專利名稱：壓縮圖形圖像和視頻的方法
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)明涉及圖像和視頻中的圖形的壓縮。
背景技術(shù)：
存在被提出用于壓縮數(shù)字圖像和視頻的許多方法。還存在為圖像和視頻壓縮開(kāi)發(fā)的數(shù)種標(biāo)準(zhǔn)，包括用于圖像壓縮的JPEG，以及用于視頻壓縮的MPEG1，MPEG2，MPEG4，H. 261, H. 263和H. 264.圖像和視頻壓縮算法通?；谂c將被壓縮的圖像的性質(zhì)有關(guān)的假設(shè)來(lái)工作。對(duì)于自然的圖像和視頻，共同假設(shè)是在相鄰像素的值之間存在強(qiáng)相關(guān)性。即，假設(shè)相鄰像素的值通常彼此接近。然而，對(duì)于通過(guò)計(jì)算機(jī)生成的各種各樣的合成圖像，該假設(shè)不成立。

發(fā)明內(nèi)容
圖形圖像和視頻的壓縮包括將圖像分割成塊，確定用于對(duì)每個(gè)塊編碼的比特平面數(shù)目，通過(guò)將像素值成組為使得在每個(gè)組內(nèi)像素值相同或類似來(lái)對(duì)塊進(jìn)行編碼，發(fā)送比特平面的數(shù)目，發(fā)送組的數(shù)目以及每個(gè)組的像素值，并且發(fā)送用于每個(gè)像素的指示該像素的組的信號(hào)，還利用來(lái)自比特預(yù)算的剩余比特來(lái)發(fā)送用于像素的細(xì)化比特。在一個(gè)方面中，一種被編程在設(shè)備的控制器中的壓縮方法包括將圖像分割成塊； 確定用于對(duì)每個(gè)塊編碼的比特平面數(shù)量；以及通過(guò)將至少類似像素值成組為組來(lái)對(duì)每個(gè)塊編碼。該方法還包括利用來(lái)自比特預(yù)算的剩余比特來(lái)發(fā)送用于像素的細(xì)化比特。對(duì)每個(gè)塊編碼包括發(fā)送組的比特深度、組的數(shù)目、每個(gè)組的像素值，以及用于每個(gè)像素的指示多個(gè)組中每個(gè)像素的組的信號(hào)。組的比特深度包括用于成組的比特平面的數(shù)目(qD印thBest)， 組數(shù)量。相同像素值被成組為組。該控制器是從包括經(jīng)編程計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)和專用電路的組中選出的。該設(shè)備是從包括如下項(xiàng)的組中選出的個(gè)人計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)工作站、服務(wù)器、大型計(jì)算機(jī)、掌上電腦、個(gè)人數(shù)字助理、蜂窩/移動(dòng)電話、智能家電、游戲控制器、數(shù)字相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z錄像機(jī)、相機(jī)電話、iWione、iP0d 、視頻播放器、DVD刻錄機(jī)/播放器、 電視機(jī)和家庭娛樂(lè)系統(tǒng)。在另一方面中，一種被編程在設(shè)備的控制器中的壓縮方法包括將圖像分割成塊； 確定塊中的每個(gè)塊的像素值的平均值；定位出大于或等于平均值的像素值；將大于或等于平均值的像素值標(biāo)記為第一組；以及將剩余像素值標(biāo)記為第二組。以上步驟被重復(fù)η次以生成2η個(gè)組，其中η是從1，2，3，...，最大值中選出的。在另一方面中，一種被編程在設(shè)備的控制器中的壓縮系統(tǒng)包括分割模塊，用于將圖像分割成塊；確定模塊，用于確定用于對(duì)每個(gè)塊編碼的比特平面數(shù)量；以及編碼模塊，用于通過(guò)將至少類似像素值成組為組來(lái)對(duì)每個(gè)塊編碼。該系統(tǒng)還包括細(xì)化模塊，用于利用來(lái)自比特預(yù)算的剩余比特來(lái)發(fā)送用于像素的細(xì)化比特。對(duì)每個(gè)塊編碼包括發(fā)送組的比特深度、組的數(shù)目、每個(gè)組的像素值，以及用于每個(gè)像素的指示多個(gè)組中每個(gè)像素的組的信號(hào)。 相同像素值被成組為組。該控制器是從包括經(jīng)編程計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)和專用電路的組中選出的。該設(shè)備是從包括如下項(xiàng)的組中選出的個(gè)人計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)工作站、服務(wù)器、大型計(jì)算機(jī)、掌上電腦、個(gè)人數(shù)字助理、蜂窩/移動(dòng)電話、智能家電、游戲控制器、數(shù)字相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z錄像機(jī)、相機(jī)電話、iPhone, iPod 、視頻播放器、DVD刻錄機(jī)/播放器、電視機(jī)和家庭娛樂(lè)系統(tǒng)。在另一方面中，一種被編程在設(shè)備的控制器中的壓縮系統(tǒng)包括自然圖像子編解碼器，用于對(duì)自然圖像編碼；以及圖形圖像子編解碼器，用于對(duì)圖形圖像編碼。該圖形圖像子編解碼器通過(guò)如下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)將圖像分割成塊；確定用于對(duì)每個(gè)塊編碼的比特平面數(shù)量；以及通過(guò)將至少類似像素值成組為組來(lái)對(duì)每個(gè)塊編碼。該控制器是從包括經(jīng)編程計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)和專用電路的組中選出的。