專利名稱：嵌入式圖形編碼:用于并行解碼的重排序比特流的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及當(dāng)對圖像/視頻進行編碼和解碼時對信令比特進行分組。
背景技術(shù)：
大多數(shù)圖像壓縮方案是針對諸如由數(shù)碼照相機拍攝的照片之類的“自然圖像”而設(shè)計的。對于自然圖像，在相鄰像素之間存在強相關(guān)。因而，大多數(shù)圖像壓縮模式如下來エ作I.通過預(yù)測或者轉(zhuǎn)換或者這二者對像素進行去相關(guān),這導(dǎo)致預(yù)測殘余或者變換參數(shù)的稀疏直方圖。該直方圖具有位于O附近的單個峰值。2.按照需要應(yīng)用量化。3.對(量化的)預(yù)測殘余或者變換參數(shù)進行熵編碼。熵編碼是針對以上描述的分布而設(shè)計的。如果該分布具有顯著的不同形狀，那么編碼性能差。然而，存在許多諸如圖形或者文本的圖像之類的“非自然圖像”，該圖像一般地具有大動態(tài)范圍、強烈對比、明顯的邊、粗紋理以及稀疏的直方圖。通過傳統(tǒng)的圖像壓縮算法通常不能很好地處理這些圖像類型。像素間相關(guān)性較弱，并且預(yù)測或者轉(zhuǎn)換不能像它能為自然圖像提供稀疏的直方圖那樣提供直方圖。針對非自然圖像已經(jīng)提出了ー些方案。一個示例被稱為“直方圖打包”，其中編碼器穿過整個圖像，計算直方圖并且在壓縮圖像之前進行像素的非線性映射。壓縮需要使得増加的存儲器成本和更多的計算的兩個通過處理。比特流不是可變換比例的，這意味著解碼器需要整個比特流以對圖像進行解碼。沒有重編碼的部分重構(gòu)建是不可能的。在嵌入式圖像編碼(EGC)的ー些版本中，執(zhí)行比特平面編碼，其中對于每一存在的組如果當(dāng)前組不太小并且沒有太多的組存在，那么發(fā)送該組的拆分比特，其伴隨I比特或者多比特以細化(refine)在該組中的像素值；否則，發(fā)送原始比特用于細化。因此，將組ー個接ー個地處理。

發(fā)明內(nèi)容
在嵌入式圖形編碼(EGC)中，當(dāng)對比特平面進行解碼時，處理全部現(xiàn)有的組。因此在組之間不存在預(yù)測依賴性，可以并行處理多個組以加速編碼。然而，由于EGC的變長編碼特征，解碼器不知道在比特流中的每ー組的起始點。因此，下一組的解碼只有在對先前的組進行了解碼后才能開始。比特流的重排序可以被用于使能諸如在EGC中之類的并行圖形解碼。在重排序中，設(shè)置比特平面的全部組的“split_gr0Up”(拆分_組)信令比特，并且接著跟隨每一組的細化比特。利用重排序，通過讀出每ー組的拆分比特，解碼器可以取得每ー組的細化比特數(shù)目(例如，當(dāng)“split_group”信令比特等于O時,僅存在針對該組的ー個細化比持，否則細化比特的數(shù)目等于組成員的數(shù)目)，因此還知道每ー組的起始點，并且可以實現(xiàn)每ー組的并行處理。為了避免解碼時的潛在問題，在一些實施例中，將允許的組的最大數(shù)目進行設(shè)置使得永遠不能達到該限制。在這種情況中，可能存在應(yīng)當(dāng)被拆分但是由于組數(shù)已經(jīng)達到了限制而沒有被拆分的一些組。對于這樣的組，通過簡單地檢查“Split_gr0Up”t匕特的值不能取得細化比特的數(shù)目。為了解決這個問題，不是發(fā) 送每ー組的“ split_gr0Up”，而是發(fā)送被稱為“each_member”(姆一 _成員)的另一信令比特。each_member與一個組的細化比特的數(shù)目具有明確的關(guān)系(即，當(dāng)each_member = O,僅存在I個細化比特,否則細化比特的數(shù)目等于組成員的數(shù)目)，而不管該組是否將被拆分。通過使用eachjnember信令和其它條件(例如，最大組數(shù)是否達到)可以做出“拆分或者不拆分”的判定。在一些實施例中，在對比特平面進行編碼之前檢查組數(shù)是否達到預(yù)確定的限制。如果是的話，那么不發(fā)送每一成員信令并且使用原始比特細化全部組的成員。