專(zhuān)利名稱(chēng)：利用有損內(nèi)嵌壓縮進(jìn)行差異編碼的制作方法
利用有損內(nèi)嵌壓縮進(jìn)行差異編碼
本發(fā)明涉及差異編碼。更加具體地講，本發(fā)明涉及一種利用當(dāng)前數(shù) 據(jù)和過(guò)去數(shù)據(jù)之間的差異對(duì)諸如視頻圖像或語(yǔ)音幀之類(lèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼 和解碼的系統(tǒng)。
差異編碼(differential coding)是公知的技術(shù)，并且在視頻或圖 像編碼領(lǐng)域中得到了廣泛使用。圖像可以由數(shù)字值的集合代表，各個(gè)值 代表像素(畫(huà)面元素)的亮度，或者如果使用彩色的話(huà)，代表像素的構(gòu) 成顏色的亮度。為了有效傳輸和/或存儲(chǔ)圖像，要對(duì)這些像素值進(jìn)行編碼。 通常在像素值的量值減小時(shí)，尤其是在某些值的量值減小到零時(shí)，能夠 實(shí)現(xiàn)有效編碼。
通過(guò)基于在前圖像產(chǎn)生圖像的預(yù)測(cè)結(jié)果、僅對(duì)實(shí)際圖像與預(yù)測(cè)圖像 之間的差異進(jìn)行編碼，能夠有效減小像素值。顯然，如果圖像沒(méi)有改變， 那么差異圖像可以?xún)H由零代表并且能夠得到極其高效的編碼。不過(guò)，存 儲(chǔ)預(yù)測(cè)圖像(或推導(dǎo)預(yù)測(cè)圖像所使用的在前圖像)可能需要^(艮大的存儲(chǔ) 空間，尤其是在圖像是高分辨率彩色圖像的時(shí)候。為了降低對(duì)存儲(chǔ)空間 的需求，可以在存儲(chǔ)之前對(duì)預(yù)測(cè)圖像進(jìn)行壓縮("內(nèi)嵌壓縮")。
無(wú)損壓縮允許在沒(méi)有任何信息損失的情況下對(duì)壓縮圖像進(jìn)行完全重 建，但是可能無(wú)法提供以令人滿(mǎn)意的方式降低存儲(chǔ)空間需求的充分壓縮。 出于這一原因，在存儲(chǔ)預(yù)測(cè)圖像之前通常使用有損壓縮。
不過(guò)，有損壓縮無(wú)法實(shí)現(xiàn)壓縮圖像的完全重建并且解壓縮出來(lái)的預(yù) 測(cè)圖像將不會(huì)給出實(shí)際圖像的最佳預(yù)測(cè)結(jié)果。此外，存儲(chǔ)預(yù)測(cè)圖像的存 儲(chǔ)器在典型情形下是安排成預(yù)測(cè)環(huán)的，各個(gè)預(yù)測(cè)圖像用于確定下一個(gè)預(yù) 測(cè)圖像。因此原始(未壓縮)預(yù)測(cè)圖像與解壓縮出來(lái)的預(yù)測(cè)圖像之間的 差別可能會(huì)在預(yù)測(cè)環(huán)中混疊起來(lái)，這會(huì)導(dǎo)致編碼效率降低。
由于僅可以在編碼器中使用內(nèi)嵌壓縮，而不能在解碼器中使用內(nèi)嵌 壓縮，從而引起了進(jìn)一步的問(wèn)題。隨著編碼器的預(yù)測(cè)環(huán)中的差別不斷累 積，會(huì)引入編碼誤差，該編碼誤差不會(huì)在解碼器中得到補(bǔ)償。這一所謂" 漂離(drift)"的結(jié)果是造成圖像質(zhì)量惡化。如果僅在解碼器中使用內(nèi) 嵌壓縮，也會(huì)發(fā)生類(lèi)似的漂離?，F(xiàn)有技術(shù)未能針對(duì)這一問(wèn)題給出滿(mǎn)意的
解決方案。
知的MPEG標(biāo)準(zhǔn) (MPEG=運(yùn)動(dòng)畫(huà)面專(zhuān)家組，見(jiàn) http: 〃www. chiariglione. org/mpeg/ )定義了視頻解碼裝置。漂離問(wèn)題 可能會(huì)在編碼裝置使用內(nèi)嵌存儲(chǔ)壓縮，而相應(yīng)的解碼器裝置不能補(bǔ)償任 何造成的漂離的情況下發(fā)生。
國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)W003/039158 (Philips)公開(kāi)了一種控制由存儲(chǔ)壓縮 造成的解碼器漂離的方法。在編碼循環(huán)的第一個(gè)輪次期間確定未壓縮圖 像和解壓縮出來(lái)的圖像之間的差異，并且在第二個(gè)輪次期間對(duì)這一差異 進(jìn)行補(bǔ)償。不過(guò)，如果第一個(gè)和第二個(gè)輪次之間漂離有變化，則仍然會(huì) 有一定的差別保留下來(lái)。此外，這種已知方法具有需要大量存儲(chǔ)空間的 缺點(diǎn)，這一缺點(diǎn)與在存儲(chǔ)之前對(duì)圖像進(jìn)行壓縮的出發(fā)點(diǎn)是相悖的。 WO03/039158的全部?jī)?nèi)容在此并入本文。
本發(fā)明的一個(gè)目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的這些和其它問(wèn)題并且提供一種 其中基本上消除了任何漂離的、利用內(nèi)嵌壓縮進(jìn)行編碼的方法和系統(tǒng)。 由此，本發(fā)明提供了一種編碼器裝置，該裝置包括 -減法單元，用于將輸入信號(hào)減去編碼器預(yù)測(cè)信號(hào)，以產(chǎn)生差異信
號(hào)，
-編碼單元，用于對(duì)差異信號(hào)進(jìn)行編碼，以產(chǎn)生編碼信號(hào)， -加法單元，用于將差異信號(hào)與編碼器預(yù)測(cè)信號(hào)相加，以產(chǎn)生組合 信號(hào)，和
-存儲(chǔ)單元，用于暫時(shí)存儲(chǔ)組合信號(hào)，以產(chǎn)生預(yù)測(cè)信號(hào)，該存儲(chǔ)單 元被設(shè)置用于組合信號(hào)的有損壓縮和解壓縮，
該編碼器裝置被設(shè)置用于向編碼信號(hào)添加表示有損壓縮和/或解壓縮的信息。
通過(guò)提供能夠提供與所使用的有損壓縮和/或解壓縮有關(guān)的信息的 編碼器裝置，使解碼器裝置有可能利用這一信息并且有效實(shí)施相同的有 損壓縮和/或解壓縮。這樣，能夠?qū)崿F(xiàn)編碼器和解碼器內(nèi)嵌壓縮處理的實(shí) 際等同或功能等同，并且避免了漂離。
在第一種實(shí)施方式中，表示有損壓縮和/或解壓縮的信息包含在編碼 設(shè)置中，比如包含在編碼簡(jiǎn)檔或等級(jí)中。在第二種實(shí)施方式中，表示有 損壓縮和/或解壓縮的信息包含在參數(shù)中，并且編碼器裝置此外還包括用
于對(duì)編碼信號(hào)和所述參數(shù)進(jìn)行多路復(fù)用的多路復(fù)用器。在第三種實(shí)施方 式中，例如通過(guò)在實(shí)際傳輸編碼數(shù)據(jù)之前使用內(nèi)嵌壓縮同步協(xié)議內(nèi)的專(zhuān) 用信號(hào)來(lái)在編碼器裝置和解碼器裝置之間單獨(dú)地傳送表示有損壓縮和/ 或解壓縮的信息。
