專利名稱：從編碼比特流選擇性地解碼預(yù)定數(shù)據(jù)單元的解碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于從編碼比特流選擇性地對(duì)至少一個(gè)預(yù)定數(shù) 據(jù)單元進(jìn)行解碼的解碼器和解碼方法。此外，還涉及一種具有顯示器 的設(shè)備，所述顯示器具有比在編碼比特流中編碼的圖像低的分辨率。
背景技術(shù)：
在本領(lǐng)域中編碼方案是眾所周知的。由于幾個(gè)目的，編碼方案 用于將信息變換為更有效率的結(jié)構(gòu)。例如，壓縮編碼方案用于使包括 信息的數(shù)據(jù)的尺寸最小化，而傳輸編碼方案用于增加信息中的差異。 其它重要目的可以是使能量最優(yōu)化、提高信息的識(shí)別或者提高其對(duì)外 部影響的魯棒性。
從代碼序列組合信息比特流。代碼序列是作為最基本的可解釋 信息單元的預(yù)定數(shù)據(jù)比特隊(duì)列，以機(jī)械地參照實(shí)際環(huán)境的表示。通常， 在信息比特流中，所有的代碼序列由固定長(zhǎng)度構(gòu)成。每個(gè)代碼序列表 示數(shù)據(jù)符號(hào)。數(shù)據(jù)符號(hào)為與最終用戶或最終使用單元的實(shí)際環(huán)境的表 示連接的可解釋鏈接。例如，對(duì)用戶來說，作為數(shù)據(jù)符號(hào)的字母表中
的單個(gè)字母為可解釋的信息。由唯一的8比特代碼序列表示的表示法
為用于計(jì)算機(jī)的計(jì)算參考。
為了指出現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本專利申請(qǐng)現(xiàn)在描述示例性的熵編 碼方案。然而，不應(yīng)該認(rèn)為這是限制性目的。對(duì)于所有其它編碼方案，
也可得到這些問題。
由于包括在信息比特流中的代碼序列的不相等的出現(xiàn)，信息比 特流通常包括比對(duì)可解釋信息進(jìn)行歸檔所需的數(shù)據(jù)比特更多的數(shù)據(jù) 比特。數(shù)據(jù)比特的熵為對(duì)由信息比特流中的一個(gè)數(shù)據(jù)比特表示的可解 釋信息進(jìn)行量化的值。因此，熵編碼方案通常利用信息比特流中的代 碼序列的不相等的出現(xiàn)，并通過將短的代碼序列重新分配給相對(duì)頻繁出現(xiàn)的數(shù)據(jù)符號(hào)并將長(zhǎng)的代碼序列重新分配給相對(duì)偶爾出現(xiàn)的數(shù)據(jù) 符號(hào)來形成新的代碼序列。通過新的代碼序列，組合編碼的比特流， 增加了編碼比特流中的單個(gè)數(shù)據(jù)比特的熵，從而增加了編碼比特流中 的單個(gè)數(shù)據(jù)比特的信息內(nèi)容。
熵編碼方案分為幾種類型，其中統(tǒng)計(jì)方法和詞典方法是最為熟 知的。統(tǒng)計(jì)方法僅分析信息比特流中的單個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)的出現(xiàn)，而詞典 方法分析整個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)鏈的出現(xiàn)。另外，游程長(zhǎng)度編碼方案也是眾所 周知的編碼方案。其原理是對(duì)連續(xù)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)符號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并僅指 示數(shù)據(jù)符號(hào)本身及其連續(xù)出現(xiàn)的量。然而，這種編碼方案需要由例如 圖像數(shù)據(jù)所提供的合適的信息比特流。
