層次化圖像和視頻編解碼器的制造方法
【專利摘要】對(duì)圖像數(shù)據(jù)或者包括圖像的序列的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和壓縮的層次化系統(tǒng)和方法。在一個(gè)實(shí)施例中，使用行緩沖器來(lái)保存圖像的行，并且隨著從輸入數(shù)據(jù)流中讀取圖像的第二行，例如通過(guò)哈達(dá)瑪變換來(lái)對(duì)圖像的2×2塊進(jìn)行變換。每個(gè)變換產(chǎn)生一低頻分量和三個(gè)高頻分量。高頻分量被例如利用熵編碼來(lái)進(jìn)行編碼并送出到輸出比特流。低頻分量被推送到行緩沖器。繼續(xù)這個(gè)過(guò)程，直到形成了足夠的低頻分量來(lái)完成低頻分量的2×2塊為止，該2×2塊隨后被變換。對(duì)于多個(gè)層層次化地重復(fù)該過(guò)程。
【專利說(shuō)明】層次化圖像和視頻編解碼器
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求2013年4月2日遞交的標(biāo)題為"HIERARCHICAL IMAGE AND VIDEO CODEC (層次化圖像和視頻編解碼器）"的61/807, 671號(hào)臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，這里通 過(guò)引用并入該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 以下描述涉及用于對(duì)數(shù)字圖像數(shù)據(jù)編碼的系統(tǒng)和方法，更具體而言涉及視頻數(shù)據(jù) 的編碼的層次化方案。

【背景技術(shù)】
[0004] 視頻數(shù)據(jù)流由圖像的序列構(gòu)成并且包含高數(shù)據(jù)量。這種數(shù)據(jù)流可被編碼，例如壓 縮，以降低信道容量要求?？缮炜s的視頻編碼通常被用于產(chǎn)生多層格式的壓縮視頻，該多層 格式的壓縮視頻可用于需要支持各種分辨率的設(shè)備的應(yīng)用。這種格式中的每個(gè)圖像層是與 產(chǎn)生作為相對(duì)于先前較低分辨率的增強(qiáng)的特定分辨率所需的數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的獨(dú)立比特流。在 采用這種格式的系統(tǒng)中，每個(gè)設(shè)備只需要解碼到其需要的分辨率。
[0005] 在相關(guān)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式中，圖像被分割成與最低分辨率中的單個(gè)像素相對(duì)應(yīng)的像 素區(qū)域。例如，對(duì)于H. 265 (HEVC)，這些區(qū)域可以是圖像內(nèi)的32X32塊。結(jié)果，直到至少 有31行對(duì)編碼器可用，例如被從輸入視頻流讀取到緩沖器--其可被稱為行緩沖器（line buffer)--中為止，編碼器才能開(kāi)始編碼。這導(dǎo)致了對(duì)用于對(duì)視頻流編碼的硬件的繁重 要求，以及成本的增加。從而，需要對(duì)于緩沖器空間的要求降低的用于對(duì)視頻編碼的系統(tǒng)和 方法。
[0006] 此【背景技術(shù)】部分中公開(kāi)的上述信息只是用于增強(qiáng)對(duì)本發(fā)明的背景的理解，因此其 可包含不形成在本國(guó)已經(jīng)為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的示范性實(shí)施例的一方面包括對(duì)圖像數(shù)據(jù)或者包括圖像的序列的視頻數(shù) 據(jù)進(jìn)行編碼和壓縮的層次化系統(tǒng)和方法。在一個(gè)實(shí)施例中，使用行緩沖器來(lái)保存圖像的行， 并且隨著從輸入數(shù)據(jù)流中讀取圖像的第二行，例如通過(guò)哈達(dá)瑪（Hadamard)變換來(lái)對(duì)圖像的 2X2塊進(jìn)行變換。每個(gè)變換產(chǎn)生一低頻分量和三個(gè)高頻分量。高頻分量被例如利用熵編碼 來(lái)進(jìn)行編碼并送出到輸出比特流。低頻分量被推送到行緩沖器。繼續(xù)這個(gè)過(guò)程，直到形成 了足夠的低頻分量來(lái)完成低頻分量的2X2塊為止，該2X2塊隨后被變換。對(duì)于多個(gè)層層 次化地重復(fù)該過(guò)程。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種用于對(duì)圖像編碼的方法，該方法包括：利用變換 一次一個(gè)N乘N塊地處理多行第一種圖像元素，N是大于1的整數(shù)，其中，該變換被配置為形 成多個(gè)第一高頻分量和一個(gè)第一低頻分量；對(duì)于每個(gè)N乘N塊，對(duì)第一高頻分量編碼并存儲(chǔ) 第一低頻分量；利用該變換一次一個(gè)Μ乘Μ塊地處理第一低頻分量，Μ是大于1的整數(shù)，其 中，該變換被配置為形成多個(gè)第二高頻分量和一個(gè)第二低頻分量；以及對(duì)于每個(gè)Μ乘Μ塊， 對(duì)第二高頻分量編碼并存儲(chǔ)第二低頻分量。
[0009] 在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)第一種圖像元素是像素值。
[0010] 在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)第一種圖像元素是通過(guò)將變換施加到像素值的陣列而獲得 的低頻分量。
[0011] 在一個(gè)實(shí)施例中，該變換是哈達(dá)瑪變換。
[0012] 在一個(gè)實(shí)施例中，該變換是離散余弦變換。
[0013] 在一個(gè)實(shí)施例中，該變換是小波變換。
[0014] 在一個(gè)實(shí)施例中，Μ等于2。