在ー個方面，一種編程在設(shè)備中的控制器中的編碼方法，包括生成用于圖像塊的比特平面的組的信令比特；生成用于每個組的細化比特；以及組合信令比特以形成比特流的頭部。該方法還包括將圖像劃分為塊并且將塊分割成組。當(dāng)這些組的ー個組包括任何相異的像素時，將信令比特設(shè)置為I。在細化比特之前發(fā)送信令比持。使用并行處理對每一組的細化比特進行解碼。設(shè)備是從包括以下設(shè)備的組中選擇的個人計算機、膝上型計算機、計算機工作站、服務(wù)器、大型計算機、手持式計算機、個人數(shù)字助理、蜂窩/移動電話機、智能電器、游戲機、數(shù)碼照相機、數(shù)字攝像機、照相手機、iPod /iPhone、視頻播放器、DVD刻錄機/播放機、藍光 刻錄機/播放機、電視機、家庭娛樂系統(tǒng)。在另一方面，一種編程在設(shè)備中的控制器中的解碼方法，包括接收包括信令比特和細化比特的被編碼的比特平面；針對比特平面內(nèi)的每個組確定細化比特的數(shù)量；以及利用細化比特的數(shù)目來執(zhí)行比特平面的并行解碼。將允許的組的最大數(shù)目設(shè)置為組的總數(shù)。利用頭部比特來確定每ー組的細化比特的數(shù)量。該方法還包括在對比特平面進行解碼之前確定組數(shù)是否達到組的限制，其中如果組數(shù)達到了組的限制，那么全部組被指示為具有原始細化比特并且不發(fā)送信令比特。設(shè)備是從包括以下設(shè)備的組中選擇的個人計算機、膝上型計算機、計算機工作站、服務(wù)器、大型計算機、手持式計算機、個人數(shù)字助理、蜂窩/移動電話機、智能電器、游戲機、數(shù)碼照相機、數(shù)字攝像機、照相手機、iPod /iPhone、視頻播放器、DVD刻錄機/播放機、藍光 刻錄機/播放機、電視機、家庭娛樂系統(tǒng)。在另一方面，一種編碼器設(shè)備，包括用于存儲應(yīng)用的存儲器，所述應(yīng)用用于生成用于比特平面內(nèi)的組的信令比特、生成每個組的細化比持；以及組合信令比特以形成比特平面的頭部；以及耦合到存儲器的處理組件，所述處理組件被配置用于處理該應(yīng)用。當(dāng)這些組的ー個組包括任何相異的像素時，將信令比特設(shè)置為I。該應(yīng)用還用于在細化比特之前發(fā)送信令比持。使用并行處理對每ー組進行編碼和解碼。在另一方面，一種解碼器設(shè)備，包括用于存儲應(yīng)用的存儲器，所述應(yīng)用用于接收包括信令比特和細化比特的被編碼的比特平面；針對比特平面內(nèi)的每個組確定細化比特的數(shù)量；以及利用每個組的細化比特的數(shù)目來對在比特平面內(nèi)的組并行進行編碼；以及耦合到存儲器的處理組件，所述處理組件被配置用于處理所述應(yīng)用。將允許的組的最大數(shù)目設(shè)置為組的總數(shù)。使用頭部比特用于確定每一組的細化比特的數(shù)量。該應(yīng)用還用于在對每ー組進行解碼時確定組數(shù)是否達到組的限制，其中如果組數(shù)達到了組的限制，那么全部組被指示為具有原始細化比特并且不發(fā)送信令比持。該應(yīng)用還用于在對每ー組進行解碼時確定組數(shù)是否達到組的限制，其中如果組數(shù)沒有達到組的限制，那么信令比特等于1，將該組拆分為兩個；如果 組數(shù)達到組的限制，沒有組被進ー步拆分。在另一方面，一種編程在設(shè)備中的控制器中的系統(tǒng)，包括分割模塊，用于將圖像的ー個塊分割為多個組；編碼模塊，用于對所述組進行編碼，包括生成用于每個組的信令比特和ー組細化比特，其中ー組信令比特在所述細化比特之前被發(fā)送；以及發(fā)送模塊，用于發(fā)送經(jīng)編碼的比特流。當(dāng)這些組的ー個組包括任何相異的像素時，信令比特為I。使用并行處理對每ー組進行編碼和解碼。設(shè)備是從包括以下設(shè)備的組中選擇的個人計算機、膝上型計算機、計算機工作站、服務(wù)器、大型計算機、手持式計算機、個人數(shù)字助理、蜂窩/移動電話機、智能電器、游戲機、數(shù)碼照相機、數(shù)字攝像機、照相手機、iPod /iPhone、視頻播放器、DVD刻錄機/播放機、藍光 刻錄機/播放機、電視機、家庭娛樂系統(tǒng)。