該設(shè)備是從包括如下項(xiàng)的組中選出的個(gè)人計(jì)算機(jī)、 膝上型計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)工作站、服務(wù)器、大型計(jì)算機(jī)、掌上電腦、個(gè)人數(shù)字助理、蜂窩/移動(dòng)電話、智能家電、游戲控制器、數(shù)字相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z錄像機(jī)、相機(jī)電話、iWione、iPod 、視頻播放器、DVD刻錄機(jī)/播放器、電視機(jī)和家庭娛樂(lè)系統(tǒng)。在又一方面中，一種攝錄像機(jī)設(shè)備包括視頻獲取組件，用于獲取視頻；存儲(chǔ)器， 用于存儲(chǔ)應(yīng)用，該應(yīng)用用于將視頻的圖像分割成塊，確定用于對(duì)每個(gè)塊編碼的比特平面數(shù)量，并且通過(guò)將至少類似像素值成組為組來(lái)對(duì)每個(gè)塊編碼；以及處理組件，其被耦合到存儲(chǔ)器，該處理組件被配置用于處理應(yīng)用。該應(yīng)用還用于利用來(lái)自比特預(yù)算的剩余比特來(lái)發(fā)送用于像素的細(xì)化比特。對(duì)每個(gè)塊編碼包括發(fā)送組的比特深度、組的數(shù)目、每個(gè)組的像素值， 以及用于每個(gè)像素的指示多個(gè)組中每個(gè)像素的組的信號(hào)。相同像素值被成組為組。


圖1圖示出了包含相同值的組的塊的兩個(gè)示例。圖2圖示出了包含類似值的組的塊的兩個(gè)示例。圖3A-3R圖示出了根據(jù)一些實(shí)施例的成組的示例的圖表。圖4圖示出了根據(jù)一些實(shí)施例的被配置來(lái)實(shí)現(xiàn)壓縮方法的示例性計(jì)算設(shè)備的框圖。圖5圖示出了根據(jù)一些實(shí)施例的對(duì)視頻編碼的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式這里描述壓縮合成(圖形)圖像的方法。一圖像被分割成塊。每個(gè)圖像塊被編碼以生成固定的預(yù)設(shè)數(shù)目的比特。每個(gè)塊與該圖像中的其它塊相獨(dú)立地被編碼。在一些實(shí)施例中，每個(gè)塊的每個(gè)顏色分量與其它顏色分量相獨(dú)立地被編碼。在一些實(shí)施例中，一塊的不同顏色分量被聯(lián)合地被編碼，以使得不同顏色分量共享它們的比特預(yù)算和塊頭部比特。8x2 的塊大小在這里被用作示例，盡管塊大小能夠?yàn)榘ㄕ麄€(gè)圖像在內(nèi)的任何大小。比特深度(也稱為深度)是表示最大可能像素值必須的比特?cái)?shù)。例如，如果像素值在0至1023的范圍中，則比特深度為10。一般地，像素值被認(rèn)為在0至的范圍中。在這里使用比特深度10，盡管能夠使用任何比特深度。當(dāng)圖像塊內(nèi)具有相同或類似比特值時(shí)，比特值能夠被成組起來(lái)(group)。圖1圖示出了包含具有相同值的組的塊的兩個(gè)示例。在示例1中，有像素值100和500。在示例 2中，有像素值200、600和900。示例1中的像素值能夠被成組為兩組，第一組具有像素值 100并且第二組具有像素值500。示例2中的像素值能夠被成組為三組，第一組具有像素值 200，第二組具有像素值600并且第三組具有像素值900。對(duì)于自然圖像，能夠以這種方式被成組的塊不是很常見(jiàn)。然而，對(duì)于計(jì)算機(jī)生成的圖像，這些類型的塊是常見(jiàn)的。在像素能夠被成組的圖像壓縮方法的簡(jiǎn)化版本中，假設(shè)像素值精確匹配，如圖1 所示。于是，編碼處理對(duì)塊中的像素值進(jìn)行成組，以使得在每個(gè)組內(nèi)，像素值是相同的。組的數(shù)目被發(fā)送。每組的值隨后被發(fā)送。對(duì)于每個(gè)像素，指示像素屬于哪個(gè)組的信號(hào)被發(fā)送。 例如，使用上面的示例1，指示該塊中的兩組值的“2”首先被發(fā)送，然后指示組1中的像素具有值“100”的“100”被發(fā)送，并且然后指示組2中的像素具有值“500”的“500”被發(fā)送。 對(duì)于每個(gè)像素，組編號(hào)被發(fā)送，例如指示組1的“1”和指示組2的“2”。在一些情況中，圖像塊中的像素值不一定是一小集合的成員，而是“接近” 一小集合的成員。圖2圖示出包含類似值的組的塊的兩個(gè)示例。在示例3中，存在100附近和500 附近的像素值。在示例4中，存在200附近、600附近和900附近的像素值。如上所述，如果許多像素值相同，則簡(jiǎn)化壓縮處理是可以的。然而，如果像素值類似但不相同，則要利用附加步驟。由于不是比特預(yù)算的所有比特都被由于編碼，因此未使用比特能用來(lái)在編解碼器處引入細(xì)化(refinement)。該細(xì)化可類似于在2010年5月27日提交的題為“AN IMAGE COMPRESSION METHOD WITH RANDOM ACCESS CAPABILITY” 的美國(guó)專利申請(qǐng) No. 12/789，010 中描述的細(xì)化，該申請(qǐng)通過(guò)引用被結(jié)合于此。編碼器通過(guò)利用組來(lái)對(duì)像素的最高有效比特平面進(jìn)行編碼。如果剩下比特預(yù)算中的任何比特未被使用，則它們被用于像素值的細(xì)化。未被編碼器編碼的原始像素的任何比特平面由解碼器進(jìn)行估計(jì)。編碼器對(duì)于所有可能數(shù)目的比特平面(qD印th = 1至10)中的每個(gè)，從最高有效比特平面(MSB)開(kāi)始并且去往最低有效比特平面(LSB)，編碼器確定許多項(xiàng)。如果編碼處理在當(dāng)前比特平面的結(jié)尾處停止，則發(fā)現(xiàn)了精確匹配的組的數(shù)目通過(guò)僅將比特平面1至qD印th考慮在內(nèi)而被確定。發(fā)送利用精確匹配概念的組所需的比特?cái)?shù)目被確定。余下被用于細(xì)化的比特(如果有的話)數(shù)目然后被確定。利用組編碼和細(xì)化兩者的組合，無(wú)損地被編碼的比特的數(shù)目被確定。