專利名稱：一種數(shù)據(jù)處理的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及多媒體內(nèi)容傳送。特別地，本發(fā)明涉及ー種包含多媒體內(nèi)容信號(hào)的數(shù)據(jù)處理方法和裝置。更特別地，本發(fā)明涉及音頻、圖像和視頻數(shù)據(jù)的有損壓縮中的變換編碼。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及2007年12月4日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)No. 11/950，182，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)參考并入本文。由于網(wǎng)絡(luò)帶寬受限，大多數(shù)音頻、圖像和視頻媒體在被電視網(wǎng)廣播或者在通過(guò)因特網(wǎng)傳送之前被壓縮。對(duì)于諸如高質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)視頻等的大量信息的實(shí)際存儲(chǔ)而言，壓縮也是需要的。目前的無(wú)損壓縮技術(shù)不能夠獲得在電視廣播或者英特網(wǎng)上有效地傳送多媒體內(nèi)容的足夠高的壓縮比。相比之下，有損壓縮產(chǎn)生了比無(wú)損壓縮高很多的壓縮比。所謂有損壓縮是利用了人類對(duì)圖像或聲波中的某些頻率成分不敏感的特性，允許壓縮過(guò)程中損失ー 定的信息；雖然不能完全恢復(fù)原始數(shù)據(jù)，但是所損失的部分對(duì)理解原始圖像的影響縮小，卻換來(lái)了大得多的壓縮比。有損壓縮廣泛應(yīng)用于語(yǔ)音，圖像和視頻數(shù)據(jù)的壓縮。有損壓縮具有高壓縮比的原因在干在壓縮過(guò)程中丟棄了源內(nèi)容的ー些信息，并且解壓縮的內(nèi)容并不與源內(nèi)容完全相同，只是與其非常近似。但是，在保守的壓縮比下，解壓縮的內(nèi)容和源內(nèi)容感知起來(lái)顯得并無(wú)區(qū)別。有損壓縮的很多已知的實(shí)施方法被囊括在現(xiàn)有的エ業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，例如，JPEG、JPEG 2000、MPEG-1、MPEG-2 和 H. 264/MPEG-4 或 AVS。量化在有損壓縮中起著重要的作用，可以通過(guò)量化處理來(lái)去除不重要數(shù)據(jù)。量化器將輸入數(shù)據(jù)值映射到減小的數(shù)值范圍內(nèi)的量化值，通常降低了數(shù)據(jù)的精度。并且，因?yàn)榱炕瘮?shù)據(jù)具有較少的可能的值，所以與輸入數(shù)據(jù)相比它能夠用較少的比特來(lái)表示。然后，解壓縮對(duì)量化數(shù)據(jù)進(jìn)行反變換編碼以重構(gòu)原始內(nèi)容的相近內(nèi)容。在典型的商業(yè)數(shù)字音頻/視頻回放系統(tǒng)中，例如，MPEG視頻軟件程序和MP3音樂(lè)播放器，壓縮-解壓縮處理在ー對(duì)編碼器和解碼器中執(zhí)行。變換編碼技術(shù)經(jīng)常與量化一起使用，進(jìn)行有損數(shù)據(jù)壓縮。變換編碼首先將空域圖像信號(hào)映射變換到另ー個(gè)正交矢量空間(變換域或頻域)，產(chǎn)生ー批變換系數(shù)，即，用來(lái)將輸入信號(hào)數(shù)據(jù)(例如，空間圖像像素值)轉(zhuǎn)換成變換系數(shù)值，然后對(duì)這些變換系數(shù)進(jìn)行編碼處理。變換編碼是ー種間接編碼方法，其中關(guān)鍵問(wèn)題是在時(shí)域或空域描述時(shí)，數(shù)據(jù)之間相關(guān)性大，數(shù)據(jù)冗余度大，經(jīng)過(guò)變換在變換域中描述，數(shù)據(jù)相關(guān)性大大減少，數(shù)據(jù)冗余量減少，參數(shù)獨(dú)立，數(shù)據(jù)量少，這樣再進(jìn)行量化，編碼就能得到較大的壓縮比。變換編碼方法可以被視為是將原始的媒體內(nèi)容數(shù)據(jù)從ー個(gè)域變換到另ー個(gè)域。舉例來(lái)說(shuō)，可以將被表示為隨時(shí)間變化的振幅的音頻比特流表示成隨時(shí)間變化的頻譜。對(duì)隨時(shí)間變化的頻譜的域中數(shù)據(jù)的有損壓縮變?yōu)檫x擇性地去除最不重要數(shù)據(jù)，而不是在整個(gè)范圍內(nèi)損失。這種去除選擇通過(guò)以下方式進(jìn)行與源音頻比特流相比，由少量數(shù)據(jù)重構(gòu)的音頻比特流感知起來(lái)將不會(huì)有可發(fā)覺(jué)的差異。
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變換編碼方案的一般目的是將輸入內(nèi)容數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成重要的變換系數(shù)盡可能少的變換系數(shù)，以使得可以丟棄較不重要的系數(shù)，但是依然允許從較少數(shù)據(jù)非常近似地重構(gòu)原始數(shù)據(jù)。可以將這樣的理念描述成以盡可能少量的變換系數(shù)打包輸入信號(hào)能量或信息。另外，變換應(yīng)該是可逆的。而且，這種變換應(yīng)該是容易計(jì)算的。對(duì)有關(guān)動(dòng)態(tài)視頻的壓縮，可通過(guò)基于塊的變換來(lái)進(jìn)行。對(duì)NXN圖像數(shù)據(jù)塊進(jìn)行基于塊的變換，因而運(yùn)動(dòng)視頻被逐幀地處理，并且每一幀均以塊為單位。ー些基于塊的變換為卡洛變換(KLT)、奇異值分解(SVD)和離散余弦變換(DCT)。