其它編碼方案根據(jù)其他初步要求來從給定的信息比特流組合編 碼比特流。例如，能量?jī)?yōu)化編碼方案計(jì)算信息比特流的總能量，并使 新的數(shù)字比特流中的總能量最小。相應(yīng)地，魯棒性提高編碼方案檢驗(yàn) 信息比特流中的單個(gè)代碼序列之間的信息距離，并增加編碼比特流中 的所有可能的編碼序列之間的信息距離。編碼方案的基本原理(即將 新的代碼序列分配給信息比特流的數(shù)據(jù)符號(hào))每一次都是相同的。
傳統(tǒng)的解碼器從編碼比特流重構(gòu)信息比特流。通常，添加到編 碼比特流的開頭的頭提供所有必要信息來重構(gòu)信息比特流以及各原 始代碼序列。在傳統(tǒng)的熵解碼方案的情況下，該信息至少包括用于通 過統(tǒng)計(jì)編碼方法編碼的編碼比特流的編碼表和用于通過基于詞典的 方法編碼的編碼比特流的詞典。也就是說，在從編碼比特流重構(gòu)信息 比特流之前，傳統(tǒng)的熵解碼器讀出由編碼比特流的頭提供的信息。
信息比特流中的幾個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)建立數(shù)據(jù)單元。數(shù)據(jù)單元為數(shù)據(jù) 符號(hào)(例如可執(zhí)行程序、圖像和文本)的可解釋隊(duì)列圖像。通常，信 息比特流包括多個(gè)數(shù)據(jù)單元。然而，編碼比特流包括不相等長(zhǎng)度的代 碼序列，從而傳統(tǒng)的解碼器不能確定單個(gè)數(shù)據(jù)單元在編碼比特流中的 位置，從而編碼比特流首先表現(xiàn)為一個(gè)單一的數(shù)據(jù)單元。因此，如果 僅需要從編碼比特流中解碼一個(gè)預(yù)定數(shù)據(jù)單元，則通常，直到在這個(gè) 數(shù)據(jù)單元之前的所有數(shù)據(jù)單元被解碼為止，才可選擇這個(gè)數(shù)據(jù)單元。 因此，最糟糕的情況是，在指定的數(shù)據(jù)單元可確定之前，傳統(tǒng)的解碼器必須重構(gòu)整個(gè)信息比特流。因而，傳統(tǒng)的解碼器內(nèi)所涉及的所有部 件必須處理需要許多計(jì)算步驟的巨大量的數(shù)據(jù)僅用于重構(gòu)一個(gè)指定 的數(shù)據(jù)單元。而且，必須在任何地方存儲(chǔ)信息比特流，增加了對(duì)存儲(chǔ) 器的要求。也就是說，在從包括多個(gè)數(shù)據(jù)單元的編碼比特流中僅對(duì)少 數(shù)幾個(gè)數(shù)據(jù)單元進(jìn)行解碼的情況下，傳統(tǒng)的解碼器極其消耗時(shí)間和硬 件。
當(dāng)數(shù)據(jù)單元的尺寸可變時(shí)，另外的問題可能出現(xiàn)。也就是說， 在編碼比特流中編碼的數(shù)據(jù)符號(hào)保持不變，但是在每一新的解碼步驟 中，期望的數(shù)據(jù)單元由不同的數(shù)據(jù)符號(hào)構(gòu)成。 一個(gè)已知的示例是，應(yīng) 該僅顯示圖像的一部分的情況。圖像部分為將被解碼的數(shù)據(jù)單元。它 取決于默認(rèn)值，默認(rèn)值可由比如用戶提供。換句話說，每次從編碼比 特流重構(gòu)圖像部分時(shí)，作為數(shù)據(jù)符號(hào)的相應(yīng)的圖像像素改變。尤其在 存儲(chǔ)器資源有限的應(yīng)用中，存儲(chǔ)完整的圖像以用于僅選擇圖像的一部 分是不合適的。
一種解決方案是在編碼比特流的頭中提供目錄。這樣的目錄應(yīng) 當(dāng)存儲(chǔ)編碼比特流內(nèi)所有數(shù)據(jù)單元的起始點(diǎn)。然而，如果在編碼比特 流中編碼的數(shù)據(jù)單元的結(jié)構(gòu)的量和尺寸是可管理的，則目錄才是合理 的。換句話說，如果編碼比特流包括許多小的數(shù)據(jù)單元，則目錄變大， 使得在熵編碼的情況下，根本不能實(shí)現(xiàn)全部壓縮。甚至更糟糕的是， 新的流的尺寸可能超過原始未壓縮數(shù)據(jù)的尺寸。而且，這樣的目錄不 適用于所有的編碼方案。特別是，由于目錄不能被編碼，所以用于發(fā) 送盡可能稀疏的未編碼的數(shù)據(jù)比特的編碼方案不能利用目錄。