在編碼器處，當(dāng)針對(duì)所有qD印th個(gè)值計(jì)算上面的所有值時(shí)，編碼器將針對(duì)qD印th 個(gè)值的每個(gè)獲得的無(wú)損編碼比特進(jìn)行比較，并且具有最大量無(wú)損編碼比特的qDepth勝出并且該qD印th被選擇。對(duì)于所選qD印th，利用固定長(zhǎng)度編碼來(lái)將下面的值編碼成比特流 所選qD印th、組數(shù)(在比特平面編號(hào)qD印th的結(jié)尾處)、組的值(對(duì)于每個(gè)組，僅最高有效 qD印th個(gè)比特)、每個(gè)像素的組編號(hào)(僅考慮比特平面1至qD印th)。如果比特預(yù)算中存在任何剩余比特，則細(xì)化比特被發(fā)送用于塊中的像素。對(duì)于給定顏色分量，相同數(shù)目的細(xì)化比特被發(fā)送用于塊中的像素直到達(dá)到比特預(yù)算(例如，細(xì)化比特預(yù)算被用盡)或者直到該塊被無(wú)損地編碼為止，其永遠(yuǎn)首先發(fā)生。例如，一細(xì)化比特被發(fā)送用于所有像素或者兩個(gè)細(xì)化比特被發(fā)送用于所有像素。在一些實(shí)施例中，細(xì)化允許不同細(xì)化比特被發(fā)送用于塊中的像素，只要對(duì)于每個(gè)組，要么該組中的所有像素獲得用于一個(gè)比特平面的細(xì)化比特要么該組中的所有像素都不獲得用于一個(gè)比特平面的細(xì)化比特。存在用于針對(duì)每個(gè)qDepth確定組數(shù)的若干方式。在一個(gè)實(shí)施例中，首先根據(jù)光柵掃描順序?qū)K的像素值排序在一行中。然后，結(jié)果被轉(zhuǎn)換為比特平面。對(duì)于每個(gè)像素，組編號(hào)被計(jì)算出并被存儲(chǔ)在陣列的元素中。編碼器以光柵掃描順序掃描比特平面。在一些實(shí)施例中，比特平面以2D陣列被配置。2D陣列的第一索引由qD印th表示并且第二索引由 “ii”表示。因此，2D陣列的一般元素可被指定為陣列(qD印th，ii)。在開(kāi)始掃描之前，像素被標(biāo)記為組1的成員。當(dāng)?shù)谝幌袼氐牡谝槐忍?例如，陣列(1，1))被掃描時(shí)，該比特值變?yōu)閝D印th = 1處的組1的值。對(duì)于第一行中該陣列的其余元素，即，對(duì)于陣列(l，ii) (i 從1變化到16)，如果陣列(1，ii)等于陣列(1，1)，則像素“ii”的組編號(hào)與之前一樣保持為1(不變)。然而，如果陣列(Lii)不等于陣列(1，1)(這稱為比特失配)，則這第一次發(fā)生，新的組被生成(例如，組幻并且像素“ii”的組編號(hào)從組1變?yōu)榻M2。然而，在下一次 (或多次)在第一行中發(fā)生比特失配時(shí)，即使像素“ii”的組編號(hào)從組編號(hào)1被改變?yōu)榻M編號(hào)2，組2也不被再次生成。因此，對(duì)于組1，1比特的標(biāo)志被用于指示對(duì)于具有失配的該組的先前成員，新組是否已被生成。在第一行中，顯然，當(dāng)比特匹配發(fā)生并且標(biāo)志被設(shè)置時(shí)，新組的編號(hào)為2。然而，在接下來(lái)的比特平面中，新組的編號(hào)不明顯，因此當(dāng)新組被生成時(shí)，新組的編號(hào)被存儲(chǔ)。例如，標(biāo)志.hasNext指示新組是否已被生成，并且.next指示新生成的組的組編號(hào)。例如，在陣列的第一行中，對(duì)于組1，在第一比特失配時(shí)，組1的.hasNext被設(shè)為1并且組1的.next被設(shè)為2，意味著從當(dāng)前平面中的此點(diǎn)開(kāi)始，在當(dāng)前比特平面中具有與組1的失配的組1的任何成員將被標(biāo)記為組2，而無(wú)需生成新組。組的最大數(shù)目可被指定。例如，組的最大數(shù)目為5，盡管可使用任何最大數(shù)目。對(duì)于每個(gè)個(gè)體唯一組，稱為“組”的單獨(dú)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可被生成，其中，具有用于如下項(xiàng)的字段像素編號(hào)(圖3中的.rep)、在當(dāng)前比特平面中該組是否已被分割(圖3中的.hasNext)以及當(dāng).hasNext為1時(shí)當(dāng)前比特平面中所分割組的組編號(hào)是什么(圖3中的.next)。還可以包括附加字段。當(dāng)?shù)竭_(dá)所允許的最大組數(shù)時(shí)，處理停止。比特流結(jié)構(gòu)對(duì)于每個(gè)塊，比特流包括下面的比特序列指示所選qD印th的比特(也稱為 qDepthBest)；指示所選qD印th的組的數(shù)目的比特；對(duì)于每個(gè)組，最高有效比特被發(fā)送；對(duì)于除第一像素以外的每個(gè)像素，像素的組編號(hào)被發(fā)送；如果來(lái)自比特預(yù)算的剩余比特是充足的，則用于細(xì)化的附加比特被發(fā)送；并且最多到比特預(yù)算的剩余比特作為零被發(fā)送。對(duì)于指示所選qD印th的比特，值被稱為qD印thBest，其是被編碼到比特流中的固定長(zhǎng)度。用于編碼qD印thBest的比特?cái)?shù)目取決于所允許的qD印thBest值的數(shù)目。對(duì)于指示所選qD印th的組的數(shù)目的比特，值被稱為groupNumBest，其是被編碼到比特流中的固定長(zhǎng)度。用于編碼groupNumBest的比特?cái)?shù)目取決于所允許的groupNumBest 值的數(shù)目。