圖I圖示依據(jù)ー些實施例的標準比特流排序和改進的比特流排序的示圖。圖2圖示依據(jù)ー些實施例對標準排序的比特流和改進排序的比特流進行解碼的示圖。圖3圖示依據(jù)ー些實施例使用標準比特流排序的組，信令比特以及細化比特的示圖。圖4圖示依據(jù)ー些實施例使用改進的比特流排序的組，信令比特，細化比特以及前導(dǎo)比特的示圖。圖5圖示依據(jù)ー些實施例的一種編碼方法的流程圖。圖6圖示依據(jù)ー些實施例的一種解碼方法的流程圖。圖7圖示依據(jù)ー些實施例的被配置為實現(xiàn)改進的編碼方法的示例性計算設(shè)備的框圖。
具體實施例方式為了通過無線信道發(fā)送高清視頻內(nèi)容，嵌入式圖像編碼(EGC)或者EGC的變行對高清視頻內(nèi)容進行壓縮以提高頻帶效率。在EGC中，將視頻幀劃分為多個塊，并且具有相同值的每一塊的像素被分組在ー起。從最高有效比特(MSB)開始并且向最低有效比特(LSB)移動，編碼器處理在比特平面中的全部組。為了加速EGC的編碼，使用比特流重排序。在該重排序中，首先發(fā)送全部組的信令比特，并且接著跟隨每一組的細化比持。利用重排序每一組的并行處理是可能的。對于解碼，知道細化比特的位置是重要的。在原始EGC中，因為如果一個組太小那么該組有時不具有“ Split_gr0Up”(拆分_組)比特，或者組的數(shù)目達到了與定義的限制，在一些實施例中，將允許的組的最大數(shù)目設(shè)置為永遠不能達到該限制。為了解決該問題，“eaCh_member”(每一 _成員)信令取代了姆ー組的“split_group”比特。each_member與ー個組的細化比特的數(shù)目有明確關(guān)系(例如，當(dāng)each_member = O,僅存在I細化比特,否則細化比特的數(shù)目等于組成員的數(shù)目)，不管該組是否要將被拆分。通過使用eachjnember信令和其它條件(例如，如果已經(jīng)達到了最大組數(shù))來做出“拆分或者不拆分”判定。在一些實施例中，在編碼比特平面之前檢查組數(shù)是否達到預(yù)確定的限制。如果是的話，不發(fā)送每一成員信令并且使用原始比特來細化全部組的成員。圖I圖示依據(jù)ー些實施例的標準比特流排序100以及改進的比特流排序200的示圖。在標準比特流排序100中，對每ー組以對信令比特102進行編碼并且接著對該組的細化比特104進行編碼的順序進行編碼，其中每ー組包括信令比特102和細化比特(ー個或者多個)104。在對該組的最后ー個細化比特進行編碼之后，序列接著進行到下一組的信令比特。在改進的比特流排序120中，將信令比特102組合作為比特流的頭部。針對細化比特從ー組走到另ー組的編碼順序包括首先是信令比特102，然后是細化比特104。、圖2圖示依據(jù)ー些實施例的對標準排序的比特流100和改進排序的比特流120進行解碼的示圖。改進的比特流100使能并行處理器。然而，為了對第一組的細化比特104進行解碼，例如，應(yīng)當(dāng)知道“頭部”長度。因此，還應(yīng)當(dāng)知道信令比特102的數(shù)目。然而，有時ー個組不具有信令比特102。例如，當(dāng)該組太小以至于不能拆分時，它不具有信令比特102。然而，解碼器知道哪個組小。同樣，當(dāng)存在太多組時，一些組可以不具有信令比特102。例如，在圖3中，在對當(dāng)前比特平面進行編碼時，存在5組。組2、3和4被拆分，這導(dǎo)致了總共有8個組。如果允許的組的最大數(shù)目是8，那么組5不能被拆分，這意味著不存在針對組5的信令比持。解碼器不知道組5是沒有被拆分的，除非該解碼器對在信令比特中的I進行計數(shù)。一個解決方案是令最大組數(shù)等于最大可能的組數(shù)(例如對于ー個8X8塊為64)，以使得太多組的條件永遠不會變?yōu)檎?。在圖4中示出另ー解決方案。在一些實施例中，為組5發(fā)送前導(dǎo)比特106 (或者信令比特)。前導(dǎo)比特106具有與“拆分比持”不同的意義。然而，使用前導(dǎo)比特106可以提前知道細化比特的偏移。當(dāng)對ー個組進行解碼時，解碼器使用兩個ニ進制變量來正確地處理該組split_group (真意味著將該組拆分為兩個)以及each_member(真意味著在組中的姆ー個成員具有細化比持)。在兩個變量之間存在強相關(guān)；因此，解碼器僅發(fā)送它們的ー個并且解碼器取得另外一個。在一些實現(xiàn)中，發(fā)送split_group,并且從split_group取得each_member。然而，在一些實施例中，發(fā)送each_member,接著從each_member取得split_group。表I和表II解釋了在標準實現(xiàn)和改進的實現(xiàn)之間的比較。