對(duì)于編碼比特流中的非常大量的小尺寸編碼數(shù)據(jù)單元，其普遍
示例是在圖像處理領(lǐng)域中使用的JPEG格式。JPEG是由IS0/IEC 10918 標(biāo)準(zhǔn)描述的有損壓縮方法。JPEG在不同編碼和壓縮工具的幫助下對(duì) 信息比特流進(jìn)行編碼。這種方法是突顯傳統(tǒng)解碼器的缺點(diǎn)的非常合適 的示例。
數(shù)字圖像是二維像素區(qū)域。每個(gè)像素是表示顏色表內(nèi)的顏色的 數(shù)據(jù)符號(hào)。因此，數(shù)字圖像是具有根據(jù)圖像像素的多個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)的信 息比特流。顏色表通常基于RGB顏色模型，RGB顏色模型為加色模型。
7這意味著，通過對(duì)基本顏色進(jìn)行加權(quán)和相加來組合顏色值。在RGB 顏色模型的情況下，基色是紅、綠和藍(lán)?；募訖?quán)因子被稱為顏色 等級(jí)，以下簡(jiǎn)單地稱其為等級(jí)。
為了以高效率的方式壓縮信息比特流，大多數(shù)壓縮標(biāo)準(zhǔn)(例如 JPEG)首先將數(shù)字圖像的顏色從RGB顏色模型變換為YCbCr顏色模型。 YCbCr也是加色模型，其中，通過描述圖像的灰度級(jí)別的亮度分量和 描述圖像的紅色和藍(lán)色級(jí)別的紅色色度差分量以及藍(lán)色色差分量來 組合顏色值，其中紅色色度和藍(lán)色色度為色差信號(hào)。也就是說，原始 信息比特流分為描述數(shù)字圖像的亮度分量、紅色色度差分量和藍(lán)色色 度差分量的三個(gè)信息比特流。
第二，由于人眼對(duì)顏色輪廓不是那么敏感，所以以最簡(jiǎn)單的方 式對(duì)紅色色度差分量和藍(lán)色色度差分量進(jìn)行向下采樣，從而相應(yīng)地對(duì) 根據(jù)紅色色度和藍(lán)色色度的信息比特流進(jìn)行變換。在純灰度級(jí)的數(shù)字 圖像的情況下，省略這個(gè)步驟。
第三，將數(shù)字圖像分為連續(xù)的8X8像素塊的組。8X8像素塊的 特性包括在至少一個(gè)最小編碼單元中，以下將最小編碼單元稱為 MCU。相應(yīng)地，對(duì)用亮度分量、紅色色度差分量或藍(lán)色色度差分量描 述數(shù)字圖像的每個(gè)信息比特流進(jìn)行劃分和分配，從而相應(yīng)地將每個(gè)信 息比特流劃分為多個(gè)8X8塊。通常，可將三個(gè)分量的對(duì)應(yīng)的8X8 塊編碼交織在一個(gè)MCU中，或者分到三個(gè)不同的非交織的MCU中。
第四，通過二維離散余弦變換對(duì)MCU的每個(gè)8X8塊進(jìn)行變換， 以下離散余弦變換稱為DCT。無需深入地了解數(shù)學(xué)背景，結(jié)果，DCT 輸出用于恒定等級(jí)的基塊的一個(gè)加權(quán)因子和用于63個(gè)變化的基塊的 63個(gè)加權(quán)因子，以下恒定等級(jí)的基塊稱為DC基塊，變化的基塊稱為 AC基塊。圖1示出了用于通過加權(quán)疊加的方法對(duì)8X8像素塊的灰度 部分進(jìn)行重構(gòu)的所有可能的灰度級(jí)8X8基塊。通過DCT輸出的加權(quán) 因子(以下稱為DCT系數(shù))允許選擇性地加強(qiáng)或削弱DC基塊和AC 基塊，從而可通過基于DCT系數(shù)對(duì)DC基塊和63個(gè)AC基塊進(jìn)行疊加 來組合MCU的每個(gè)8X8塊。關(guān)于信號(hào)處理，使用用于描述加權(quán)因子 的每個(gè)MCU的代碼序列來替換用于描述所選擇的顏色模型(比如，YCbCr)中的顏色值的每個(gè)MCU的代碼序列，或者用DCT系數(shù)校正用 于描述所選擇的顏色模型(比如，YCbCr)中的顏色值的每個(gè)MCU的 代碼序列。重要的是，DC基塊和AC基塊本身不是二維余弦變換的 結(jié)果，而加權(quán)因子是二維余弦變換的結(jié)果。在信息比特流中，JPEG 針對(duì)前面的8X8塊的DC值差分地存儲(chǔ)DC基塊的DCT系數(shù)，并且絕 對(duì)地存儲(chǔ)AC塊的DCT系數(shù)。