對(duì)于除第一像素以外的每個(gè)像素，組編號(hào)是被編碼到比特流中的固定長(zhǎng)度，并且每個(gè)像素所需的比特?cái)?shù)目取決于最后的組編號(hào)。解碼器解碼器接收指示qD印thBest的比特。解碼器還接收指示groupNumBest的比特。對(duì)于每個(gè)組，它們的值的最高有效qD印thBest比特被接收。對(duì)于除了塊中的第一像素以外的每個(gè)像素，指示像素的組編號(hào)的比特被接收，對(duì)于該塊中的第一像素來(lái)說(shuō)這些比特不被發(fā)送，因?yàn)榻獯a器知道第一像素的組編號(hào)總為1。對(duì)于每個(gè)像素，像素的最高有效qD印thBest 比特被填充以所接收的組值中的qD印thBest比特。如果來(lái)自比特預(yù)算的剩余比特充足，則附加比特被接收作為細(xì)化，并且這些比特填充每個(gè)像素的被填充最高有效qD印thBest比特平面之后的像素的一個(gè)或多個(gè)比特平面。如果qD印thBest加上refLevelsNum (例如，用于像素的細(xì)化比特的數(shù)目)小于深度，則像素的比特?cái)?shù)目qD印thBest+refLevelsNum+Ι被設(shè)為‘1，，并且到像素的LSB的比特?cái)?shù)目qD印thBest+refLevelsNum+2被設(shè)為‘0，。當(dāng)圖像或塊具有多于一個(gè)顏色分量時(shí)，存在可用于對(duì)這些顏色分量編碼的若干選項(xiàng)。每個(gè)顏色分量可被獨(dú)立編碼，所有顏色分量可被聯(lián)合編碼或者一些顏色分量被聯(lián)合編碼而一些被獨(dú)立編碼。聯(lián)合地編碼顏色分量當(dāng)聯(lián)合地編碼兩個(gè)或更多個(gè)顏色分量時(shí)，處理類似于上面描述的處理，但是具有以下改變比特預(yù)算在分量之間被共享，組編號(hào)不在分量之間被共享，并且qDepth的值在分量之間被共享。具體地，每個(gè)顏色分量具有其自己的組，并且這些組不在分量之間被共享。例如，第一顏色分量的組1與第二顏色分量的組1相分離。在編碼開(kāi)始時(shí)，每個(gè)分量中的像素值屬于該分量中的同一組。例如，在RGB情況中，如果R、G和B在開(kāi)始時(shí)聯(lián)合被編碼，則紅色分量屬于紅色的組1，綠色分量屬于綠色的組1，并且藍(lán)色分量屬于藍(lán)色的組1。 當(dāng)編碼器發(fā)送qD印th時(shí)，其表示聯(lián)合被編碼的所有顏色分量的qD印th。所選qD印th值在顏色分量之間被共享。在比特流中，編碼器對(duì)于每個(gè)顏色分量發(fā)送單獨(dú)的groupNumMax值。用于編碼圖形圖像塊的另外的方法另外的方法可被用來(lái)編碼圖形圖像塊。在這些方法中，所使用的組的數(shù)目可為2 的任何冪，例如2、4或8。有兩個(gè)組的方法包括找到塊中的所有像素值的平均值。然后，找出該塊中具有大于或等于平均值的值的所有像素。這些像素成員被標(biāo)記為組1。其余像素被標(biāo)記為組2。組1中的像素的平均值被計(jì)算出，并且利用10比特來(lái)發(fā)送。組2中的像素的平均值被計(jì)算出，并且利用10比特來(lái)發(fā)送。對(duì)于每個(gè)像素，1比特被發(fā)送以指示器組編號(hào) (例如，1或2)。對(duì)于包含16個(gè)像素的塊，該方法產(chǎn)生用于每個(gè)塊的共10+10+16x1 = 36比特(每個(gè)樣本2. 25比特)。使用四個(gè)組的方法包括兩組方法的遞歸版本。利用與在兩組情況中說(shuō)明的方法類似的方法將塊中的像素分割成兩組。然后，對(duì)于在前一級(jí)中獲得的每個(gè)組，處理被重復(fù)。對(duì)于包含16個(gè)像素的塊，該方法產(chǎn)生用于每個(gè)塊的共^10+16x2 = 72比特(每個(gè)樣本4. 5 比特)。使用八個(gè)組的方法包括兩組方法的遞歸版本。利用與針對(duì)兩組情況所說(shuō)明的方法類似的方法將像素分割成兩組。對(duì)于所獲得的每個(gè)組，相同處理被重復(fù)。然后，對(duì)于所獲得的每個(gè)組，相同處理再次被重復(fù)，從而得到八個(gè)組。
雙模式編解碼器在一些應(yīng)用中，需要具有對(duì)于自然圖像和合成(圖形)圖像兩者或者自然圖像和合成圖像的混合來(lái)說(shuō)都高效工作的編解碼器。在這樣的應(yīng)用中，可使用具有兩個(gè)部分的編解碼器。第一部分是對(duì)于自然圖像或自然塊來(lái)說(shuō)高效工作的子編解碼器，第二部分是對(duì)于合成圖像或合成塊來(lái)說(shuō)高效工作的子編解碼器。編碼器評(píng)估經(jīng)解碼圖像或塊的質(zhì)量并且估計(jì)哪個(gè)子編解碼器將得到較高質(zhì)量的經(jīng)解碼圖像/塊。然后，編碼器利用圖像/塊比特流的開(kāi)始處的一個(gè)或多個(gè)比特來(lái)指定較好的子編解碼器，來(lái)用信號(hào)通知解碼器使用對(duì)應(yīng)解碼
ο因此，這里說(shuō)明的圖形編解碼器可被用于圖形模式。在2010年6月7日提交的題為 “EMBEDDED GRAPHICS CODING FOR IMAGES WITH SPARSE HISTOGRAMS” 的美國(guó)專利申請(qǐng)No. 12/795，210(該申請(qǐng)通過(guò)引用被結(jié)合于此)中描述的嵌入式編解碼器是可被用作這樣的編碼器的圖形模式的另一種編解碼器。對(duì)于自然模式，可使用如下申請(qǐng)中的編解碼器2010 年 4 月 13 日提交的題為 “ADAPTIVE ENTROPY CODING FOR IMAGES AND VIDEOS USING SET PARTITIONING IN GENERALIZED HIERARCHICAL TREES，，的美國(guó)專利申請(qǐng) No. 12/758，981，以及 2010 年 5 月 27 日提交的題為 “AN IMAGE COMPRESSION METHOD WITH RANDOM ACCESS CAPABILITY”美國(guó)專利申請(qǐng)No. 12/789，091，這兩個(gè)申請(qǐng)通過(guò)引用被結(jié)合于此。圖3A-3R圖示出了根據(jù)一些實(shí)施例的成組的示例的圖表。首先，僅存在一個(gè)組， 即，組1。然后，以光柵掃描順序進(jìn)行掃描。