[0015] 在一個(gè)實(shí)施例中，Ν等于2并且Μ等于2。
[0016] 在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)第一高頻分量編碼包括利用熵編碼來(lái)對(duì)第一高頻分量編碼。 [0017] 在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)第二高頻分量編碼包括利用熵編碼來(lái)對(duì)第二高頻分量編碼。
[0018] 在一個(gè)實(shí)施例中，Ν等于2,并且每個(gè)Ν乘Ν塊具有四個(gè)圖像元素，包括：第一圖像 元素；第二圖像元素；第三圖像元素；以及第四圖像元素。
[0019] 在一個(gè)實(shí)施例中，低頻分量是一常數(shù)乘以四個(gè)圖像元素的和。
[0020] 在一個(gè)實(shí)施例中，該常數(shù)是二分之一。
[0021] 在一個(gè)實(shí)施例中，高頻分量是一常數(shù)乘以如下兩項(xiàng)之間的差：第一圖像元素與第 二圖像元素的和；以及第三圖像元素與第四圖像元素的和。
[0022] 在一個(gè)實(shí)施例中，該常數(shù)是二分之一。
[0023] 在一個(gè)實(shí)施例中，高頻分量是一常數(shù)乘以如下兩項(xiàng)之間的差：第一圖像元素與第 三圖像元素的和；以及第二圖像元素與第四圖像元素的和。
[0024] 在一個(gè)實(shí)施例中，該常數(shù)是二分之一。
[0025] 在一個(gè)實(shí)施例中，高頻分量是一常數(shù)乘以如下兩項(xiàng)之間的差：第一圖像元素與第 四圖像元素的和；以及第二圖像元素與第三圖像元素的和。
[0026] 在一個(gè)實(shí)施例中，該常數(shù)是二分之一。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種用于對(duì)圖像編碼的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括處理 單元，該處理單元被配置為：利用變換一次一個(gè)Ν乘Ν塊地處理多行第一種圖像元素，Ν是 大于1的整數(shù)，其中，該變換被配置為形成多個(gè)第一高頻分量和一個(gè)第一低頻分量；對(duì)于每 個(gè)Ν乘Ν塊，對(duì)第一高頻分量編碼并存儲(chǔ)第一低頻分量；利用該變換一次一個(gè)Μ乘Μ塊地處 理第一低頻分量，Μ是大于1的整數(shù)，其中，該變換被配置為形成多個(gè)第二高頻分量和一個(gè) 第二低頻分量；以及對(duì)于每個(gè)Μ乘Μ塊，對(duì)第二高頻分量編碼并存儲(chǔ)第二低頻分量。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028] 參考說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求和附圖，將領(lǐng)會(huì)并理解本發(fā)明的這些和其它特征和優(yōu)點(diǎn)，附 圖中：
[0029] 圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于對(duì)圖像編碼的系統(tǒng)的元素的框圖；
[0030] 圖2是圖示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的對(duì)圖像編碼的方法的各方面的流程圖；
[0031] 圖3是圖示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的對(duì)圖像編碼的方法的各方面的流程圖；并且
[0032] 圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的采用編解碼器的系統(tǒng)的框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033] 下面聯(lián)系附圖記載的詳細(xì)描述打算作為對(duì)依據(jù)本發(fā)明提供的層次化圖像和視頻 編解碼器的示范性實(shí)施例的描述，而并不打算代表可構(gòu)造或利用本發(fā)明的唯一形式。這些 描述聯(lián)系圖示的實(shí)施例記載了本發(fā)明的特征。然而，要理解，不同的實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)相同或 等同的功能和結(jié)構(gòu)，而這些不同實(shí)施例也打算被包含在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。如本文別 處所標(biāo)注的，同樣的元素編號(hào)打算指示同樣的元素或特征。諸如"…中的至少一個(gè)"之類(lèi)的 表述當(dāng)在元素的列表之前時(shí)，修飾整個(gè)元素列表，而不修飾該列表的個(gè)體元素。另外，在描 述本發(fā)明的實(shí)施例時(shí)對(duì)"可"的使用指的是"本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例"。
[0034] 圖1示出了將圖像數(shù)據(jù)壓縮成5層的編解碼器(壓縮/解壓縮）系統(tǒng)的框圖，這5 層被稱為增強(qiáng)層5、增強(qiáng)層5、增強(qiáng)層3、增強(qiáng)層2和增強(qiáng)層1，或者簡(jiǎn)稱為層5、層4、層3、層 2和層1。在此示例中，層5包含最高分辨率信息；2X2的像素塊被編碼以形成層5。層4、 3、2和1包含分辨率逐漸降低的數(shù)據(jù)。壓縮數(shù)據(jù)的每一層是由相應(yīng)的編碼器生成的；這些 編碼器一起形成一條鏈，該鏈中的每個(gè)編碼器向輸出比特流提供數(shù)據(jù)并且還向鏈中的下一 編碼器提供數(shù)據(jù)。