第五，在量化步驟中，對(duì)描述MCU的8X8像素塊所需的所有DCT 系數(shù)進(jìn)行分類，從而首先以連續(xù)的方式按順序存儲(chǔ)屬于DC基塊的DCT 系數(shù)或?qū)儆诰徛兓腁C基塊的DCT系數(shù)。所述分類通過矩陣中的 特定掃描路徑(稱為Z字形掃描)來執(zhí)行?，F(xiàn)在，典型地，將根據(jù) DC塊和緩慢變化的AC塊的DCT系數(shù)除以小的量化值，并且典型地， 將根據(jù)強(qiáng)烈變化的AC塊的DCT系數(shù)除以高的量化值。該步驟遵循人 眼對(duì)緩慢變化的頻率比對(duì)強(qiáng)烈變化的頻率更敏感的基本思想。將量化 的DCT系數(shù)四舍五入為整數(shù)?？偠灾F(xiàn)在由一組量化的DCT系數(shù) 來定義每個(gè)MCU 8X8塊，該量化的DCT系數(shù)組將一個(gè)DC基塊和63 個(gè)AC基塊表示為簡(jiǎn)化的加權(quán)因子。也就是說，原來包括描述數(shù)字圖 像的顏色值的信息比特流現(xiàn)在包括量化的DCT系數(shù)。然而，直到現(xiàn)在， 只有被變換為合適的結(jié)構(gòu)的數(shù)字符號(hào)本身。從現(xiàn)在開始，需要對(duì)數(shù)據(jù) 符號(hào)進(jìn)行編碼以形成編碼比特流。
因此，第六，現(xiàn)在以這樣的方式將以所選擇的顏色模型(比如， YCbCr)描述數(shù)字圖像顏色的信息比特流與一個(gè)信息比特流連接，艮口， 首先插入根據(jù)左上位置中的第一個(gè)8X8像素塊的代碼序列，最后插 入根據(jù)右下位置中的最后的8X8像素塊的代碼序列。對(duì)這個(gè)單個(gè)信 息比特流進(jìn)行熵編碼和游程長(zhǎng)度編碼。DCT系數(shù)的量化典型地產(chǎn)生許 多個(gè)具有連續(xù)的零等級(jí)的數(shù)據(jù)符號(hào)，以下將連續(xù)的零等級(jí)的數(shù)據(jù)符號(hào) 稱為連續(xù)零等級(jí)。對(duì)連續(xù)零等級(jí)進(jìn)行計(jì)數(shù)和游程長(zhǎng)度編碼。結(jié)果是包 括游程和等級(jí)的中間編碼比特流。游程對(duì)應(yīng)于在中間編碼比特流中的 相應(yīng)位置處的連續(xù)零等級(jí)的量，等級(jí)為在中間比特流中的相應(yīng)位置處 的非零等級(jí)。最后，將中間編碼比特流統(tǒng)計(jì)地編碼為編碼比特流以進(jìn) 一步增加熵。圖2示出了描述對(duì)根據(jù)通過JPEG壓縮方法壓縮和編碼的數(shù)字圖 像的信息比特流進(jìn)行重構(gòu)的傳統(tǒng)解壓縮器的框圖，并且圖3示出了 ROI的圖像，其指示由8X8像素塊劃分的數(shù)字圖像的視覺位置。
頭解析器10和解碼器11接收包括JPEG壓縮的數(shù)字圖像的編碼 比特流c。頭解析器10讀出包括在編碼比特流c中的頭以將諸如代 碼表和量化值的信息提供給將要使用的解碼器11和量化器12。接著， 解碼器11對(duì)包括在游程長(zhǎng)度編碼期間產(chǎn)生的游程和等級(jí)的中間編碼
比特流進(jìn)行解碼。如已經(jīng)提及的，游程長(zhǎng)度編碼和統(tǒng)計(jì)編碼都是編碼 方案。然而，本專利申請(qǐng)的重點(diǎn)針對(duì)傳統(tǒng)的解碼方法，以使它對(duì)于在