本發(fā)明還提供了一種解碼器裝置，該裝置包括 -解碼單元，用于對(duì)編碼信號(hào)進(jìn)行解碼，以產(chǎn)生解碼信號(hào)， -加法單元，用于將解碼信號(hào)與解碼器預(yù)測(cè)信號(hào)相加，以產(chǎn)生輸出 信號(hào)，和
-存儲(chǔ)單元，用于暫時(shí)存儲(chǔ)輸出信號(hào)，以產(chǎn)生解碼器預(yù)測(cè)信號(hào)，該 存儲(chǔ)單元被設(shè)置用于解碼器預(yù)測(cè)信號(hào)的有損壓縮和解壓縮， 該解碼器裝置被設(shè)置用于接收和解譯表示有損壓縮和/或解壓縮的信息。
此外，本發(fā)明提供了一種包括編碼器裝置和解碼器裝置的編碼系統(tǒng)， 編碼器裝置包括
-減法單元，用于將輸入信號(hào)減去編碼器預(yù)測(cè)信號(hào)，以產(chǎn)生差異信
-編碼單元，用于對(duì)差異信號(hào)進(jìn)行編碼，以產(chǎn)生編碼信號(hào)， -加法單元，用于將差異信號(hào)與編碼器預(yù)測(cè)信號(hào)相加，以產(chǎn)生組合 信號(hào)，和
-存儲(chǔ)單元，用于暫時(shí)存儲(chǔ)組合信號(hào)，以產(chǎn)生預(yù)測(cè)信號(hào)，該存儲(chǔ)單 元祐L設(shè)置用于組合信號(hào)的有損壓縮和解壓縮， -解碼器裝置包括
-解碼單元，用于對(duì)編碼信號(hào)進(jìn)行解碼，以產(chǎn)生解碼信號(hào)， -加法單元，用于將解碼信號(hào)與解碼器預(yù)測(cè)信號(hào)相加，以產(chǎn)生輸出 信號(hào)，和
-存儲(chǔ)單元，用于暫時(shí)存儲(chǔ)輸出信號(hào)，以產(chǎn)生解碼器預(yù)測(cè)信號(hào)，該 存儲(chǔ)單元被設(shè)置用于解碼器預(yù)測(cè)信號(hào)的有損壓縮和解壓縮， 其中編碼器存儲(chǔ)單元和解碼器存儲(chǔ)單元被設(shè)置用于在供以同樣的輸入信 號(hào)的時(shí)候產(chǎn)生基本上相同的輸出信號(hào)。
通過(guò)提供在供以相同的輸入信號(hào)的時(shí)候產(chǎn)生基本上相同的輸出信號(hào) 的編碼器存儲(chǔ)單元和解碼器存儲(chǔ)單元，確保了編碼器裝置中的任何漂離 能夠在解碼器裝置中得到補(bǔ)償。注意，術(shù)語(yǔ)"基本上相同"意思是完全相 同或幾近相同，或者至少相似。優(yōu)選的是在輸入信號(hào)完全相同的情況下
存儲(chǔ)單元輸出信號(hào)完全相同，但是在某些應(yīng)用中可能不必如此，輸出信 號(hào)相近可能足以將任何漂離減小到可接受的程度了 。
優(yōu)選的是，編碼器存儲(chǔ)單元和解碼器存儲(chǔ)單元被設(shè)置用于分別實(shí)現(xiàn) 組合信號(hào)和輸出信號(hào)的相近(優(yōu)選的是相同)壓縮。如果使用基本上相 同的解壓縮，這能夠?qū)崿F(xiàn)相近或相同的輸出信號(hào)，這樣基本上或完全消 除了任何漂離。不過(guò)，編碼器和解碼器壓縮可以是不相近的，只要它們 的不同可被解壓縮補(bǔ)償，
注意，現(xiàn)有技術(shù)針對(duì)漂離問(wèn)題的解決方案典型地僅僅涉及解碼器裝 置，而遺留下編碼器裝置未得到改變。本發(fā)明通過(guò)使編碼器漂離與解碼 器漂離有效地"同步"從而消除其不希望的效果而提供簡(jiǎn)單然而非常有效 的解決方案。通過(guò)要求解碼器裝置的內(nèi)嵌壓縮與編碼器裝置的內(nèi)嵌壓縮 相近并且優(yōu)選地甚至相同，任何編碼器漂離都可以在解碼器裝置中得到 完全補(bǔ)償。
優(yōu)選的是，編碼器存儲(chǔ)單元和解碼器存儲(chǔ)單元中的壓縮牽涉到相同 的算法、相同的壓縮系數(shù)和/或相同的壓縮參數(shù)。就是說(shuō)，優(yōu)選的是壓縮 算法是相同的，雖然也可以使用產(chǎn)生幾近相同結(jié)果的類(lèi)似算法。類(lèi)似地， 相近或相同的壓縮系數(shù)和/或相近或相同的壓縮參數(shù)也是優(yōu)選的。應(yīng)當(dāng)理 解，最為優(yōu)選的是編碼器內(nèi)嵌壓縮與解碼器內(nèi)嵌壓縮完全相同，但是從 本發(fā)明受益并不要求這一完全相同。
雖然編碼裝置可以直接對(duì)由減法單元輸出的差異信號(hào)進(jìn)行編碼，但 是可以獲得進(jìn)一步的編碼效率收益。本發(fā)明的編碼器裝置因此此外還可 以包括用于在編碼之前對(duì)差異信號(hào)進(jìn)行變換的變換單元和用于在將差異 信號(hào)和編碼器預(yù)測(cè)信號(hào)相加之前對(duì)經(jīng)過(guò)變換的差異信號(hào)進(jìn)行反變換的反 變換單元。
變換單元可以被設(shè)置用于進(jìn)行離散余弦變換(DCT)、快速傅里葉變 換(FFT)或另一種適當(dāng)?shù)淖儞Q。反變換單元用于在產(chǎn)生預(yù)測(cè)圖像之前重 構(gòu)未經(jīng)變換的圖像。類(lèi)似地，編碼器裝置可以此外還包括用于在編碼之 前對(duì)經(jīng)過(guò)變換的差異信號(hào)進(jìn)行量化的量化單元，并且優(yōu)選地還包括用于 在進(jìn)行反變換之前對(duì)經(jīng)過(guò)量化的差異信號(hào)進(jìn)行反量化的反量化單元。此 外還可以在編碼器裝置和/或解碼器裝置中提供信號(hào)處理單元，例如運(yùn)動(dòng) 補(bǔ)償單元(在視頻編碼的情況下)或?yàn)V波單元(在音頻編碼的情況下)。
如果編碼器裝置包括變換單元，則優(yōu)選的是解碼器裝置包括用于在
相加之前對(duì)解碼信號(hào)進(jìn)行反變換的反變換單元。
在本發(fā)明的編碼系統(tǒng)中，可以有利地將編碼器裝置設(shè)置用于在編碼 信號(hào)中插入表示存儲(chǔ)單元中所使用的有損壓縮和解壓縮的標(biāo)志?？梢詫?br> 解碼器裝置設(shè)置用于解譯該標(biāo)志，以便在解碼器裝置中適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)有損 壓縮和解壓縮。該標(biāo)志可以包括壓縮參數(shù)，或者可以包括表示使用了有 損內(nèi)嵌壓縮的單獨(dú)一位。
本發(fā)明的編碼系統(tǒng)還可以包括耦合在編碼器裝置和解碼器裝置之間 的介質(zhì)，該介質(zhì)最好是存儲(chǔ)介質(zhì)或傳輸媒介。存儲(chǔ)介質(zhì)可以例如由電子
存儲(chǔ)電路(例如RAM)或硬盤(pán)構(gòu)成，而傳輸介質(zhì)可以由無(wú)線(xiàn)或有線(xiàn)通信網(wǎng) 絡(luò)構(gòu)成。由于存在該介質(zhì)，編碼和解碼可以在空間上和/或時(shí)間上分開(kāi)。
