫態(tài)方向樹的能量重新分配從而產(chǎn)生了無效系數(shù)的大量子集。在本法則中應(yīng)用了三種系數(shù)設(shè)定無效設(shè)定列表(LIS),無效象素列表(LIP),有效象素列表(LSP)。來自于相近子帶的系數(shù)被用于初始化LIP,并且,其中具有子節(jié)點的被用于初始化LIS。與固定門限的比較體現(xiàn)在子集上,它將被進(jìn)一步分解直至單個有效系數(shù)被分開并且被傳送給LSP以進(jìn)一步地被處理。
在描述本發(fā)明的編碼方法以前,假定視頻序列為QCIF的格式(176×144像素)并且執(zhí)行了三級暫態(tài)與空間小波分解。該原則也應(yīng)用于具有圖像規(guī)模為2n+1的序列,其中執(zhí)行了n級的分解。
必須提到經(jīng)常用于序列代表的格式為4∶2∶0,這引起了有關(guān)空間暫態(tài)分解樹的深度的問題,它將實際上改變SPIHT的計算法則。在一方面,該技術(shù)只在同樣大小的子帶中工作良好。另一方面,亮度與色度之間的大小的差使得無法對三個層面應(yīng)用同樣的分解。為了避免該問題,并且為色度層面選擇一個合適的分解級別,定義了兩個策略1)在多分辨率分析中,對亮度與色度考慮同樣數(shù)目的分辨率級別,這導(dǎo)致了亮度平面的奇數(shù)子帶的分辨率級別最低,原始的SPIHT的計算法則無法在不改變的情況下進(jìn)行處理(例如,對于QCIF幀,176×144像素,并且三級分解,亮度根子帶為22×18像素,同時色度相近子帶具有11×9像素);2)每一色平面的分辨率級選擇相近數(shù)目的分解級(n表示Y平面,n-1表示U平面與V平面),在這種情況下,SPIHT計算法則可以直接使用,這意味亮度具有三級,并且色度平面具有兩級,在QCIF幀的情況下。
第一策略在“視頻的運動補(bǔ)償3D子帶編碼”,S.J.Choi與J.W.Woods,IEEE圖像處理學(xué)報,第8卷,n.2,1998,2,第155-167頁中描述。在圖2中示出了三彩色平面的小波分解,表明了原始SPIHT計算方法的相關(guān)性(以及通過箭頭標(biāo)明的衍生關(guān)系)。LIP與LIS在所有的三個平面中用頂級相近坐標(biāo)初始化。為了解決奇次子帶的問題,在最低空間暫態(tài)子帶幀進(jìn)行了空間推算。推算結(jié)果被用于原始圖像。當(dāng)分解圖象時,人工系數(shù)必須被編碼,這樣降低了計算法則的效率。在運動補(bǔ)償中引用了同樣的人工方法。這些推斷無法避免地提高了最終的比特率。同時,這樣的解決方法也不會利用Y-,U-,V-平面之間的冗余。
本發(fā)明采用了第二策略,并使用了U-,V-平面采用4∶2∶0的格式,該格式為相應(yīng)于亮度信號的子采樣中經(jīng)常使用的格式。因此,所有的色度平面的分辨率都可以被看作是一個亮度平面的全部分辨率的鄰近值。在執(zhí)行幾個分辨率級別的小波分解中,亮度的n-th分辨率級與色度的(n-1)-th分辨級的大小是一樣的。這在圖3中示出,該圖示出了由該方法引起的彩色平面分解之間的附加相關(guān)性(連續(xù)的箭頭表示衍生關(guān)系,虛線箭頭相應(yīng)于亮度與色度平面的相關(guān)關(guān)系)。嵌入的三個成分平面通過來自于三彩色空間暫態(tài)樹的根子帶系數(shù)的同步處理獲得,這也用于設(shè)定LIP與LIS。
可以作出的最早的以及在幾個序列中校驗的發(fā)現(xiàn)是,在自然序列中色度系數(shù)具有比根子帶中的亮度較小的幅度是非常可能的。根據(jù)本發(fā)明,假定如果亮度系數(shù)在一個指定的比特平面級別中具有一個非有效子節(jié)點,在同樣位置的亮度系數(shù)也具有一個較高的可能性也有一個非有效的子節(jié)點。在三空間暫態(tài)零樹中的非有效點可以使用單獨的符號編碼。這樣如果相應(yīng)于三彩色平面中同樣的位置的三系數(shù)在LIS中位于鄰近的位置是可能的。這一列表的特別的初始化可以正確排列系數(shù)。