JPEG壓縮期間使用的編碼方案之一的省略更有用。因此，從現(xiàn)在開 始，在JPEG壓縮中不考慮游程長(zhǎng)度編碼方法。然而，這不限制實(shí)際 情況。這與使用一個(gè)還是多個(gè)編碼方法無關(guān)。僅為了簡(jiǎn)明的目的而省 略游程長(zhǎng)度編碼以使情況變得更好理解。因此，解碼器ll直接輸出 包括量化的DCT系數(shù)的信息比特流DCT'。將包括量化的DCT系數(shù)的 信息比特流DCT'轉(zhuǎn)發(fā)到逆量化器12，逆量化器12將量化的DCT系數(shù) 乘以各個(gè)量化值以創(chuàng)建包括被乘的量化的DCT系數(shù)的信息序列 DCT"。最后，逆變換單元13從提供的信息比特流DCT"讀出所有被 乘的量化的DCT系數(shù)，以基于被乘的量化的DCT系數(shù)首先構(gòu)造所有的 MCU，接著構(gòu)造8X8像素塊。也就是說，逆變換單元13創(chuàng)建包括數(shù) 字圖像的像素的信息比特流。
然而，許多應(yīng)用旨在僅顯示數(shù)字圖像的一部分。該部分為感興 趣的區(qū)域，以下稱其為ROI。尤其是在移動(dòng)通信中，由于移動(dòng)裝置的 硬件資源有限，所以必須選擇ROI。最近，發(fā)展到提供了一種具有照 相機(jī)的移動(dòng)裝置。照相機(jī)本身旨在提供高分辨率的拍攝照片圖像。相 反，移動(dòng)裝置的顯示器僅提供較低的分辨率。因此，R0I的顯示是一 種在移動(dòng)裝置顯示器上顯示具有更高分辨率的照片圖像的合適方式。
傳統(tǒng)的解壓縮器需要完整地對(duì)包括數(shù)字圖像的像素的信息比特 流進(jìn)行重構(gòu)。然后，可通過ROI選擇器14來選擇R01。如果希望移 動(dòng)該ROI使其穿過數(shù)字圖像，則即使包括數(shù)字圖像的像素的信息比特 流臨時(shí)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，也必須管理大量的數(shù)據(jù)。也就是說，在移動(dòng)ROI穿過數(shù)字圖像期間，可能發(fā)生急劇的變化。
編碼比特流流c的頭中指示單個(gè)MCU在編碼比特流c中的起始 位置的目錄可能是直接從顯示ROI所需的信息比特流DCT'中對(duì)量化 的DCT系數(shù)進(jìn)行解碼的合適方式。然而，如以下示例所示，這在技 術(shù)上是無用的。具有640X480個(gè)像素的分辨率的YCbCr 4:2:0 VGA 圖像被劃分為1200個(gè)MCU，分別為9600個(gè)8X8塊。另一方面，在 普通壓縮率IO的情況下，作為結(jié)果而獲得的編碼比特流c包括大約 500000個(gè)比特。在這種情況下，如果每個(gè)8X8像素塊的起始位置被 指示，則部頭中的每個(gè)位置需要至少19個(gè)比特的地址，以使頭的最 后目錄尺寸擴(kuò)展到約12K字節(jié)。JPEG壓縮圖像本身具有大約600K 字節(jié)的尺寸。也就是說，對(duì)于合適的目錄，消耗比編碼比特流c的2 %多得多。必須不壓縮地存儲(chǔ)這樣的目錄。這意味著，即使降低JPEG 壓縮的數(shù)字圖像的質(zhì)量以進(jìn)一步使編碼比特流c的尺寸最小化，目錄 尺寸也保持不變。
也就是說，如JPEG壓縮圖像的示例所示，需要提供一種從由任 意編碼方案編碼的編碼比特流來解碼數(shù)據(jù)單元的設(shè)備和方法，一方面 以節(jié)省存儲(chǔ)器和資源，另一方面能夠從數(shù)字比特流中選擇性地對(duì)至少 一個(gè)預(yù)定數(shù)據(jù)單元進(jìn)行解碼。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種方法和裝置，該方法和裝置用 于從編碼比特流中選擇性地對(duì)至少一個(gè)預(yù)定數(shù)據(jù)單元進(jìn)行解碼，而不 對(duì)完整的編碼比特流進(jìn)行解碼，并且不需要預(yù)先提供編碼比特流內(nèi)的 其他信息。
通過本發(fā)明主要方面實(shí)現(xiàn)所述目的。在次要方面中體現(xiàn)本發(fā)明 的優(yōu)選實(shí)施例和改進(jìn)。