此外，本發(fā)明提供了一種用在前面定義的系統(tǒng)中的編碼裝置以及一 種用在前面定義的系統(tǒng)中的解碼裝置。該編碼裝置和解碼裝置構(gòu)成本發(fā) 明的系統(tǒng)的一部分。注意，可以將該系統(tǒng)商品化為一組部件，編碼裝置 和解碼裝置構(gòu)成這樣的部件。
本發(fā)明還提供了一種包括前面定義的編碼系統(tǒng)的用戶(hù)裝置，和一種 包括前面定義的編碼系統(tǒng)的傳輸系統(tǒng)。該用戶(hù)裝置可以由機(jī)頂盒、移動(dòng) 電話(huà)設(shè)備或者諸如硬盤(pán)記錄器或DVD記錄器之類(lèi)的視頻記錄器構(gòu)成，并且 可以被設(shè)置用于視頻編碼、音頻編碼和/或語(yǔ)音編碼。在傳輸系統(tǒng)中，優(yōu) 選地將編碼器裝置和解碼器裝置安排在分開(kāi)的位置上，例如在不同的房 間、建筑、城鎮(zhèn)或者甚至國(guó)家中。按照本發(fā)明的傳輸系統(tǒng)可以牽涉到電 視傳輸設(shè)備和/或電信網(wǎng)，包括因特網(wǎng)(視頻和/或音頻傳輸)。 本發(fā)明還提供一種編碼方法，該方法包括步驟 -將輸入信號(hào)減去編碼器預(yù)測(cè)信號(hào)，以產(chǎn)生差異信號(hào)， -對(duì)差異信號(hào)進(jìn)行編碼，以產(chǎn)生編碼信號(hào)， -將差異信號(hào)與編碼器預(yù)測(cè)信號(hào)相加，以產(chǎn)生組合信號(hào)，和 -暫時(shí)存儲(chǔ)組合信號(hào)，以產(chǎn)生預(yù)測(cè)信號(hào)，所述暫時(shí)存儲(chǔ)的步驟被設(shè) 置用于組合信號(hào)的有損壓縮和解壓縮，
該編碼方法包括向編碼信號(hào)添加表示有損壓縮和/或解壓縮的信息的附 加步驟。
本發(fā)明此外還提供一種解碼方法，該方法包括步驟
-對(duì)編碼信號(hào)進(jìn)行解碼，以產(chǎn)生解碼信號(hào)，
-將解碼信號(hào)與解碼器預(yù)測(cè)信號(hào)相加，以產(chǎn)生輸出信號(hào)，和
-暫時(shí)存儲(chǔ)輸出信號(hào)，以產(chǎn)生解碼器預(yù)測(cè)信號(hào)，所述暫時(shí)存儲(chǔ)的步 驟被設(shè)置用于解碼器預(yù)測(cè)信號(hào)的有損壓縮和解壓縮，
該解碼方法此外還包括接收和解譯表示有損壓縮和/或解壓縮的信息的 步驟。
優(yōu)選地，將表示有損壓縮和/或解壓縮的信息包含在編碼信號(hào)中。此 外或可替換地，可以在接收編碼信號(hào)之前，接收這一信息的至少一部分。 本發(fā)明此外還提供一種編碼方法，該方法包括編碼器階段和解碼器
階段，編碼器階段包括步驟
-將輸入信號(hào)減去編碼器預(yù)測(cè)信號(hào)，以產(chǎn)生差異信號(hào)，
-對(duì)差異信號(hào)進(jìn)行編碼，以產(chǎn)生編碼信號(hào)，
將差異信號(hào)與編碼器預(yù)測(cè)信號(hào)相加，以產(chǎn)生組合信號(hào)，和
-在實(shí)施組合信號(hào)的有損壓縮和解壓縮的時(shí)候，暫時(shí)存儲(chǔ)組合信號(hào)，
以產(chǎn)生預(yù)測(cè)信號(hào)，
-解碼器階段包括步驟
-對(duì)編碼信號(hào)進(jìn)行解碼，以產(chǎn)生解碼信號(hào)，
-將解碼信號(hào)與解碼器預(yù)測(cè)信號(hào)相加，以產(chǎn)生輸出信號(hào)，和-在實(shí)施解碼器預(yù)測(cè)信號(hào)的有損壓縮和解壓縮的時(shí)候，暫時(shí)存儲(chǔ)輸
出信號(hào)，以產(chǎn)生解碼器預(yù)測(cè)信號(hào)，
其中在供以同樣的輸入信號(hào)的時(shí)候，編碼器存儲(chǔ)步驟和解碼器存儲(chǔ)步驟 產(chǎn)生基本上相同的輸出信號(hào)。
有益地，編碼器存儲(chǔ)步驟和解碼器存儲(chǔ)步驟可以分別牽涉到組合信 號(hào)和輸出信號(hào)的相近或相同的壓縮。
編碼器存儲(chǔ)步驟和解碼器存儲(chǔ)步驟中的壓縮優(yōu)選地牽涉到相同的算 法、相同的壓縮系數(shù)和/或相同的壓縮參數(shù)。本發(fā)明方法的另外的優(yōu)選實(shí) 施方式將會(huì)從下文的介紹中變得顯而易見(jiàn)。
本發(fā)明此外還提供了一種用于執(zhí)行前面定義的方法的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn) 品。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以包括存儲(chǔ)在諸如CD或DVD之類(lèi)的數(shù)據(jù)載體上的一
組計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。允許可編程計(jì)算機(jī)執(zhí)行前面定義的方法的這一組 計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令也可以通過(guò)從遠(yuǎn)程服務(wù)器上下載(例如，經(jīng)由因特網(wǎng)) 來(lái)得到。
本發(fā)明此外還提供了一種編碼信號(hào)，該信號(hào)包含表示產(chǎn)生該信號(hào)所 使用的有損壓縮和/或解壓縮的信息。下文中將參照附圖中所圖示的示例性實(shí)施方式進(jìn)一步解釋本發(fā)明， 其中
圖l示意性地示出了按照本發(fā)明的編碼系統(tǒng)。
圖2a和2b示意性地示出了按照本發(fā)明的內(nèi)嵌存儲(chǔ)單元。 圖3示意性地示出了按照本發(fā)明的編碼器裝置的可替換實(shí)施方式。 圖4意性地示出了按照本發(fā)明的解碼器裝置的可替換實(shí)施方式。 圖5示意性地示出了結(jié)合有按照本發(fā)明的編碼系統(tǒng)的用戶(hù)裝置。


圖1中僅僅通過(guò)非限定性實(shí)例示出的編碼系統(tǒng)1包括由介質(zhì)4耦合的 編碼器裝置2和解碼器裝置3。介質(zhì)4可以是適合于將編碼信號(hào)e從編碼器 裝置2傳遞到解碼器裝置3的任何介質(zhì)，并且可以例如由存儲(chǔ)介質(zhì)(例如 硬盤(pán))和/或傳輸介質(zhì)(例如，有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線(xiàn)電鏈路和/或因特網(wǎng))構(gòu) 成。編碼信號(hào)e的傳遞因此可以是時(shí)間上的(存儲(chǔ))和/或位置上的(地 點(diǎn))傳遞。介質(zhì)4的實(shí)際屬性對(duì)本發(fā)明而言并不重要。
圖1中所示的示例性編碼器2具有常規(guī)的結(jié)構(gòu)并且包括減法單元21、 編碼器單元22、存儲(chǔ)單元23和加法單元24。不過(guò)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，存 儲(chǔ)單元23具有新穎的屬性，稍后將對(duì)此進(jìn)行更加詳細(xì)的解釋。此外，在 存儲(chǔ)單元23和編碼器單元22之間，可以存在可選的連接，它的功能將稍 后加以解釋。