權(quán)利要求
1.一種編程在設(shè)備中的控制器中的編碼方法，包括 a.生成用于圖像塊的比特平面的組的信令比持； b.生成用于每個組的細化比持；以及 c.組合所述信令比特以形成比特流的頭部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括將圖像劃分為塊，并且將所述塊分割成組。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，當(dāng)所述組的ー個組包括任何相異的像素時，所述信令比特被設(shè)置為I。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述信令比特在所述細化比特之前被發(fā)送。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，利用并行處理對每個組的所述細化比特進行解碼。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述設(shè)備是從包括以下設(shè)備的組中選擇的個人計算機、膝上型計算機、計算機工作站、服務(wù)器、大型計算機、手持式計算機、個人數(shù)字助理、蜂窩/移動電話機、智能電器、游戲機、數(shù)碼照相機、數(shù)字攝像機、照相手機、iPod /iPhone、視頻播放器、DVD刻錄機/播放機、藍光 刻錄機/播放機、電視機、家庭娛樂系統(tǒng)。
7.一種編程在設(shè)備中的控制器中的解碼方法，包括 a.接收包括信令比特和細化比特的被編碼的比特平面； b.針對所述比特平面內(nèi)的每個組確定所述細化比特的數(shù)量；以及 c.利用所述細化比特的數(shù)目來執(zhí)行所述比特平面的并行解碼。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，可允許的組的最大數(shù)目被設(shè)置為組的總數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，利用頭部比特來確定每個組的所述細化比特的數(shù)量。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括在對所述比特平面進行解碼之前確定組的數(shù)目是否達到組的限制，其中如果組的數(shù)目達到了組的限制，則所有的組被指示為具有原始細化比持，并且不發(fā)送所述信令比持。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述設(shè)備是從包括以下設(shè)備的組中選擇的個人計算機、膝上型計算機、計算機工作站、服務(wù)器、大型計算機、手持式計算機、個人數(shù)字助理、蜂窩/移動電話機、智能電器、游戲機、數(shù)碼照相機、數(shù)字攝像機、照相手機、iPod /iPhone、視頻播放器、DVD刻錄機/播放機、藍光 刻錄機/播放機、電視機、家庭娛樂系統(tǒng)。