本發(fā)明基于這樣的想法，即包括在編碼比特流中的數(shù)據(jù)單元在 預(yù)定的特性上是容易識(shí)別的。不必對(duì)包括在編碼比特流中的所有數(shù)據(jù) 符號(hào)進(jìn)行重構(gòu)，而僅對(duì)下述這些數(shù)據(jù)符號(hào)進(jìn)行重構(gòu)，所述數(shù)據(jù)符號(hào)提 供關(guān)于至少一個(gè)預(yù)定數(shù)據(jù)單元的一個(gè)或多個(gè)預(yù)定信息，并表征編碼比
11特流內(nèi)的獨(dú)立于其它數(shù)據(jù)單元的預(yù)定數(shù)據(jù)單元。因此，本發(fā)明建議首 先搜索和解析編碼比特流中的信息。該信息必須表征包括在編碼比特 流內(nèi)獨(dú)立的預(yù)定數(shù)據(jù)單元中的數(shù)據(jù)符號(hào)。該信息可以是包括在預(yù)定數(shù) 據(jù)單元中的數(shù)據(jù)符號(hào)之一，或者可以是間接信息，諸如唯一地標(biāo)識(shí)預(yù) 定數(shù)據(jù)單元的至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)的位置。基于該解析的信息，可從編
碼比特流中對(duì)預(yù)定數(shù)據(jù)單元進(jìn)行重構(gòu)，而不需要對(duì)完整的編碼比特流 進(jìn)行解碼。
詳細(xì)地講，用于從編碼比特流中對(duì)至少一個(gè)預(yù)定數(shù)據(jù)單元進(jìn)行 解碼的發(fā)明裝置包括解析單元和解碼單元。解析單元搜索并收集關(guān)于 編碼比特流中的預(yù)定數(shù)據(jù)單元的信息。所收集的信息提供給解碼單 元。解碼單元基于所收集的信息對(duì)編碼比特流中的預(yù)定數(shù)據(jù)單元進(jìn)行
解碼。本發(fā)明的裝置不需要在選擇包括在編碼比特流中的預(yù)定數(shù)據(jù)單
元之前對(duì)編碼比特流進(jìn)行完全解碼。解析單元搜索并提取需要的信 息，以使解碼器能夠選擇性地對(duì)編碼比特流中的預(yù)定數(shù)據(jù)單元進(jìn)行解 碼。不需要編碼比特流中的大量頭信息，或者不需要在選擇預(yù)定數(shù)據(jù) 單元之前對(duì)編碼比特流進(jìn)行完全解碼。因此，存儲(chǔ)器將不被加載冗余 數(shù)據(jù)，并且減少了通過解碼單元和解析單元執(zhí)行的所需要的計(jì)算步 驟。因此，節(jié)省了存儲(chǔ)器和計(jì)算資源，并且用更少的計(jì)算時(shí)間對(duì)預(yù)定 數(shù)據(jù)單元進(jìn)行解碼。
本發(fā)明的裝置的另一個(gè)實(shí)施例還包括查找表，其中解析單元存 儲(chǔ)所收集的信息。因此，解碼單元能夠從查找表讀出所收集的信息。 對(duì)于對(duì)多于一個(gè)預(yù)定數(shù)據(jù)單元進(jìn)行解碼來說，這是特別有利的。通過 另外提供的査找表，解碼單元和解析單元不必同時(shí)使用。這使得所述 裝置降低了對(duì)裝置硬件的要求，并相應(yīng)地減小了數(shù)據(jù)流量。
在另一優(yōu)選實(shí)施例中，通過同一控制器提供解析單元和解碼單 元的功能特征。這節(jié)省了空間，并可以提供具有更少功能單元的裝置。
在更詳細(xì)的應(yīng)用中，編碼數(shù)據(jù)流包括壓縮圖像，并且至少一個(gè)
預(yù)定數(shù)據(jù)單元為感興趣的區(qū)域，以下稱其為ROI。由于現(xiàn)在ROI包括
可從壓縮圖像直接解碼的多個(gè)像素，所以這在操作中是特別有利的。 在另一優(yōu)選實(shí)施例中，通過基于可變長(zhǎng)度代碼的統(tǒng)計(jì)熵編碼方案來對(duì)所接收的編碼數(shù)據(jù)流或壓縮圖像進(jìn)行編碼。由于最佳的無損壓 縮效率，使得統(tǒng)計(jì)編碼方案的使用非常有利。
在更詳細(xì)的應(yīng)用中，壓縮圖像為被劃分為多個(gè)最小編碼單元的 JPEG壓縮圖像，這些最小編碼單元定義了數(shù)字圖像中的行和列，以