減法單元21接收輸入信號(hào)x。在下面的介紹中，將假設(shè)信號(hào)x是視頻 信號(hào)，但是本發(fā)明并不局限于此并且信號(hào)x也可以是音頻信號(hào)或語(yǔ)音信號(hào)。
由此，在當(dāng)前的非限定性實(shí)例中，輸入信號(hào)x代表圖像。如前文所解 釋的，信號(hào)x可以包括數(shù)字像素值的集合，各個(gè)值代表圖像像素的亮度。 信號(hào)x可以代表多個(gè)圖像并且因此可以記為x[i]，其中1=1，2，3，...^各 個(gè)x[i]代表總共N個(gè)圖像中的一個(gè)圖像。不過(guò)，為了方便起見(jiàn)，將會(huì)把該 信號(hào)表示為x， 而不是x[i]。
減法單元21將輸入信號(hào)x減去預(yù)測(cè)信號(hào)y，以產(chǎn)生差異信號(hào)z。將這一 差異信號(hào)z饋送給編碼器22和加法單元24。編碼器22對(duì)差異信號(hào)z進(jìn)行編 碼，以產(chǎn)生饋送給介質(zhì)4的編碼視頻輸出信號(hào)e。編碼器22所使用的編碼 類(lèi)型可以是行程編碼、可變長(zhǎng)度編碼或者減少視頻信號(hào)數(shù)據(jù)量的任何其
它適當(dāng)形式的編碼(壓縮)。
加法單元M將當(dāng)前的預(yù)測(cè)信號(hào)y與差異信號(hào)z相加，以產(chǎn)生未來(lái)預(yù)測(cè) 信號(hào)y人這在數(shù)學(xué)上可以表示為如果y-y[i]，則,-y[i+l]。這要求將 信號(hào)y'暫時(shí)存儲(chǔ)起來(lái)，直到可以得到下一個(gè)圖像(信號(hào)x[i+l])。這一 暫時(shí)存儲(chǔ)是由存儲(chǔ)單元23提供的。稍后將參照?qǐng)D2更加詳細(xì)地介紹這一存 儲(chǔ)單元23及其新穎的特征。
解碼器裝置3從介質(zhì)4接收編碼視頻信號(hào)e。圖1的示例性解碼器裝置3 包括解碼器單元31、加法單元32和存儲(chǔ)單元33。解碼器單元31被設(shè)置用 于進(jìn)行解碼，該解碼是由編碼器22進(jìn)行的編碼的反向操作。在加法單元 32中將這樣解碼出來(lái)(或解壓縮出來(lái))的信號(hào)f與預(yù)測(cè)信號(hào)g相加。結(jié)果 得到的輸出信號(hào)h也饋送給存儲(chǔ)單元33并且作為未來(lái)預(yù)測(cè)信號(hào)g'使用。數(shù) 學(xué)表示為h[i]=g' [i]-g[i+l]。
如此一來(lái)可以看出，編碼器裝置2和解碼器裝置3包括包含用來(lái)產(chǎn)生 預(yù)測(cè)信號(hào)y、 g的存儲(chǔ)器23、 33的環(huán)路。由于預(yù)測(cè)信號(hào)y和g應(yīng)該具有與它 們預(yù)測(cè)的信號(hào)x和f一樣多的像素值，因此這一信號(hào)的暫時(shí)存儲(chǔ)典型地需 要大量的存儲(chǔ)空間。為了降低對(duì)存儲(chǔ)空間的需求，使用了對(duì)預(yù)測(cè)信號(hào)的 壓縮。這一所謂的內(nèi)嵌壓縮(它嵌入在預(yù)測(cè)環(huán)內(nèi))是有損的(就是說(shuō)， 牽涉到數(shù)據(jù)損失)，因?yàn)闊o(wú)損壓縮典型地不能實(shí)現(xiàn)期望的數(shù)據(jù)縮減。在 圖2a和2b中圖解說(shuō)明了存儲(chǔ)單元n和33的示例性結(jié)構(gòu)。
在圖2a的實(shí)施方式中，將存儲(chǔ)單元23表示為包括壓縮(C)單元231、 存儲(chǔ)器232和解壓縮(D)單元233。壓縮單元"l使用有損壓縮對(duì)信號(hào)y' 進(jìn)行壓縮，這樣就減小了所需要的存儲(chǔ)器232的大小。典型地要存儲(chǔ)壓縮 信號(hào)y、直到由編碼器裝置(圖1中的2)接收到下一個(gè)圖像(信號(hào)x)。 然后，由解壓縮單元233對(duì)所存儲(chǔ)的信號(hào)進(jìn)行解壓縮，得出信號(hào)y。注意， 取決于具體的實(shí)施方式，存儲(chǔ)信號(hào)的時(shí)間可以不同。例如，可以在臨到 下一個(gè)圖像(信號(hào)x)到達(dá)之前對(duì)所存儲(chǔ)的信號(hào)進(jìn)行解壓縮，以便顧及到 解壓縮延遲。可替換地或者此外，可以在接收和編碼數(shù)個(gè)圖像的時(shí)候存 儲(chǔ)同一個(gè)信號(hào)，這樣可以對(duì)兩個(gè)或更多個(gè)圖像使用同一個(gè)預(yù)測(cè)信號(hào)。
由于有損壓縮和解壓縮的原因，因此可能發(fā)生所謂的"漂離"實(shí)際 預(yù)測(cè)圖像和解壓縮出來(lái)的預(yù)測(cè)圖像之間的差別導(dǎo)致差異信號(hào)z增大。編碼 器存儲(chǔ)單元23為其中一部分的預(yù)測(cè)環(huán)放大了這一差別。這一漂離很是成 問(wèn)題，因?yàn)榻獯a器的存儲(chǔ)器33也可能引入差別。在現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中，預(yù)
測(cè)信號(hào)的這些差別典型地是不相等的并且隨時(shí)間增大，從而損害解碼視 頻信號(hào)的質(zhì)量。
本發(fā)明通過(guò)確保編碼器裝置中的任何漂離至少近似于(但是優(yōu)選地 等于)解碼器裝置中的漂離，解決了這一問(wèn)題。這可以通過(guò)使得編碼器
存儲(chǔ)單元23中的有損壓縮至少近似于(但是優(yōu)選地等于)解碼器存儲(chǔ)單 元33中的有損壓縮來(lái)實(shí)現(xiàn)?？偟膩?lái)說(shuō)，要以這樣一種方式來(lái)安排編碼器 存儲(chǔ)單元23和解碼器存儲(chǔ)單元33:當(dāng)供以同樣的輸入信號(hào)時(shí)，它們的輸 出信號(hào)是同樣的或者至少是近似的。由此，編碼器壓縮單元231和解壓縮 單元233合在一起得到與解碼器壓縮單元231和解壓縮單元233合在一起 相同的信號(hào)處理。
本發(fā)明解決了漂離問(wèn)題而不需要現(xiàn)有技術(shù)中公開(kāi)的復(fù)雜漂離補(bǔ)償措 施。從而，本發(fā)明的編碼系統(tǒng)可以相對(duì)簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)。
編碼器中的有損內(nèi)嵌壓縮與其在解碼器中的對(duì)應(yīng)部分的近似或等同
可以通過(guò)選取下列特征之一或多個(gè)來(lái)實(shí)現(xiàn) -相同的壓縮算法， -相同的壓縮系數(shù)，和 -相同的壓縮參數(shù)。