如圖所示(圖3A-3D)，前3個(gè)比特全都是組1 的部分，因此任何事物都不變。然后，第四比特被讀取(圖3E)，其與其組代表(組1)中最近讀取的比特不匹配。由于組1尚沒(méi)有接續(xù)組，因此組2被生成，如圖3F所示。當(dāng)?shù)谖灞忍乇蛔x取時(shí)(圖3G)，該比特與組1中最近讀取的比特不匹配，但是由于組1已經(jīng)被生成，但是其不再次被生成。像素5的組編號(hào)被改變?yōu)榻M2。處理繼續(xù)直到比特平面的結(jié)尾，如圖 3H所示。然后，在開(kāi)始下一比特平面之前，針對(duì)到此為止生成的組，將.hasNext字段清零， 如圖31所示。圖3J示出了正被讀取的比特平面2的第一比特，其沒(méi)有引起改變。類似地， 在圖I和圖3L中也不存在改變。處理在圖3M中繼續(xù)。在圖3N中，另一新組被生成。類似地，在圖30中，新組被生成。然后，在圖3P中，比特平面被完成。在圖3Q中，第五組被生成。最后，在圖3R中，處理停止，因?yàn)榈?組將被生成，但是在該示例中，所允許的最大組數(shù)為5。圖3A-3R意在作為示例，不希望以任何方式進(jìn)行限制。圖4圖示出了根據(jù)一些實(shí)施例的被配置來(lái)實(shí)現(xiàn)壓縮方法的示例性計(jì)算設(shè)備400的框圖。計(jì)算設(shè)備400可被用來(lái)獲取、存儲(chǔ)、計(jì)算、傳輸和/或顯示諸如圖像和視頻之類的信息。例如，計(jì)算設(shè)備400能夠獲取并存儲(chǔ)視頻。本壓縮方法可在獲取視頻期間或之后，或者在將視頻從設(shè)備400傳送到另一設(shè)備時(shí)使用。一般地，適合于實(shí)現(xiàn)計(jì)算設(shè)備400的硬件結(jié)構(gòu)包括網(wǎng)絡(luò)接口 402、存儲(chǔ)器404、處理器406、( 一個(gè)或多個(gè))1/0設(shè)備408、總線410和存儲(chǔ)設(shè)備412。處理器的選擇不是至關(guān)重要的，只要選擇具有足夠速度的合適處理器即可。存儲(chǔ)器 404可以是本領(lǐng)域已知的任何傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)設(shè)備412可包括硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、⑶ROM、 ⑶RW、DVD、DVDRW、閃存卡或任何其它存儲(chǔ)設(shè)備。計(jì)算設(shè)備400可包括一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口 402。網(wǎng)絡(luò)接口的示例包括連接到以太網(wǎng)或其它類型LAN的網(wǎng)絡(luò)卡。(一個(gè)或多個(gè))1/0設(shè)備408可包括如下中的一個(gè)或多個(gè)鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、監(jiān)視器、顯示器、打印機(jī)、調(diào)制解調(diào)器、觸摸屏、按鈕接口和其它設(shè)備。用來(lái)執(zhí)行視覺(jué)優(yōu)化方法的(一個(gè)或多個(gè))視覺(jué)優(yōu)化應(yīng)用430可被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備412和存儲(chǔ)器404中，并且在應(yīng)用通常被處理時(shí)被處理。圖4所示的更多或更少的組件可被包括在計(jì)算設(shè)備400中。在一些實(shí)施例中，包括壓縮硬件420。雖然圖 4中的計(jì)算設(shè)備400包括用于壓縮的硬件420和應(yīng)用430，然而壓縮方法可在計(jì)算設(shè)備上以硬件、固件、軟件或者它們的任何組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，在一些實(shí)施例中，壓縮應(yīng)用430被編程在存儲(chǔ)器中并且利用處理器被執(zhí)行。在另一示例中，在一些實(shí)施例中，壓縮硬件420是經(jīng)編程硬件邏輯，包括專門(mén)設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)壓縮方法的邏輯門(mén)。計(jì)算設(shè)備400可包括編碼器、解碼器或它們兩者。取決于實(shí)現(xiàn)方式，計(jì)算設(shè)備400 包括用于編碼和/或解碼的組件。在一些實(shí)施例中，(一個(gè)或多個(gè))壓縮應(yīng)用430包括若干個(gè)應(yīng)用和/或模塊。如這里描述的，模塊例如是分割模塊、比特平面模塊、編碼模塊和細(xì)化模塊。在一些實(shí)施例中， 模塊還包括一個(gè)或多個(gè)子模塊。在一些實(shí)施例中，更少的或另外的模塊可被包括。合適計(jì)算設(shè)備的示例包括個(gè)人計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)工作站、服務(wù)器、大型計(jì)算機(jī)、掌上電腦、個(gè)人數(shù)字助理、蜂窩/移動(dòng)電話、智能家電、游戲控制器、數(shù)字相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z錄像機(jī)、相機(jī)電話、iPod /iWione、視頻播放器、DVD刻錄機(jī)/播放器、電視機(jī)、家庭娛樂(lè)系統(tǒng)或者任何其它合適的計(jì)算設(shè)備。圖5圖示出了根據(jù)一些實(shí)施例的對(duì)視頻編碼的方法的流程圖。在步驟500，圖像被分割成塊。在步驟502，用于編碼每個(gè)塊的比特平面的數(shù)目被確定。在步驟504，塊被編碼。編碼包括對(duì)像素值成組以使得在每個(gè)組內(nèi)像素值相同或類似，發(fā)送組的數(shù)目和每個(gè)組的像素值，并且針對(duì)每個(gè)像素發(fā)送指示該像素的組的信號(hào)。