這一初始化在附圖5,6中示出,附圖4中相應(yīng)于原始的初始化而附圖5相應(yīng)于建議的特定的初始化。在原始初始化中,來自于根子帶的所有亮度系數(shù)首先輸入到LIS中,然后色度系數(shù)被包括進(jìn)來。在建議的初始化中,來自于根子帶的三系數(shù),Y,U,V具有同樣的系數(shù)空間暫態(tài)坐標(biāo),被串行輸入到LIS中。如建議地將彩色平面合并起來的另一個優(yōu)點在于在最終比特流中可以更好的嵌入色度。
在初始化完成以后,在每一個有效級,運算法則逐個分析Y,U,V成分。如果它們都具有無效子節(jié)點,它們將被保留在LIS中用于接下來的SPIHT法則中分類傳送。運算法則改變分類傳送,從而使得對于每一個具有無效子節(jié)點的亮度系數(shù),看起來似乎是如果在LIS中跟隨它的兩個系數(shù)為U和V,并且如果他們具有同樣的空間暫態(tài)坐標(biāo)。在這種情況下,被證實它們也具有無效子節(jié)點,并且這種情況被以0比特編碼。在所有的其他情況中,輸出比特流相對于原始法則沒有改變。
但是,原始假設(shè)(基本假設(shè))并不滿足于所有的有效級別(nmax為最多有效級)。典型的,經(jīng)常在第一級別中校驗,而最低有效級別未被證實。精確的比特平面級別中所體現(xiàn)出的狀態(tài)上的改變依賴于序列并且在編碼開始以前被確定。找到這一級別的任務(wù)是在初始化步驟中實現(xiàn)的,并且以有效級別的最大值一起輸出。而且,任務(wù)通過在法則開始的時候計算與每一系數(shù)相聯(lián)系的設(shè)定有效級SSL而簡化。交叉級,ni,以下面的等式(1)獲得ni=minx,y,z{SSLy(x,y,z)such as SSLy(x,y,z)≥SSLU(x,y,z)and SSLy(x,y,z)≥SSLv(x,y,z)}(1)實際上,級別ni是按照下式計算的。對于每一個比特平面,并且對于根子帶中的每一個像素,經(jīng)常存在一個設(shè)定有效級別SSL。這樣,如果伴隨著色度系數(shù)的具有無效子節(jié)點的亮度系數(shù)在同樣的位置,只有亮度系數(shù)被編碼。不符合這種條件的第一比特平面是ni。
只執(zhí)行一次該步驟也避免了重復(fù)計算樹的有效位,并且與之比較也降低了串行分類傳送中的門限值。原始以及建議的計算法則在9-11頁中附錄A,B中給出。實驗結(jié)果在色度平面中的編碼壓縮執(zhí)行過程中改進(jìn)了的SPIHT彩色編碼法則的影響被突出出來。
這里描述的編碼方法利用了亮度與色度成分之間的相關(guān)性從而提供了一個更為有效的壓縮,其主要具有下述優(yōu)點-U與V平面以一個降低的分辨率級別被分解,這降低了運算法則的計算復(fù)雜性;-在空間暫態(tài)樹中應(yīng)用了亮度與色度成分之間的相關(guān)性更精確地說,如果一個亮度系數(shù)具有無效子節(jié)點,相應(yīng)的色度系數(shù)很可能也具有無效子節(jié)點,這被有效應(yīng)用于編碼三子級樹;-無須推斷并且不需要引入人工系數(shù)只有真實的像素被分解與編碼,并且簡化的附加級別被引入到運算法則當(dāng)中,不需要計算運動矢量以及為這些人工的像素編碼;-被確??梢酝耆迦虢Y(jié)果比特流,由于在三列表中像素的亮度與色度成分非常接近(必須提醒注意,在初始法則中,LIP與LIS的初始化是通過分離Y,U,V系數(shù)進(jìn)行的,這意味著在每一分辨率級別中將它們進(jìn)行順序處理。