[0035] 參考圖1，在一個(gè)實(shí)施例中，圖像行被一次一行地推送到行緩沖器105中。在圖像 的第一行及之后的圖像的第二行的前兩個(gè)像素被推送到緩沖器中之后，2X2 (即2乘2)像 素塊存在于緩沖器中。這個(gè)2X2像素塊包括圖像的第一行的前兩個(gè)像素110U15和圖像的 第二行的前兩個(gè)像素120、125。通過(guò)生成一個(gè)低頻分量130和三個(gè)高頻分量135的變換來(lái) 對(duì)這個(gè)塊進(jìn)行變換。例如，可使用哈達(dá)瑪變換，使得如果該2X2塊中的四個(gè)像素110、115、 120、125的像素值分別是a、b、c和d，則低頻分量由下式給出：
[0036]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于對(duì)圖像編碼的方法，該方法包括： 利用變換一次一個(gè)N乘N塊地處理多行第一種圖像元素，N是大于1的整數(shù)，其中，所 述變換被配置為形成多個(gè)第一高頻分量和一個(gè)第一低頻分量； 對(duì)于每個(gè)N乘N塊，對(duì)所述第一高頻分量編碼并存儲(chǔ)所述第一低頻分量； 利用所述變換一次一個(gè)Μ乘Μ塊地處理所述第一低頻分量，Μ是大于1的整數(shù)，其中， 所述變換被配置為形成多個(gè)第二高頻分量和一個(gè)第二低頻分量；以及 對(duì)于每個(gè)Μ乘Μ塊，對(duì)所述第二高頻分量編碼并存儲(chǔ)所述第二低頻分量。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，每個(gè)所述第一種圖像元素是像素值。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，每個(gè)所述第一種圖像元素是通過(guò)將變換施加到像 素值的陣列而獲得的低頻分量。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述變換是哈達(dá)瑪變換。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述變換是離散余弦變換。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述變換是小波變換。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，Μ等于2。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，Ν等于2并且Μ等于2。
9. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，對(duì)所述第一高頻分量編碼包括利用熵編碼來(lái)對(duì)所 述第一高頻分量編碼。
10. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，對(duì)所述第二高頻分量編碼包括利用熵編碼來(lái)對(duì)所 述第二高頻分量編碼。
11. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，Ν等于2,并且其中每個(gè)Ν乘Ν塊包括四個(gè)圖像元 素，這四個(gè)圖像元素包括： 第一圖像元素； 第二圖像元素； 第三圖像元素；以及 第四圖像元素。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述低頻分量是一常數(shù)乘以所述四個(gè)圖像元素 的和。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述常數(shù)是二分之一。
14. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中，高頻分量是一常數(shù)乘以如下兩項(xiàng)之間的差： 所述第一圖像元素與所述第二圖像元素的和；以及 所述第三圖像元素與所述第四圖像元素的和。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述常數(shù)是二分之一。
16. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中，高頻分量是一常數(shù)乘以如下兩項(xiàng)之間的差： 所述第一圖像元素與所述第三圖像元素的和；以及 所述第二圖像元素與所述第四圖像元素的和。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述常數(shù)是二分之一。
18. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中，高頻分量是一常數(shù)乘以如下兩項(xiàng)之間的差： 所述第一圖像元素與所述第四圖像元素的和；以及 所述第二圖像元素與所述第三圖像元素的和。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述常數(shù)是二分之一。
20. -種用于對(duì)圖像編碼的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括處理單元，該處理單元被配置為： 利用變換一次一個(gè)N乘N塊地處理多行第一種圖像元素，N是大于1的整數(shù)，其中，所 述變換被配置為形成多個(gè)第一高頻分量和一個(gè)第一低頻分量； 對(duì)于每個(gè)N乘N塊，對(duì)所述第一高頻分量編碼并存儲(chǔ)所述第一低頻分量； 利用所述變換一次一個(gè)Μ乘Μ塊地處理所述第一低頻分量，Μ是大于1的整數(shù)，其中， 所述變換被配置為形成多個(gè)第二高頻分量和一個(gè)第二低頻分量；以及 對(duì)于每個(gè)Μ乘Μ塊，對(duì)所述第二高頻分量編碼并存儲(chǔ)所述第二低頻分量。
【文檔編號(hào)】H04N19/60GK104104965SQ201410131060
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月2日
【發(fā)明者】魯寧 申請(qǐng)人:三星顯示有限公司