在步驟506，來(lái)自比特預(yù)算的剩余比特被用來(lái)發(fā)送用于每個(gè)像素的細(xì)化比特。在一些實(shí)施例中，更少的或另外的步驟被實(shí)施。為了利益該壓縮方法，用戶例如在數(shù)字?jǐn)z錄像機(jī)上獲取視頻/圖像，并且在視頻被獲取時(shí)或之后，或者在將視頻發(fā)送給諸如計(jì)算機(jī)之類的另一設(shè)備時(shí)，本壓縮方法實(shí)現(xiàn)用于視頻的每個(gè)圖像的壓縮工具，以使得視頻適當(dāng)?shù)乇粔嚎s并被傳送，以維持高質(zhì)量的視頻。 本壓縮方法在無(wú)需用戶介入的情況下自動(dòng)進(jìn)行。本壓縮方法的各個(gè)方面被用在編解碼實(shí)施例和解碼器實(shí)施例中。在操作中，這里描述的壓縮方法在一些實(shí)施例中提供了低硬件成本(例如，不需要許多的邏輯門(mén))、低復(fù)雜度、低延遲、極高視覺(jué)質(zhì)量的壓縮，并且不依賴于用于編碼的其它塊。在發(fā)送經(jīng)編碼比特時(shí)，本壓縮方法提供了改善的壓縮。本壓縮方法可被用在任何實(shí)現(xiàn)方式中，包括但不限于無(wú)線高清晰(無(wú)線HD)。這里描述的壓縮方法可被用于視頻和/或圖像。高清晰視頻可具有任何格式，包括但不限于HDCAM，HDCAM-SR，DVCPRO HD, D5HD， XDCAM HD, HDV 禾口 AVCHD0壓縮圖形圖像和視頻的一些實(shí)施例1. 一種被編程在設(shè)備的控制器中的壓縮方法，包括a.將圖像分割成塊；b.確定用于對(duì)每個(gè)塊編碼的比特平面數(shù)量；以及
c.通過(guò)將至少類似像素值成組為組來(lái)對(duì)每個(gè)塊編碼。
2.如條款1所述的方法，還包括利用來(lái)自比特預(yù)算的剩余比特來(lái)發(fā)送用于像素的細(xì)化比特。3.如條款1所述的方法，其中，對(duì)每個(gè)塊編碼包括發(fā)送組的比特深度、組的數(shù)目、 每個(gè)組的像素值，以及用于每個(gè)像素的指示多個(gè)組中每個(gè)像素的組的信號(hào)。4.如條款1所述的方法，其中，組的比特深度包括用于成組的比特平面的數(shù)目 (qDepthBest)。5.如條款1所述的方法，其中，相同像素值被成組為組。6.如條款1所述的方法，其中，所述控制器是從包括經(jīng)編程計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)和專用電路的組中選出的。7.如條款1所述的方法，其中，所述設(shè)備是從包括如下項(xiàng)的組中選出的個(gè)人計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)工作站、服務(wù)器、大型計(jì)算機(jī)、掌上電腦、個(gè)人數(shù)字助理、蜂窩/移動(dòng)電話、智能家電、游戲控制器、數(shù)字相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z錄像機(jī)、相機(jī)電話、iWione、iPod 、視頻播放器、DVD刻錄機(jī)/播放器、電視機(jī)和家庭娛樂(lè)系統(tǒng)。8.一種被編程在設(shè)備的控制器中的壓縮方法，包括
a.將圖像分割成塊；
b.確定所述塊中的每個(gè)塊的像素值的平均值；
C.定位出大于或等于所述平均值的像素值；
d.將大于或等于所述平均值的像素值標(biāo)記為第一組；以及
e.將剩余像素值標(biāo)記為第二組。
9.如條款8所述的方法，其中，步驟a_d被重復(fù)η次以生成2η個(gè)組，其中η是從1，2 j 3 j · ·.，最大值中選出的。
10.一種被編程在設(shè)備的控制器中的壓縮系統(tǒng)，包括
a.分割模塊，用于將圖像分割成塊；
b.確定模塊，用于確定用于對(duì)每個(gè)塊編碼的比特平面數(shù)量；以及
C.編碼模塊，用于通過(guò)將至少類似像素值成組為組來(lái)對(duì)每個(gè)塊編碼。
11.如條款10所述的系統(tǒng)，還包括細(xì)化模塊，用于利用來(lái)自比特預(yù)算的剩余比特
來(lái)發(fā)送用于像素的細(xì)化比特。12.如條款10所述的系統(tǒng)，其中，對(duì)每個(gè)塊編碼包括發(fā)送組的比特深度、組的數(shù)目、每個(gè)組的像素值，以及用于每個(gè)像素的指示多個(gè)組中每個(gè)像素的組的信號(hào)。13.如條款10所述的系統(tǒng)，其中，相同像素值被成組為組。14.如條款10所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器是從包括經(jīng)編程計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)和專用電路的組中選出的。15.如條款10所述的系統(tǒng)，其中，所述設(shè)備是從包括如下項(xiàng)的組中選出的個(gè)人計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)工作站、服務(wù)器、大型計(jì)算機(jī)、掌上電腦、個(gè)人數(shù)字助理、蜂窩/ 移動(dòng)電話、智能家電、游戲控制器、數(shù)字相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z錄像機(jī)、相機(jī)電話、iWione、iPod 、視頻播放器、DVD刻錄機(jī)/播放器、電視機(jī)和家庭娛樂(lè)系統(tǒng)。16. 一種被編程在設(shè)備的控制器中的壓縮系統(tǒng)，包括a.自然圖像子編解碼器，用于對(duì)自然圖像編碼；以及b.圖形圖像子編解碼器，用于對(duì)圖形圖像編碼。