本發(fā)明的系統(tǒng)可以是作為一個(gè)整體來(lái)設(shè)計(jì)的，在這樣的情況下，可 以將編碼器裝置和解碼器裝置的內(nèi)嵌壓縮選取為是同樣的。如果使用現(xiàn) 有的編碼器裝置，則可以通過(guò)確定和匹配解碼器裝置的內(nèi)嵌壓縮特征來(lái) 將解碼器裝置設(shè)計(jì)成與編碼器裝置的內(nèi)嵌壓縮相匹配。不過(guò)，優(yōu)選的是 編碼器裝置提供有關(guān)所使用的內(nèi)嵌壓縮的信息并且將這一信息傳遞到解 碼器裝置。更加具體地說(shuō)，優(yōu)選的是將編碼器裝置設(shè)置用于將表示有損 壓縮和/或解壓縮的信息加入到編碼信號(hào)中，并且將相應(yīng)的解碼器裝置設(shè) 置用于接收和解譯所述信息。
為了提供這一信息，圖1的編碼器裝置2包括存儲(chǔ)單元23和編碼器單 元22之間的連接。這一連接用來(lái)將信息信號(hào)qc和qd從存儲(chǔ)單元U饋送到 編碼器單元22?；氐綀D2a,可以看出壓縮單元231產(chǎn)生表示所使用的(內(nèi) 嵌)壓縮的信號(hào)qc并且解壓縮單元233產(chǎn)生表示所使用的(內(nèi)嵌)解壓縮 的信號(hào)qd。這些內(nèi)嵌壓縮/解壓縮信息信號(hào)qc和qd可以包括關(guān)于壓縮算 法、壓縮系數(shù)和/或壓縮參數(shù)的信息。
存儲(chǔ)器單元23將信息信號(hào)qc和qd中的至少一個(gè)，但是優(yōu)選的是二者，
饋送給編碼器單元"來(lái)編碼成輸出信號(hào)e。在優(yōu)選實(shí)施方式中，使用信息 信號(hào)qc和qd來(lái)確定某些特定的編碼設(shè)置，比如某些壓縮和編碼標(biāo)準(zhǔn)中使 用的"簡(jiǎn)檔"和/或"等級(jí)"，"簡(jiǎn)檔"本質(zhì)上相應(yīng)于應(yīng)用領(lǐng)域，而"等級(jí)"本質(zhì) 上相應(yīng)于解碼器復(fù)雜度?？商鎿Q地，信息信號(hào)qc和qd可以由所使用的特 定"簡(jiǎn)檔"和"等級(jí)"來(lái)確定，在這樣的情況下，圖2a中qc和qd處的箭頭應(yīng) 該反過(guò)來(lái)。
例如，壓縮單元231的壓縮比可以由表示內(nèi)嵌壓縮的"簡(jiǎn)檔"內(nèi)的某一 "等級(jí)"來(lái)確定的?？商鎿Q地或者此外，可以存在多路復(fù)用器來(lái)對(duì)信號(hào)e、 qc和qd進(jìn)行多路復(fù)用并且產(chǎn)生多路復(fù)用輸出信號(hào)(輸出流)。結(jié)果，編 碼器裝置的輸出流可以包含諸如內(nèi)嵌壓縮的壓縮比和/或壓縮質(zhì)量之類(lèi) 的參數(shù)?？梢詫⑦@些參數(shù)直接放在位流中或者可以使用適當(dāng)類(lèi)型的編碼 (例如可變長(zhǎng)度編碼)對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行編碼。這些參數(shù)也可以由指示符 代表，可以使用查找表或數(shù)學(xué)公式將這些指示符轉(zhuǎn)換成參數(shù)。
還可以例如通過(guò)在實(shí)際傳輸編碼數(shù)據(jù)之前使用內(nèi)嵌壓縮同步協(xié)議內(nèi) 的專(zhuān)用信號(hào)來(lái)與編碼數(shù)據(jù)分開(kāi)地在編碼器裝置和解碼器裝置之間傳送表 示有損壓縮和/或解壓縮的信息。編碼器裝置和解碼器裝置在這種情況下 可以"磋商"共用的內(nèi)嵌壓縮/解壓縮屬性。
編碼器使用的具體內(nèi)嵌壓縮算法可以取決于應(yīng)用。在視頻應(yīng)用中， 內(nèi)嵌壓縮算法可以牽涉到差異預(yù)測(cè)，例如考慮同一行上的前面兩個(gè)像素 和前一行上的五個(gè)像素?？梢詫⒕幋a器信息信號(hào)qc和/或qd以壓縮信號(hào)的 形式(例如以MPEG專(zhuān)有數(shù)據(jù)的形式)傳送到解碼器裝置。在音頻應(yīng)用中， 任何差異預(yù)測(cè)可能牽涉到當(dāng)前和/或之前的音頻采樣。
信號(hào)可以以多種方式(例如，以專(zhuān)有字段的形式)包括與所使用的 內(nèi)嵌壓縮相關(guān)的必要信息。例如，視頻預(yù)測(cè)可以使用當(dāng)前像素基于當(dāng)前 行上的前面兩個(gè)像素和前一行上關(guān)于該像素位置水平對(duì)稱(chēng)的5個(gè)像素的 線(xiàn)性預(yù)測(cè)。于是信號(hào)可以包含該算法本身，例如軟件代碼，或者預(yù)測(cè)公 式或參數(shù)，比如例如預(yù)測(cè)公式的7個(gè)加權(quán)系數(shù)。這種指示可以簡(jiǎn)單到僅僅 是一個(gè)索引號(hào)，例如如果在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了10種可能的算法，或者在之前 的時(shí)機(jī)(例如，在通信會(huì)話(huà)開(kāi)始時(shí)，經(jīng)由例如專(zhuān)用信道，或者在制造期 間前綴到所售賣(mài)的產(chǎn)品上)商妥了 (與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定無(wú)關(guān)地)IO種可能的算 法，那么信號(hào)中的識(shí)別信息可以例如是"7",代表目前信息的壓縮使用的 是第7種可用的壓縮算法。 所使用的內(nèi)嵌壓縮算法可以是混合壓縮算法。在這種情況下，可以 將與內(nèi)嵌壓縮算法相關(guān)的運(yùn)動(dòng)矢量添加到位流中。如果內(nèi)嵌壓縮算法能
夠再次使用由編碼器單元22采用的母壓縮算法的一個(gè)或多個(gè)"構(gòu)成塊"， 則會(huì)是十分有利的。這一再次使用可以通過(guò)時(shí)間多路復(fù)用(節(jié)省集成電 路表面面積)或者通過(guò)復(fù)制(增加集成電路表面面積，但是減少了設(shè)計(jì) 工作量)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在一種特定的實(shí)施方式中，這應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)單存儲(chǔ) 已經(jīng)經(jīng)過(guò)壓縮的母位流的各部分并且根據(jù)需要對(duì)這些部分進(jìn)行解壓縮的 內(nèi)嵌壓縮算法。這種辦法會(huì)導(dǎo)致相對(duì)較高的壓縮比和相應(yīng)的存儲(chǔ)空間的 節(jié)省，代價(jià)是解碼器的(計(jì)算)復(fù)雜度增加。
內(nèi)嵌壓縮操作所針對(duì)的數(shù)據(jù)單元可以與母壓縮所針對(duì)的數(shù)據(jù)單元 (即，典型地在視頻應(yīng)用下是單獨(dú)一個(gè)片段)相同，但是也可以大一些 或小一些。此外，某些參數(shù)設(shè)置(例如質(zhì)量)可以緊密地與母壓縮的參 數(shù)設(shè)置相應(yīng)，但是也可以是獨(dú)立選取的。