下稱其為MCU?；诙x的顏色和二次采樣格式，進(jìn)一步將MCU分解 為至少一個(gè)8X8像素塊。因此，不必對(duì)關(guān)于包括在數(shù)字圖像中的每 一 MCU的信息進(jìn)行解碼，而僅對(duì)關(guān)于覆蓋ROI的一些合適的MCU的信 息進(jìn)行解析。
在另一優(yōu)選實(shí)施例中，指定單元將編碼比特流中的起始位置提 供給解析單元，解析單元命令開始搜索關(guān)于ROI的信息。所述信息與 ROI在數(shù)字圖像內(nèi)的位置相關(guān)。由于可以更快速地接收所需要的解析 信息，所以這也節(jié)省了時(shí)間。
優(yōu)選地，指定單元還包括用戶接口和控制器。用戶接口接收指 示ROI相對(duì)于起始位置的位移或指示其實(shí)際位置的用戶輸入，并將用 戶輸入提供給控制器。接著，控制器基于起始位置或?qū)嶋H位置和位移 來計(jì)算ROI的新位置。指定單元的這種裝置處理容易，構(gòu)造簡(jiǎn)單。它 允許用戶移動(dòng)ROI穿過數(shù)字圖像，而不將完整的數(shù)字圖像存儲(chǔ)在RAM 中。
在另一優(yōu)選實(shí)施例中，解析單元包括塊定位點(diǎn)確定單元和DC塊 系數(shù)確定單元。定位點(diǎn)確定單元基于由指定單元提供的起始位置在編 碼比特流中搜索作為定位點(diǎn)的合適的比特位置，所述定位點(diǎn)表征ROI 在至少部分包括ROI的每行中的第一MCU。相應(yīng)地，DC塊系數(shù)確定單 元從編碼比特流中確定ROI在至少部分包括ROI的每行中的第一MCU 的每個(gè)DC塊系數(shù)的初始值。這些初始值是解碼單元選擇性地對(duì)ROI 進(jìn)行解碼所需的信息。所需要的信息僅包括定位點(diǎn)和初始DC塊系數(shù)， 而不包括作為8X8塊的主要分量的AC塊系數(shù)。
優(yōu)選地，解析單元還包括行定位點(diǎn)確定單元和行DC塊系數(shù)確定 單元，行定位點(diǎn)確定單元基于起始位置搜索關(guān)于至少部分包括ROI 的每行的第一 MCU的合適的比特位置作為定位點(diǎn)，行DC塊系數(shù)確定 單元確定至少部分包括ROI的每行的第一 MCU的第一 DC塊系數(shù)。使用由行定位點(diǎn)確定單元和行DC系數(shù)確定單元提供的信息，定位點(diǎn)確
定單元和DC系數(shù)確定單元開始通過在JPEG壓縮圖像中更少的MCU (分別為8X8像素塊)中搜索來更有效率地搜索所需要的信息。
優(yōu)選地，解碼單元包括預(yù)測(cè)器分量確定單元、預(yù)測(cè)器單元和AC 塊系數(shù)確定單元。預(yù)測(cè)器分量確定單元確定用于至少部分包括ROI 的每個(gè)MCU的DC塊系數(shù)的預(yù)測(cè)器值。將該預(yù)測(cè)器值提供給預(yù)測(cè)器單 元。預(yù)測(cè)器單元基于由預(yù)測(cè)器分量確定單元提供的預(yù)測(cè)器值或者基于 由解析單元提供的初始值來預(yù)測(cè)每個(gè)MCU的實(shí)際DC塊系數(shù)。此外， AC塊系數(shù)確定單元基于在至少部分包括ROI的每行中的ROI的第一 MCU的第一比特位置來對(duì)至少部分包括ROI的每個(gè)MCU的所有AC塊 系數(shù)進(jìn)行解碼。因此，解碼單元忽略ROI之前的MCU，并且因此節(jié)省 了計(jì)算資源、計(jì)算時(shí)間和存儲(chǔ)器。
一種用于從編碼流對(duì)至少一個(gè)預(yù)定數(shù)據(jù)單元進(jìn)行解碼的方法至 少包括提供編碼比特流中的起始位置的步驟、解析步驟和解碼步驟。 提供起始位置的步驟在編碼比特流內(nèi)預(yù)設(shè)起始位置?？扇我膺x擇該起 始位置。基于該預(yù)設(shè)的起始位置，解析步驟搜索并解析關(guān)于編碼比特 流中的至少一個(gè)預(yù)定數(shù)據(jù)單元的信息。解碼步驟基于解析的信息對(duì)編 碼比特流中的至少一個(gè)預(yù)定數(shù)據(jù)單元進(jìn)行解碼。通過這種方法，不需 要對(duì)用于隨后選擇期望的數(shù)據(jù)單元的編碼比特流進(jìn)行完全解碼。因 此，合適的解碼算法中的計(jì)算步驟的量減少，隨之減少了計(jì)算時(shí)間和 對(duì)計(jì)算硬件的要求。