12.—種編碼器設(shè)備，包括 a.用于存儲應(yīng)用的存儲器，所述應(yīng)用用干 i.生成用于比特平面內(nèi)的組的信令比持； ii.生成用于每個組的細化比持；以及 iii.組合所述信令比特以形成比特平面的頭部；以及 b.耦合到所述存儲器的處理組件，所述處理組件被配置用于處理所述應(yīng)用。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的編碼器設(shè)備，其中，當(dāng)所述組的ー個組包括任何相異的像素時，所述信令比特被設(shè)置為I。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的編碼器設(shè)備，其中，所述應(yīng)用還用于在所述細化比特之前發(fā)送所述信令比持。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的編碼器設(shè)備，其中，每個組是利用并行處理被編碼和解碼的。
16.一種解碼器設(shè)備，包括 a.用于存儲應(yīng)用的存儲器，所述應(yīng)用用干 i.接收包括信令比特和細化比特的被編碼的比特平面； ii.針對所述比特平面內(nèi)的每個組確定細化比特的數(shù)量；以及 iii.利用每個組的細化比特的數(shù)目來對在比特平面內(nèi)的組并行進行編碼；以及 b.耦合到所述存儲器的處理組件，所述處理組件被配置用于處理所述應(yīng)用。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的解碼器設(shè)備，其中，可允許的組的最大數(shù)目被設(shè)置為組的總數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的解碼器設(shè)備，其中，頭部比特被用于確定每個組的所述細化比特的數(shù)量。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的解碼器設(shè)備，所述應(yīng)用還用于在對所述比特平面進行解碼之前確定組的數(shù)目是否達到組的限制，其中如果組的數(shù)目達到了組的限制，則所有的組被指示為具有原始細化比持，并且不發(fā)送所述信令比持。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的解碼器設(shè)備，所述應(yīng)用還用于確定組的數(shù)目是否達到組的限制，其中如果組的數(shù)目沒有達到組的限制，則信令比特等于1，所述組被拆分為兩個；如果組的數(shù)目達到了組的限制，則沒有組被進ー步拆分。
21.一種編程在設(shè)備中的控制器中的系統(tǒng)，包括 a.分割模塊，用于將圖像的ー個塊分割為多個組； b.編碼模塊，用于對所述組進行編碼，包括生成用于每個組的信令比特和ー組細化比特，其中ー組信令比特在所述細化比特之前被發(fā)送；以及 c.發(fā)送模塊，用于發(fā)送經(jīng)編碼的比特流。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述組的ー個組包括任何相異的像素時，所述信令比特為I.
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中，每個組是利用并行處理被編碼和解碼的。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中，所述設(shè)備是從包括以下設(shè)備的組中選擇的個人計算機、膝上型計算機、計算機工作站、服務(wù)器、大型計算機、手持式計算機、個人數(shù)字助理、蜂窩/移動電話機、智能電器、游戲機、數(shù)碼照相機、數(shù)字攝像機、照相手機、iPod /iPhone、視頻播放器、DVD刻錄機/播放機、藍光 刻錄機/播放機、電視機、家庭娛樂系統(tǒng)。
全文摘要
比特流的重排序可以被用于加速在嵌入式圖形編碼中的編碼。在該重排序中，發(fā)送全部組的信令比特，并且接著跟隨每一組的細化比特。利用重排序，解碼器可以對頭部進行解碼，識別每一組的細化比特的數(shù)目，并且定位在比特流內(nèi)的每一組的起點，因此在解碼器側(cè)可以實現(xiàn)每一組的并行處理。
文檔編號H04N7/26GK102668560SQ201080052556
公開日2012年9月12日 申請日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月3日
發(fā)明者劉偉, 穆罕默德·格哈拉維-阿爾克漢薩利 申請人:索尼公司