下面給出了一個可能執(zhí)行的一些細(xì)節(jié)。構(gòu)成一個GOF的幀的數(shù)目的選擇必須在處理太多的幀所需的延時與在分辨率級別上的較多數(shù)目的暫態(tài)小波分析執(zhí)行中能量壓縮之間較好的平衡。在實驗中表明16幀的GOF具有最好的壓縮結(jié)果。完全搜索塊匹配法則被執(zhí)行,其具有一半的像素精度。當(dāng)暫態(tài)分解中使用了Harr濾波時,可以注意到在輸入序列中由于以2進(jìn)行暫態(tài)下抽樣,只是每兩幀才執(zhí)行一次運動運動預(yù)測與運動補(bǔ)償(ME/MC)。通過在相近的子帶中在幾個分解級別上重復(fù)這一處理過程,ME/MC的操作總數(shù)大致與預(yù)測方案相同。運動矢量被不同的編碼并被輸入到比特流中,在GOF的開始。
但是,在比特流的部分中發(fā)生的任何錯誤都可能導(dǎo)致在重建序列上的重要破壞。為了確保通道錯誤的穩(wěn)定,引入了一個兩部分比特流的不對稱錯誤保護(hù)??臻g的分解的上升執(zhí)行使得在操作使用類型的行或者列上具有較大的靈活性。
當(dāng)與原始的SPIHT法則相比,建議的方法導(dǎo)致了編碼效率的提高以及壓縮視頻序列的順序解碼的可視質(zhì)量的提高。當(dāng)這種方法應(yīng)用在例如具有176×144象素,4∶2∶0子抽樣格式,幀率為10f/s的彩色視頻序列QCIF中時,低比特率獲得的實驗結(jié)果表明所述的壓縮方法在色度平面上的壓縮執(zhí)行的影響。由于在亮度與色度平面上的自動比特定位,獲得的節(jié)省的比特要感謝在本方法中色度范圍分布在亮度與色度平面上,并且導(dǎo)致了在這三個范圍內(nèi)的提高。
該方法可以被看作是與MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的競爭,尤其是在低比特流中,因為建議的方法原則上改變了LIS編碼,它的有關(guān)LSP的預(yù)算定位的影響較小,卻具有較大的比特預(yù)算。也應(yīng)該注意到MPEG-4的幀內(nèi)編碼的實際上引起了較為波動的圖像質(zhì)量;特別是,由于緩沖控制策略,PSNR峰值發(fā)生在跟隨每一幀內(nèi)編碼幀的幀間編碼幀。采用建議的方法,構(gòu)成GOF的幀被一起處理,這導(dǎo)致了在整個序列中PSNR變化的更為一致。
附錄A函數(shù)Sn()表示象素有效位或者給定級別n的一套像素并且小波變換系數(shù)采用c(x,y,z,chroma)表示,原始的計算法則如下執(zhí)行1初始化輸出n=[log2(max(x,y,z,chroma){|cx,y,z,chroma|}],將LSP設(shè)定為空的列表,將坐標(biāo)(x,y,z,chroma)∈H加入到LIP,并且只有具有子節(jié)點的加入到LIS,作為類型A輸入,根據(jù)下面的命令對于所有的(x,y,z)∈H,(x,y,z,chroma=Y(jié)),然后,對于所有的(x,y,z)∈H,(x,y,z,chroma=U),對于所有的(x,y,z)∈H,(x,y,z,chroma=V)。
2.分類傳送2.1在LIP中對于每一個輸入(x,y,z,chroma),2.1.1輸出bit=Sn(x,y,z,chroma);2.1.2如果(bit=1),然后將(x,y,z,chroma)移到LSP,并且輸出bit=sign(x,y,z,chroma);2.2在LIS中對于每一個輸入(x,y,z,chroma),2.2.1如果輸入類型為A,然后
·輸出bit=Sn(D(x,y,z,chroma));·如果(bit=1),然后a).對于每一個(x',y',z',chroma)∈0(x,y,z,chroma),輸出bit=Sn(x',y',z',chroma);·如果(bit=1),然后將(x’,y’,z’,chroma)移到LSP的末尾,并且輸出bit=sign(x‘,y’,z’,chroma);·否則將(x’,y’,z’,chroma)移到LIP的末尾;b)如果L(x,y,z,chroma)≠0,將(x,y,z,chroma)移到LIS的末尾,作為類型B的輸入,然后進(jìn)入步驟2.2.2,否則從LIS中移走輸入(x,y,z,chroma);2.2.2如果輸入為類型B,則·輸出bit=Sn(L(x,y,z,chroma));·如果(bit=1),然后a)將每一個(x',y',z',chroma)∈0(x,y,z,chroma)加入到LIS的末尾,作為類型A的輸入;b)從LIS中移走(x,y,z,chroma)。