發(fā)明內(nèi)容
在下面的描述中，以優(yōu)選實(shí)例的形式闡述了壓縮例如圖像、視頻的多媒體數(shù)據(jù)的方法，利用該方法所述數(shù)據(jù)會(huì)更快、更有效地被壓縮。對(duì)于所屬領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，進(jìn)行包括附加和/或替換的修改是顯而易見(jiàn)的。具體細(xì)節(jié)可以省略，以免模糊本發(fā)明；但是，所撰寫(xiě)的公開(kāi)內(nèi)容能夠使所屬領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本文的教導(dǎo)，而無(wú)需過(guò)多的實(shí)驗(yàn)。本發(fā)明提供了ー種數(shù)據(jù)處理方法，包括下列步驟提供待壓縮的數(shù)據(jù)；變換編碼采樣獲得的數(shù)據(jù)，以使待壓縮數(shù)據(jù)在域間進(jìn)行變換；量化變化編碼所獲得的數(shù)據(jù)從而對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮；所述的變換編碼包括通過(guò)變塊尺寸分配更多的字節(jié)給待壓縮數(shù)據(jù)；通過(guò)率失真優(yōu)選變化尺寸；所述變塊尺寸分配步驟包括提供變換矩陣；計(jì)算所述變換矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣，將從采樣獲得的數(shù)據(jù)與轉(zhuǎn)置矩陣進(jìn)行相乘處理，得到的第一結(jié)果；將變換矩陣與從第一結(jié)果進(jìn)行相乘處理，得到第二結(jié)果；壓縮第二結(jié)果，得到壓縮后的數(shù)據(jù)；其中變換矩陣為
權(quán)利要求
1. ー種數(shù)據(jù)處理方法，包括下列步驟 提供待壓縮的數(shù)據(jù)；變換編碼采樣獲得的數(shù)據(jù)，以使待壓縮數(shù)據(jù)在域間進(jìn)行變換； 量化變化編碼所獲得的數(shù)據(jù)從而對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮； 所述的變換編碼包括通過(guò)變塊尺寸分配更多的字節(jié)給待壓縮數(shù)據(jù)； 通過(guò)率失真優(yōu)選變化尺寸； 所述變塊尺寸分配步驟包括 提供變換矩陣；計(jì)算所述變換矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣，將從采樣獲得的數(shù)據(jù)與轉(zhuǎn)置矩陣進(jìn)行相乘處理，得到的第一結(jié)果；將變換矩陣與第一結(jié)果進(jìn)行相乘處理，得到第二結(jié)果； 壓縮第二結(jié)果，得到壓縮后的數(shù)據(jù)， 其中變換矩陣為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在干，變塊尺寸分配步驟包括將幀的不同部分編碼為不同尺寸的變換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在干，所述變換矩陣的N = 2吋，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在干，所述變換矩陣的N = 4吋，
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在干，所述變換矩陣的N = 8吋，
6.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的方法，其特征在于廠
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述變換矩陣為
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述變換矩陣為
9.ー種數(shù)據(jù)處理方法，包括下列步驟 提供待解壓縮的數(shù)據(jù)； 反量化該待解壓縮的數(shù)據(jù)；變換編碼通過(guò)解壓縮獲得的數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)在域間進(jìn)行變換，實(shí)現(xiàn)解壓縮； 所述的變換編碼包括 修改變化尺寸；通過(guò)變塊尺寸分配得到原始數(shù)據(jù)； 所述變塊尺寸分配步驟包括 提供變換矩陣；計(jì)算所述變換矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣；將待解壓縮的數(shù)據(jù)與變換矩陣進(jìn)行相乘處理，得到第一結(jié)果； 將第一結(jié)果與所述轉(zhuǎn)置矩陣進(jìn)行相乘處理，得到原始數(shù)據(jù)； 其中變換矩陣為