17.如條款16所述的系統(tǒng)，其中，所述圖形圖像子編解碼器通過(guò)如下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)a.將圖像分割成塊；b.確定用于對(duì)每個(gè)塊編碼的比特平面數(shù)量；以及c.通過(guò)將至少類似像素值成組為組來(lái)對(duì)每個(gè)塊編碼。18.如條款16所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器是從包括經(jīng)編程計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)和專用電路的組中選出的。19.如條款16所述的系統(tǒng)，其中，所述設(shè)備是從包括如下項(xiàng)的組中選出的個(gè)人計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)工作站、服務(wù)器、大型計(jì)算機(jī)、掌上電腦、個(gè)人數(shù)字助理、蜂窩/ 移動(dòng)電話、智能家電、游戲控制器、數(shù)字相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z錄像機(jī)、相機(jī)電話、iWione、iPod 、視頻播放器、DVD刻錄機(jī)/播放器、電視機(jī)和家庭娛樂(lè)系統(tǒng)。20. —種攝錄像機(jī)設(shè)備，包括a.視頻獲取組件，用于獲取視頻；b.存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)應(yīng)用，所述應(yīng)用用于i.將所述視頻的圖像分割成塊；ii.確定用于對(duì)每個(gè)塊編碼的比特平面數(shù)量；以及iii.通過(guò)將至少類似像素值成組為組來(lái)對(duì)每個(gè)塊編碼；以及c.處理組件，其被耦合到所述存儲(chǔ)器，所述處理組件被配置用于處理所述應(yīng)用。21.如條款20所述的攝錄像機(jī)，其中，所述應(yīng)用還用于利用來(lái)自比特預(yù)算的剩余比特來(lái)發(fā)送用于像素的細(xì)化比特。22.如條款20所述的攝錄像機(jī)，其中，對(duì)每個(gè)塊編碼包括發(fā)送組的比特深度、組的數(shù)目、每個(gè)組的像素值，以及用于每個(gè)像素的指示多個(gè)組中每個(gè)像素的組的信號(hào)。23.如條款20所述的攝錄像機(jī)，其中，相同像素值被成組為組。已依據(jù)特定實(shí)施例描述了本發(fā)明，特定實(shí)施例包括用于輔助理解本發(fā)明的構(gòu)造和操作的原理的細(xì)節(jié)。這里對(duì)特定實(shí)施例及其細(xì)節(jié)的引用不旨在限制所附權(quán)利要求的范圍。 本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易清楚，在不脫離如權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下， 可以在所選實(shí)施例中作出其它各種修改以用于圖示說(shuō)明。
權(quán)利要求
1.一種被編程在設(shè)備的控制器中的壓縮方法，包括a.將圖像分割成塊；b.確定用于對(duì)每個(gè)塊編碼的比特平面數(shù)量；以及c.通過(guò)將至少類似像素值成組為組來(lái)對(duì)每個(gè)塊編碼。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括利用來(lái)自比特預(yù)算的剩余比特來(lái)發(fā)送用于像素的細(xì)化比特。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，對(duì)每個(gè)塊編碼包括發(fā)送組的比特深度、組的數(shù)目、 每個(gè)組的像素值，以及用于每個(gè)像素的指示多個(gè)組中每個(gè)像素的組的信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，組的比特深度包括用于成組的比特平面的數(shù)目 (qDepthBest)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，相同像素值被成組為組。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述控制器是從包括經(jīng)編程計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)和專用電路的組中選出的。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述設(shè)備是從包括如下項(xiàng)的組中選出的個(gè)人計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)工作站、服務(wù)器、大型計(jì)算機(jī)、掌上電腦、個(gè)人數(shù)字助理、蜂窩/移動(dòng)電話、智能家電、游戲控制器、數(shù)字相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z錄像機(jī)、相機(jī)電話、iWione、iPod 、視頻播放器、DVD刻錄機(jī)/播放器、電視機(jī)和家庭娛樂(lè)系統(tǒng)。
8.一種被編程在設(shè)備的控制器中的壓縮方法，包括a.將圖像分割成塊；b.確定所述塊中的每個(gè)塊的像素值的平均值；c.定位出大于或等于所述平均值的像素值；d.將大于或等于所述平均值的像素值標(biāo)記為第一組；以及e.將剩余像素值標(biāo)記為第二組。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，步驟a_d被重復(fù)η次以生成2η個(gè)組，其中η是從1， 2，3，...，最大值中選出的。