例如，在MPEG-2應(yīng)用中，在接近G0P(即，畫(huà)面組)的末端內(nèi)嵌壓縮 的質(zhì)量可以降低，因?yàn)?漂離)誤差傳播將會(huì)不那么嚴(yán)重?？梢杂幸娴?使用這一點(diǎn)來(lái)為下一個(gè)G0P的第一部分增加可用存儲(chǔ)空間(和因此增加質(zhì) 量)。內(nèi)嵌壓縮參數(shù)還可以取決于例如母壓縮的具有較低質(zhì)量的畫(huà)面/片 段類(lèi)型，這一較低質(zhì)量用于僅用于B-畫(huà)面/片段的數(shù)據(jù)，因?yàn)檫@些畫(huà)面不
那么容易受漂離的影響。
在圖2b的實(shí)施方式中，類(lèi)似于圖2a的編碼器存儲(chǔ)單元23,將解碼器 存儲(chǔ)單元33表示為包括壓縮(C)單元331、存儲(chǔ)器332和解壓縮(D)單 元333。存儲(chǔ)單元33接收信號(hào)g' (-圖l中的h)并且產(chǎn)生信號(hào)g。優(yōu)選地， 將解碼器存儲(chǔ)單元33設(shè)置用于接收分別表示內(nèi)嵌壓縮和解壓縮的信息信 號(hào)qc和qd。在圖l中可以看出，解碼器單元31 (或者，在一種可替換實(shí)施 方式中，是解復(fù)用器)從輸入信號(hào)e產(chǎn)生信息信號(hào)qc和qd并且將這些信息 信號(hào)饋送到存儲(chǔ)單元33。結(jié)果，解碼器壓縮單元331能夠使用與編碼器壓 縮單元231完全相同的(有損)壓縮，并且解碼器解壓縮單元333能夠使 用與編碼器解壓縮單元233完全相同的(有損)解壓縮。這樣，壓縮同步 得以實(shí)現(xiàn)。
在圖3中圖解說(shuō)明了本發(fā)明的編碼器裝置2的另一種實(shí)施方式，其中 增加了變換和量化單元。變換單元25使用離散余弦變換(DCT)或另一種 適當(dāng)?shù)淖儞Q對(duì)差異信號(hào)z進(jìn)行變換。在量化(Q)單元26中對(duì)得到的變換
系數(shù)進(jìn)行量化，然后將量化結(jié)果饋送給編碼器單元22和反量化(IQ)單 元27二者。編碼器單元22進(jìn)行行程編碼(RLC )或另一種適當(dāng)類(lèi)型的編碼， 以產(chǎn)生編碼輸出信號(hào)e。反量化單元27產(chǎn)生饋送給反變換單元28的去量化 信號(hào)，反變換單元28進(jìn)行反離散余弦變換(IDCT)或與變換單元28所執(zhí) 行的變換匹配的另一種反變換。和圖l的實(shí)施方式中一樣，將得到的信號(hào) 饋送給加法單元24，以產(chǎn)生未來(lái)預(yù)測(cè)信號(hào)y'。
注意，其它的f奮改和增加也是可以的。例如，可以產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)向量來(lái) 實(shí)施運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償并且實(shí)現(xiàn)更加有效的編碼。本領(lǐng)域技術(shù)人員據(jù)此能夠?qū)Dl 和3的編碼器裝置進(jìn)行修改?？梢詫⒖蛇x的濾波操作有益地并入到解壓縮 單元233中(圖2)。
圖4中示意性地圖解說(shuō)明了本發(fā)明的解碼器裝置3的可替換實(shí)施方 式。在圖4的示例性實(shí)施方式中，增加了反量化單元34來(lái)進(jìn)行反量化(IQ)， 并且增加了反變換單元35來(lái)進(jìn)行反離散余弦變換(IDCT)或者適于轉(zhuǎn)換 編碼器裝置的任何變換的任何其它變換。由此，圖4的解碼器裝置3包括 被設(shè)置用于進(jìn)行行程解碼(RLD)或類(lèi)似解碼操作的解碼器單元31、反量 化單元34、反變換單元35、加法單元32和存儲(chǔ)單元33。按照本發(fā)明，解 碼器存儲(chǔ)單元33是針對(duì)與編碼器存儲(chǔ)單元23的有損壓縮相匹配的有損壓 縮而i殳計(jì)的。
圖5中示意性地圖解說(shuō)明了按照本發(fā)明的用戶(hù)裝置。用戶(hù)裝置9包括 按照本發(fā)明的編碼系統(tǒng)1以及其它元件91，比如存儲(chǔ)單元。該存儲(chǔ)單元可 以用于存儲(chǔ)已編碼(已壓縮)數(shù)據(jù)，比如編碼視頻數(shù)據(jù)、編碼音頻數(shù)據(jù) 和/或編碼語(yǔ)音數(shù)據(jù)。用戶(hù)裝置可以是硬盤(pán)記錄器、DVD記錄器、付費(fèi)電 視用的機(jī)頂盒、攝錄像機(jī)裝置或移動(dòng)電話(huà)設(shè)備。
總的來(lái)說(shuō)，本發(fā)明提供了一種編碼方法和包括編碼器裝置和解碼器 裝置的系統(tǒng)，編碼器裝置和解碼器裝置二者都具有安排在用于生成預(yù)測(cè) 信號(hào)的環(huán)路中的存儲(chǔ)單元。這些存儲(chǔ)單元應(yīng)用有損壓縮來(lái)降低存儲(chǔ)空間 需求。為了防止因數(shù)據(jù)縮減不相似而造成的漂離，編碼器裝置中的有損 壓縮基本上與解碼器裝置中的有損壓縮相同。例如，這兩個(gè)壓縮可以牽 涉到同樣的算法、壓縮系數(shù)和/或壓縮參數(shù)。
本發(fā)明基于這樣的見(jiàn)解編碼器預(yù)測(cè)環(huán)和解碼器環(huán)之間出現(xiàn)的任何 漂離都可以通過(guò)確保編碼器存儲(chǔ)單元中的有損壓縮和解壓縮具有與解碼 器存儲(chǔ)單元中的有損壓縮和解壓縮相同的效果來(lái)加以防止，并且這可以
通過(guò)確保兩個(gè)環(huán)路中涉及的數(shù)據(jù)縮減至少近似、優(yōu)選地相同來(lái)實(shí)現(xiàn)。本
發(fā)明受益于這樣一個(gè)進(jìn)一步的見(jiàn)解編碼器預(yù)測(cè)環(huán)和解碼器預(yù)測(cè)環(huán)中相
相同來(lái)實(shí)現(xiàn)。
可以將本發(fā)明歸納為包括編碼器裝置和解碼器裝置的編碼系統(tǒng)，編 碼器裝置和解碼器裝置二者都包括包含存儲(chǔ)單元的預(yù)測(cè)環(huán)，所述存儲(chǔ)單 元配備有數(shù)據(jù)壓縮單元和數(shù)據(jù)解壓縮單元，其中編碼器存儲(chǔ)單元和解碼 器存儲(chǔ)單元被設(shè)置用于在給予同樣的輸入信號(hào)的時(shí)候產(chǎn)生基本上相同的
輸出信號(hào)。