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在干，所述變換矩陣的N= 2吋，
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在干，所述變換矩陣的N= 4吋，
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在干，所述變換矩陣的N = 8吋，
13.根據(jù)權(quán)利要求10或12所述的方法，其特征在干，
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述變換矩陣為
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述變換矩陣為
16. ー種數(shù)據(jù)處理裝置，用于壓縮數(shù)據(jù)，包括 存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)變換矩陣，其中變換矩陣為
17. ー種數(shù)據(jù)處理裝置，用于解壓縮數(shù)據(jù)，包括 解壓縮模塊，用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮處理，得到待解壓縮的數(shù)據(jù)； 存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)變換矩陣，其中變換矩陣為
18. ー種數(shù)據(jù)處理方法，用于壓縮數(shù)據(jù)，包括 存儲(chǔ)變換矩陣，其中變換矩陣為
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在干，變塊尺寸分配步驟包括將幀的不同部分編碼為不同尺寸的變換。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在干，所述變換矩陣的N = 2吋，
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在干，所述變換矩陣的N = 4吋，
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在干，所述變換矩陣的N = 8吋，
23.根據(jù)權(quán)利要求20或22所述的方法，其特征在干，0.4<-<0.55
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述變換矩陣為
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述變換矩陣為
26.-種數(shù)據(jù)處理方法，用于解壓縮·女據(jù)，包括-對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮處理，得到待解壓縮的數(shù)據(jù)； 存儲(chǔ)變換矩陣；其中變換矩陣為
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的方法，其特征在干，所述變換矩陣的
28.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的方法，其特征在干，所述變換矩陣的N = 4吋， h-ig，h，i，j為任意正整數(shù)并且
29.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的方法，其特征在干，所述變換矩陣的N = 8吋，
30.根據(jù)權(quán)利要求27或四所述的方法，其特征在干，
31.根據(jù)權(quán)利要求洲所述的方法，其中所述變換矩陣為
32.根據(jù)權(quán)利要求洲所述的方法，其中所述變換矩陣為
全文摘要
本發(fā)明提供了一種數(shù)據(jù)處理方法和裝置。該數(shù)據(jù)處理方法包括下列步驟提供待壓縮的數(shù)據(jù)；變換編碼采樣獲得的數(shù)據(jù)，以使待壓縮數(shù)據(jù)在域間進(jìn)行變換；量化變化編碼所獲得的數(shù)據(jù)從而對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮；所述的變換編碼包括通過(guò)變塊尺寸分配更多的字節(jié)給待壓縮數(shù)據(jù)；通過(guò)率失真優(yōu)選變化尺寸；所述變塊尺寸分配步驟包括提供變換矩陣；計(jì)算所述變換矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣，將從采樣獲得的數(shù)據(jù)與轉(zhuǎn)置矩陣進(jìn)行相乘處理，得到的第一結(jié)果；將變換矩陣與從第一結(jié)果進(jìn)行相乘處理，得到第二結(jié)果；壓縮第二結(jié)果，得到壓縮后的數(shù)據(jù)?？梢杂行У貕嚎s數(shù)據(jù)，其可以高精度地實(shí)現(xiàn)，消除了視頻編碼中的漂移誤差，允許對(duì)計(jì)算軟件的要求較低，具有高的變換編碼增益。
文檔編號(hào)H04N7/30GK102572426SQ201110433580
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月11日
發(fā)明者馮志強(qiáng), 湛偉權(quán) 申請(qǐng)人:香港應(yīng)用科技研究院有限公司