10.一種被編程在設(shè)備的控制器中的壓縮系統(tǒng)，包括a.分割模塊，用于將圖像分割成塊；b.確定模塊，用于確定用于對(duì)每個(gè)塊編碼的比特平面數(shù)量；以及c.編碼模塊，用于通過(guò)將至少類似像素值成組為組來(lái)對(duì)每個(gè)塊編碼。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，還包括細(xì)化模塊，用于利用來(lái)自比特預(yù)算的剩余比特來(lái)發(fā)送用于像素的細(xì)化比特。
12.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，對(duì)每個(gè)塊編碼包括發(fā)送組的比特深度、組的數(shù)目、每個(gè)組的像素值，以及用于每個(gè)像素的指示多個(gè)組中每個(gè)像素的組的信號(hào)。
13.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，相同像素值被成組為組。
14.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器是從包括經(jīng)編程計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)和專用電路的組中選出的。
15.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述設(shè)備是從包括如下項(xiàng)的組中選出的個(gè)人計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)工作站、服務(wù)器、大型計(jì)算機(jī)、掌上電腦、個(gè)人數(shù)字助理、蜂窩/ 移動(dòng)電話、智能家電、游戲控制器、數(shù)字相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z錄像機(jī)、相機(jī)電話、iPhone、iPod 、視頻播放器、DVD刻錄機(jī)/播放器、電視機(jī)和家庭娛樂(lè)系統(tǒng)。
16.一種被編程在設(shè)備的控制器中的壓縮系統(tǒng)，包括a.自然圖像子編解碼器，用于對(duì)自然圖像編碼；以及b.圖形圖像子編解碼器，用于對(duì)圖形圖像編碼。
17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述圖形圖像子編解碼器通過(guò)如下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)a.將圖像分割成塊；b.確定用于對(duì)每個(gè)塊編碼的比特平面數(shù)量；以及c.通過(guò)將至少類似像素值成組為組來(lái)對(duì)每個(gè)塊編碼。
18.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器是從包括經(jīng)編程計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)和專用電路的組中選出的。
19.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述設(shè)備是從包括如下項(xiàng)的組中選出的個(gè)人計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)工作站、服務(wù)器、大型計(jì)算機(jī)、掌上電腦、個(gè)人數(shù)字助理、蜂窩/ 移動(dòng)電話、智能家電、游戲控制器、數(shù)字相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z錄像機(jī)、相機(jī)電話、iPhone、iPod 、視頻播放器、DVD刻錄機(jī)/播放器、電視機(jī)和家庭娛樂(lè)系統(tǒng)。
20.一種攝錄像機(jī)設(shè)備，包括a.視頻獲取組件，用于獲取視頻；b.存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)應(yīng)用，所述應(yīng)用用于i.將所述視頻的圖像分割成塊； .確定用于對(duì)每個(gè)塊編碼的比特平面數(shù)量；以及iii.通過(guò)將至少類似像素值成組為組來(lái)對(duì)每個(gè)塊編碼；以及c.處理組件，被耦合到所述存儲(chǔ)器，所述處理組件被配置用于處理所述應(yīng)用。
21.如權(quán)利要求20所述的攝錄像機(jī)，其中，所述應(yīng)用還用于利用來(lái)自比特預(yù)算的剩余比特來(lái)發(fā)送用于像素的細(xì)化比特。
22.如權(quán)利要求20所述的攝錄像機(jī)，其中，對(duì)每個(gè)塊編碼包括發(fā)送組的比特深度、組的數(shù)目、每個(gè)組的像素值，以及用于每個(gè)像素的指示多個(gè)組中每個(gè)像素的組的信號(hào)。
23.如權(quán)利要求20所述的攝錄像機(jī)，其中，相同像素值被成組為組。
全文摘要
圖形圖像和視頻的壓縮包括將圖像分割成塊，確定用于對(duì)每個(gè)塊編碼的比特平面數(shù)目，通過(guò)將像素值成組為使得在每個(gè)組內(nèi)像素值相同或類似來(lái)對(duì)塊進(jìn)行編碼，發(fā)送比特平面的數(shù)目，發(fā)送組的數(shù)目以及每個(gè)組的像素值，并且發(fā)送用于每個(gè)像素的指示該像素的組的信號(hào)，還利用來(lái)自比特預(yù)算的剩余比特來(lái)發(fā)送用于像素的細(xì)化比特。
文檔編號(hào)H04N7/26GK102396223SQ201080016609
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2010年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月22日
發(fā)明者劉偉, 穆罕默德·格哈拉維-阿爾克漢薩利, 艾利·塔巴塔拜 申請(qǐng)人:索尼公司