注意，本文中使用的任何術(shù)語(yǔ)都不應(yīng)當(dāng)被視為限制了本發(fā)明的范圍。 特別地，詞"包括"和"包含"并不意味著不存在任何沒(méi)有專(zhuān)門(mén)提出的元件。 單一的(電路)元件可以由多個(gè)(電路)元件或者它們的等價(jià)物來(lái)替代。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，本發(fā)明并不局限于前面圖解說(shuō)明的實(shí)施 方式，并且可以做出很多的改變和增加，而不會(huì)超出所附權(quán)利要求中限 定的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1. 一種編碼器裝置(2)，包括-減法單元(21)，用于將輸入信號(hào)(x)減去編碼器預(yù)測(cè)信號(hào)(y)，以產(chǎn)生差異信號(hào)(z)，-編碼單元(22)，用于對(duì)差異信號(hào)(z)進(jìn)行編碼，以產(chǎn)生編碼信號(hào)(e)，-加法單元(24)，用于將差異信號(hào)(z)與編碼器預(yù)測(cè)信號(hào)(y)相加，以產(chǎn)生組合信號(hào)(y′)，和-存儲(chǔ)單元(23)，用于暫時(shí)存儲(chǔ)組合信號(hào)(y′)，以產(chǎn)生預(yù)測(cè)信號(hào)(y)，該存儲(chǔ)單元被設(shè)置用于組合信號(hào)(y′)的有損壓縮和解壓縮，該編碼器裝置被設(shè)置用于向編碼信號(hào)(e)添加表示有損壓縮和/或解壓縮的信息(qc，qd)。
2. 按照權(quán)利要求l所述的編碼器裝置，其中表示有損壓縮和/或解壓 縮的信息(qc， qd)包含在編碼設(shè)置中，比如包含在編碼簡(jiǎn)檔或等級(jí)中。
3. 按照權(quán)利要求l所述的編碼器裝置，其中表示有損壓縮和/或解壓 縮的信息(qc， qd)包含在參數(shù)中，并且其中編碼器裝置此外還包括用 于對(duì)編碼信號(hào)(e)和所述參數(shù)進(jìn)行多路復(fù)用的多路復(fù)用器。
4. 一種解碼器裝置(3),包括-解碼單元(31)，用于對(duì)編碼信號(hào)(e)進(jìn)行解碼，以產(chǎn)生解碼 信號(hào)(f )，-加法單元(32)，用于將解碼信號(hào)(f)和解碼器預(yù)測(cè)信號(hào)(g) 相加，以產(chǎn)生輸出信號(hào)(h)，和-存儲(chǔ)單元(33)，用于暫時(shí)存儲(chǔ)輸出信號(hào)(h)，以產(chǎn)生解碼器 預(yù)測(cè)信號(hào)(g)，該存儲(chǔ)單元被設(shè)置用于解碼器預(yù)測(cè)信號(hào)(g)的有損壓 縮和解壓縮，該解碼器裝置被設(shè)置用于接收和解譯表示有損壓縮和/或解壓縮的 信息(qc， qd)。
5. 按照權(quán)利要求4所述的解碼器裝置，其中表示有損壓縮和/或解壓 縮的信息(qc， qd)包含在參數(shù)中，并且其中解碼器裝置此外還包括用 于對(duì)編碼信號(hào)(e)和所述參數(shù)進(jìn)行解多路復(fù)用的解多路復(fù)用器。
6. —種編碼系統(tǒng)(1)，包括編碼器裝置(2)和解碼器裝置(3)， 該編碼器裝置包括-減法單元(21)，用于將輸入信號(hào)(x)減去編碼器預(yù)測(cè)信號(hào)(y), 以產(chǎn)生差異信號(hào)(z)，-編碼單元(22)，用于對(duì)差異信號(hào)(z)進(jìn)行編碼，以產(chǎn)生編碼 信號(hào)(e )，-加法單元(24)，用于將差異信號(hào)(z)與編碼器預(yù)測(cè)信號(hào)(y) 相加，以產(chǎn)生組合信號(hào)(y')，和-存儲(chǔ)單元(23),用于暫時(shí)存儲(chǔ)組合信號(hào)(y')，以產(chǎn)生預(yù)測(cè) 信號(hào)(y)，該存儲(chǔ)器單元被設(shè)置用于組合信號(hào)(y')的有損壓縮和解壓 縮，-解碼器裝置(3 )包括-解碼單元(31)，用于對(duì)編碼信號(hào)(e)進(jìn)行解碼，以產(chǎn)生解碼 信號(hào)(f )，-加法單元(32)，用于將解碼信號(hào)(f)和解碼器預(yù)測(cè)信號(hào)(g) 相加，以產(chǎn)生輸出信號(hào)(h)，和-存儲(chǔ)單元(33)，用于暫時(shí)存儲(chǔ)輸出信號(hào)(h)，以產(chǎn)生解碼器 預(yù)測(cè)信號(hào)(g)，該存儲(chǔ)單元被設(shè)置用于解碼器預(yù)測(cè)信號(hào)(g)的有損壓 縮和解壓縮，其中編碼器存儲(chǔ)單元(23)和解碼器存儲(chǔ)單元(33)被設(shè)置用于在 供以同樣的輸入信號(hào)的時(shí)候產(chǎn)生基本上相同的輸出信號(hào)。
7. 按照權(quán)利要求6所述的編碼系統(tǒng)，其中編碼器存儲(chǔ)單元(23)和 解碼器存儲(chǔ)單元(33)凈皮設(shè)置用于相近或相同的有損壓縮和解壓縮。
8. 按照權(quán)利要求6所述的編碼系統(tǒng)，其中編碼器存儲(chǔ)單元(23)和 解碼器存儲(chǔ)單元(33)中的壓縮牽涉相同的算法、相同的壓縮系數(shù)和/或 相同的壓縮參數(shù)。
9. 按照權(quán)利要求6所述的編碼系統(tǒng)，其中編碼器裝置(2)此外還包 括用于在編碼之前對(duì)差異信號(hào)(z)進(jìn)行變換的變換單元(25)和用于在 將差異信號(hào)(z)和編碼器預(yù)測(cè)信號(hào)(y)相加之前對(duì)經(jīng)過(guò)變換的差異信 號(hào)進(jìn)行反變換的反變換單元(28)。
10. 按照權(quán)利要求9所述的編碼系統(tǒng)，其中編碼器裝置(2)此外還 包括用于在編碼之前對(duì)經(jīng)過(guò)變換的差異信號(hào)進(jìn)行量化的量化單元(26), 并且優(yōu)選地還包括用于在進(jìn)行反變換之前對(duì)經(jīng)過(guò)量化的差異信號(hào)進(jìn)行反 量化的反量化單元(27 )。
11. 按照權(quán)利要求9所述的編碼系統(tǒng)，其中解碼器裝置(3)此外還 包括用于在相加之前對(duì)解碼信號(hào)(f )進(jìn)行反變換的反變換單元(35 )。
12. 按照權(quán)利要求6所述的編碼系統(tǒng)，其中編碼器裝置(2)被設(shè)置 用于在編碼信號(hào)(e)中插入標(biāo)志，所述標(biāo)志表示編碼器存儲(chǔ)單元(23) 中使用的有損壓縮和解壓縮。
13. 按照權(quán)利要求6所述的編碼系統(tǒng)，此外還包括耦合在編碼器裝置 (2 )和解碼器裝置(3 )之間的介質(zhì)(4 )，介質(zhì)(4 )優(yōu)選地是存儲(chǔ)介質(zhì)或傳輸介質(zhì)。
14. 一種用戶(hù)裝置(9)，包括按照權(quán)利要求l的編碼器裝置(2)、 按照權(quán)利要求4的解碼器裝置(3 )和/或按照權(quán)利要求6的編碼系統(tǒng)(1 )。
15. 按照權(quán)利要求14所述的用戶(hù)裝置，該用戶(hù)裝置是由機(jī)頂盒、移 動(dòng)電話(huà)設(shè)備或者諸如硬盤(pán)記錄器或DVD記錄器之類(lèi)的視頻記錄器構(gòu)成的。