3.改進(jìn)傳送對于LSP中的每一個輸入(x,y,z,chroma),排除包含在最后分類傳送的那些(即具有同樣的n),輸出c(x,y,z,chroma)的最高有效位nth。
4.量化步驟更新將n減1,并且回到步驟2。
附錄B函數(shù)Sn以及小波變換系數(shù)被同樣的表示。LIS中的下一個系數(shù)采用“next”表示,在“next”系數(shù)之后的系數(shù)用“next2”表示,它們的坐標(biāo)以及色度分別被表示為(x,y,z)_next,chroma_next,(x,y,z)_next2,以及chroma-next2。建議的方法采用下式的方法執(zhí)行(粗體字表示改進(jìn)的步驟)
1.初始化輸出n=[log2(max(x,y,z,chroma){|cx,y,z,chroma|}],輸出n_color,亮度中的無效子節(jié)點的最后的比特平面級別暗示了色度的無效子節(jié)點,將LSP設(shè)定為空的列表,將坐標(biāo)(x,y,z,chroma)∈H加入到LIP,根據(jù)同樣的順序?qū)τ诿恳粋€空間暫態(tài)坐標(biāo)(x,y,z)∈H。
2.分類傳送2.1在LIP中對于每一個輸入(x,y,z,chroma),2.1.1輸出bit=Sn(x,y,z,chroma)2.1.2如果(bit=1),然后將(x,y,z,chroma)移到LSP,并且輸出bit=sign(x,y,z,chroma)2.2在LIS中對于每一個輸入(x,y,z,chroma),2.2.1如果輸入類型為A,然后<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[·bit=Sn(D(x,y,z,chroma));-if n>n_color-if(bit=0 and chroma=Y(jié)),then-if(chroma_next=U and chroma_next2=V),then-if((x,y,z)=(x,y,z)_next=(x,y,z)_next2),thenmove forward of two coefficients in the LIS-elseoutput bit,and break.]]></pre>·如果(bit=1),然后·對于每一個(x',y',z',chroma)∈0(x,y,z,chroma),輸出bit=Sn(x',y',z',chroma);·如果(bit=1),然后將(x’,y’,z’,chroma)移到LSP的末尾,并且輸出bit=sign(x’,y’,z’,chroma);·否則將(x’,y’,z’,chroma)移到LIP的末尾;
b)如果L(x,y,z,chroma)≠0,將(x,y,z,chroma)移到LIS的末尾,作為類型B的輸入,然后進(jìn)入步驟2.2.2,否則從LIS中移走輸入(x,y,z,chroma);2.2.2如果輸入為類型B,則·輸出bit=Sn(L(x,y,z,chroma));·如果(bit=1),然后a)將每一個(x',y',z',chroma)∈0(x,y,z,chroma)加入到LIS的末尾,作為類型A的輸入;b)從LIS中移走(x,y,z,chroma)3.改進(jìn)傳送對于LSP中的每一個輸入(x,y,z,chroma),排除包含在最后分類傳送的那些(即具有同樣的n),輸出c(x,y,z,chroma)的最高有效位nth。
4.量化步驟更新將n減1,并且回到步驟2。
權(quán)利要求