16. —種傳輸系統(tǒng)，包括按照權(quán)利要求l的編碼器裝置(2)、按照 權(quán)利要求4的解碼器裝置(3)和/或按照權(quán)利要求l的編碼系統(tǒng)(1)，其 中編碼器裝置(2)和解碼器裝置(3)安排在分開(kāi)的位置上。
17. —種編碼方法，包括步驟-將輸入信號(hào)(x)減去編碼器預(yù)測(cè)信號(hào)(y)，以產(chǎn)生差異信號(hào) (z)，-對(duì)差異信號(hào)(z)進(jìn)行編碼，以產(chǎn)生編碼信號(hào)(e)， -將差異信號(hào)(z)與編碼器預(yù)測(cè)信號(hào)(y)相加，以產(chǎn)生組合信 號(hào)(W )，和-暫時(shí)存儲(chǔ)組合信號(hào)(y。，以產(chǎn)生預(yù)測(cè)信號(hào)(y)，所述步驟祐L 設(shè)置用于組合信號(hào)(y')的有損壓縮和解壓縮，該編碼方法被設(shè)置用于向編碼信號(hào)(e)添加表示有損壓縮和/或解 壓縮的信息(qc， qd)。
18. —種解碼方法，包括步驟-對(duì)編碼信號(hào)(e)進(jìn)行解碼，以產(chǎn)生解碼信號(hào)(f )， -將解碼信號(hào)(f )和解碼器預(yù)測(cè)信號(hào)(g)相加，以產(chǎn)生輸出信 號(hào)(h)，和-暫時(shí)存儲(chǔ)輸出信號(hào)(h)，以產(chǎn)生解碼器預(yù)測(cè)信號(hào)(g)，所述 步驟被設(shè)置用于解碼器預(yù)測(cè)信號(hào)(g)的有損壓縮和解壓縮，該解碼方法包括接收和解譯表示有損壓縮和/或解壓縮的信息(qc， qd)的額外步驟。
19. 按照權(quán)利要求18所述的解碼方法，其中表示有損壓縮和/或解壓 縮的信息(qc, qd)包含在編碼信號(hào)(e)中。
20. 按照權(quán)利要求18所述的解碼方法，其中在接收編碼信號(hào)(e)之 前接收表示有損壓縮和/或解壓縮的信息(qc， qd)的至少一部分。
21. —種編碼方法，包括編碼器階段和解碼器階段，編碼器階段包 括步驟-將輸入信號(hào)(x)減去編碼器預(yù)測(cè)信號(hào)(y)，以產(chǎn)生差異信號(hào) (z)，-對(duì)差異信號(hào)(z)進(jìn)行編碼，以產(chǎn)生編碼信號(hào)(e)， -將差異信號(hào)(z)與編碼器預(yù)測(cè)信號(hào)(y)相加，以產(chǎn)生組合信 號(hào)(y。，和-在實(shí)施組合信號(hào)(y')的有損壓縮和解壓縮的時(shí)候，暫時(shí)存儲(chǔ) 組合信號(hào)(yO ，以產(chǎn)生預(yù)測(cè)信號(hào)(y), -解碼器階段包括步驟-對(duì)編碼信號(hào)(e)進(jìn)行解碼，以產(chǎn)生解碼信號(hào)(f)， -將解碼信號(hào)(f )和解碼器預(yù)測(cè)信號(hào)(g)相加，以產(chǎn)生輸出 信號(hào)(h)，和-在實(shí)施解碼器預(yù)測(cè)信號(hào)(g)的有損壓縮和解壓縮的時(shí)候， 暫時(shí)存儲(chǔ)輸出信號(hào)(h)，以產(chǎn)生解碼器預(yù)測(cè)信號(hào)(g)， 其中在供以同樣的輸入信號(hào)的時(shí)候，編碼器存儲(chǔ)步驟和解碼器存儲(chǔ) 步驟產(chǎn)生基本上相同的輸出信號(hào)。
22. 按照權(quán)利要求21所述的編碼方法，其中編碼器存儲(chǔ)步驟和解碼 器存儲(chǔ)步驟分別牽涉到組合信號(hào)(y')和輸出信號(hào)(h)的相近的或相同 的壓縮。
23. 按照權(quán)利要求21所述的編碼方法，其中編碼器存儲(chǔ)步驟和解碼 器存儲(chǔ)步驟中的壓縮牽涉到相同的算法、相同的壓縮系數(shù)和/或相同的壓 縮參數(shù)。
24. 按照權(quán)利要求21所述的編碼方法，其中編碼器階段此外還包括 用于在編碼之前對(duì)差異信號(hào)(z)進(jìn)行變換的變換步驟和用于在將差異信 號(hào)(z)和編碼器預(yù)測(cè)信號(hào)(y)相加之前對(duì)經(jīng)過(guò)變換的差異信號(hào)進(jìn)行反 變換的反變換步驟。
25. 按照權(quán)利要求24所述的編碼方法，其中編碼器階段此外還包括 用于在編碼之前對(duì)經(jīng)過(guò)變換的差異信號(hào)進(jìn)行量化的量化步驟，并且優(yōu)選 地還包括用于在進(jìn)行反變換之前對(duì)經(jīng)過(guò)量化的差異信號(hào)進(jìn)行反量化的反 量化步驟。
26. 按照權(quán)利要求24所述的編碼方法，其中解碼器階段此外還包括 用于在相加之前對(duì)解碼信號(hào)(f )進(jìn)行反變換的反變換步驟。
27. 按照權(quán)利要求21所述的編碼方法，此外還包括編碼器階段和解 碼器階段之間的附加階段，該附加階段優(yōu)選地是存儲(chǔ)階段或傳輸階段。
28. 按照權(quán)利要求21所述的編碼方法，此外還包括在編碼信號(hào)(e) 中插入標(biāo)志的步驟，所述標(biāo)志表示編碼器存儲(chǔ)步驟中使用的有損壓縮和 解壓縮。
29. —種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，用于執(zhí)行按照權(quán)利要求17的編碼方法、 按照權(quán)利要求18的解碼方法和/或按照權(quán)利要求21的編碼方法。
30. —種編碼信號(hào)(e)，包含表示產(chǎn)生該信號(hào)所使用的有損壓縮和 /或解壓縮的信息(qc， qd)。
全文摘要
一種編碼系統(tǒng)(1)包括編碼器裝置(2)和解碼器裝置(3)，編碼器裝置和解碼器裝置二者都具有安排在用于生成預(yù)測(cè)信號(hào)(y；g)的環(huán)路中的存儲(chǔ)單元(23；33)。這些存儲(chǔ)單元實(shí)施有損壓縮來(lái)降低存儲(chǔ)空間需求。為了防止因數(shù)據(jù)縮減不相似而造成的漂離，編碼器裝置(2)中的有損壓縮基本上與解碼器裝置(3)中的有損壓縮相同。例如，這兩個(gè)壓縮可以牽涉到同樣的算法、壓縮系數(shù)和/或壓縮參數(shù)。表示有損壓縮和/或解壓縮的信息由編碼器添加。
文檔編號(hào)H04N7/26GK101395924SQ200780007728
公開(kāi)日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2007年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月3日
發(fā)明者R·J·范德夫盧坦 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司