1.一種包括以幀組構(gòu)成的連續(xù)幀的視頻序列的壓縮編碼方法,每一幀以三維小波轉(zhuǎn)換的方式分解,從而引起特定數(shù)量的連續(xù)分解級,所述的編碼方法依賴于被稱為“分層樹中的局部設(shè)定”(SPIHT)的分層子帶編碼處理并且將每一幀組的圖像元素(像素)的原始設(shè)定轉(zhuǎn)換成利用二進(jìn)制格式編碼的小波變換系數(shù)并且形成了一錐狀的層級結(jié)構(gòu),所述的系數(shù)構(gòu)成了一個空間暫態(tài)方向樹,其底部為3D小波變換低頻頻率(或者近似子帶),并且在高頻子帶完成了衍生,所述樹的系數(shù)排列成有關(guān)像素的局部設(shè)定并且與各自的有效級相應(yīng),所述的設(shè)定被定義成量級測試的形式,這導(dǎo)致了有效信息在三個序列列表中的分類,這三個列表被分別稱為無效設(shè)定列表(LIS),無效象素列表(LIP)以及有效象素列表(LSP),執(zhí)行所述的測試從而將所述的原始像素設(shè)定依據(jù)分解過程分解成所述的局部設(shè)定,直至每一有效系數(shù)被編碼成所述的二進(jìn)制表示,并且所述的空間暫態(tài)方向樹在所述的層級結(jié)構(gòu)中定義了空間暫態(tài)關(guān)系,所述的SPIHT法則包括下述步驟初始化,分類傳送,改進(jìn)傳送,量化步驟更新,所述的方法其特征在于,根據(jù)附錄B表示的計算法則(a)在初始化步驟中-如果在每一有效級別中逐個分析的時候,它們都具有無效子節(jié)點,則在三個彩色平面Y,U,V中相應(yīng)于同一位置的三個系數(shù)被順序輸入到LIS中,從而占據(jù)了相鄰的位置,并且在接下來的分類傳送中在所述的LIS中保持位置在一起;-亮度的無效子節(jié)點的最后的比特平面暗示了色度的無效子節(jié)點,ni,是根據(jù)根子帶中的系數(shù)的設(shè)定有效級計算的,并輸出到比特流中;(b)在從nmax到ni的分類傳送中,當(dāng)一個亮度系數(shù)具有無效子節(jié)點并且如果在LIS中跟隨所述系數(shù)的兩個系數(shù)滿足如下的三個條件-他們分別是U,V系數(shù);-它們與所述的亮度系數(shù)具有同樣的空間暫態(tài)坐標(biāo);-它們都具有無效子節(jié)點;這樣這種情況下采用一個單獨的符號進(jìn)行編碼,在所有其他的情況下,輸出比特流不根據(jù)原始SPIHT法則進(jìn)行修改。
2.如權(quán)利要求1所述的編碼方法,其特征在于,根據(jù)處理的視頻序列,所述的利用一個獨特的符號的編碼子步驟被限制在第一有效級別并且不應(yīng)用于最低的級別,精確的比特平面級別ni被看作是采用下式在初始化步驟中定義的限制ni=minx,y,z{SSLy(x,y,z)such as SSLy(x,y,z)≥SSLU(x,y,z)and SSLy(x,y,z)≥SSLV(x,y,z)}(1)SSL為與每一系數(shù)相連系的設(shè)定有效級,nmax為最大有效級。
3.一種用于解碼根據(jù)權(quán)利要求1和2中的任何一個方法編碼處理的壓縮視頻序列的方法,所述的方法其特征在于如附錄B中描述的計算法則具有同樣的步驟,只是“輸出”操作被“輸入”操作所取代。
全文摘要
在三彩色平面Y,U,V中使用SPIHT處理的彩色視頻壓縮方法,利用三個排序列表LIS,LIP與LSP將像素轉(zhuǎn)換成系數(shù)次序。對于自然的序列,在根子帶中色度系數(shù)很可能比亮度系數(shù)具有較小的幅度。當(dāng)在給定的比特平面級別中亮度系數(shù)具有一個無效子節(jié)點的時候,在同樣位置的色度系數(shù)也非??赡芫哂袩o效子節(jié)點。為了應(yīng)用這種Y,U,V平面之間的冗余,如果相應(yīng)于三個平面上的同樣位置的三個系數(shù)在無效符號LIS列表中處于相鄰的位置,三暫態(tài)空間零樹的無效子節(jié)點可以使用一個符號進(jìn)行編碼。
文檔編號H04N11/04GK1383684SQ01801686
公開日2002年12月4日 申請日期2001年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月14日
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