一種通過使用對(duì)編碼比特流中的至少一個(gè)預(yù)定數(shù)據(jù)單元進(jìn)行解 碼的本發(fā)明的裝置來選擇性地顯示JPEG壓縮圖像的ROI的設(shè)備，其 包括上述裝置、逆量化器、逆變換單元和輸出單元，輸出單元包括比 如圖像緩沖器和顯示器。由本發(fā)明的裝置接收包括JPEG壓縮圖像的 編碼比特流，所述本發(fā)明的裝置對(duì)與重構(gòu)至少部分包括ROI的8X8 像素塊所需的MCU對(duì)應(yīng)的所有量化DCT系數(shù)進(jìn)行解碼。接著，逆量化 器適當(dāng)?shù)貙⒘炕腄CT系數(shù)作乘法。現(xiàn)在，逆變換單元對(duì)與至少部分 包括R0I的8X8像素塊對(duì)應(yīng)的MCU的所有被乘的量化的DCT系數(shù)進(jìn) 行變換，并從相應(yīng)的MCU重構(gòu)8X8像素塊。然后，將作為結(jié)果而獲得的8X8像素塊的像素存儲(chǔ)到圖像緩沖器中。最后，顯示器讀出ROI
所需的所有像素，并顯示相應(yīng)的圖像。所述設(shè)備包括與現(xiàn)有技術(shù)相比 尺寸縮小的圖像緩沖器。此外，所述設(shè)備中的所有部件不必重構(gòu)完整
的JPEG壓縮圖像，從而單個(gè)部件必須處理更少的數(shù)據(jù)流量和執(zhí)行更 少的計(jì)算步驟。這節(jié)省了所述設(shè)備用于顯示ROI的計(jì)算時(shí)間和硬件資源。
本發(fā)明的裝置適合于至少包括一個(gè)解碼步驟的解壓縮方法的應(yīng) 用，所述解碼步驟用于從可變長(zhǎng)度編碼比特流對(duì)數(shù)據(jù)單元進(jìn)行解碼。 這些尤其是壓縮圖像，例如GIF壓縮圖像、JPEG壓縮圖像、TIFF壓 縮圖像和PNG壓縮圖像。但是，本發(fā)明不限于這樣的圖像壓縮圖像。 它還可應(yīng)用于包括壓縮數(shù)據(jù)的不具有包括單個(gè)數(shù)據(jù)單元的起始點(diǎn)的 位置的頭的其它文件格式。


以下將參考附圖中所示的實(shí)施例通過非限制性示例來更詳細(xì)地 描述本發(fā)明。
圖1示出了用于通過加權(quán)疊加的方法對(duì)8X8像素塊的灰度部分 進(jìn)行重構(gòu)的所有可能的灰度級(jí)(gray scaling)基塊；
圖2示出了包括ROI選擇器的傳統(tǒng)JPEG解壓縮器的框圖3示出了具有ROI的數(shù)字圖像，指示數(shù)字圖像的8X8像素塊 內(nèi)用于ROI的必要像素和ROI不需要的像素；
圖4示出了本發(fā)明的解碼器；
圖5示出了指定單元的實(shí)施例的框圖6示出了根據(jù)第一實(shí)施例的解析單元的框圖7示出了具有ROI的按塊劃分的編碼圖像，示出了由根據(jù)第 一實(shí)施例的解析單元執(zhí)行的搜索和解析過程；
圖8示出了根據(jù)第二實(shí)施例的解析單元的框圖9示出了具有ROI的按行劃分的編碼圖像，示出了根據(jù)第二 實(shí)施例的解析單元的一個(gè)搜索和解析步驟；
圖IO示出了具有ROI的按行劃分的編碼圖像，示出了根據(jù)第二
15實(shí)施例的解析單元的另一搜索和解析步驟；
圖ll示出了具有ROI的按行劃分的編碼圖像，示出了根本不必 考慮的8X8像素塊；
圖12示出了具有R0I的按行劃分的編碼圖像，示出了為了對(duì)R01 進(jìn)行解碼和重構(gòu)而必須被確定的8X8像素塊；
圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的解碼單元的實(shí)施例的框圖14示出了利用發(fā)明的解碼器的JPEG解壓縮器的框圖。
具體實(shí)施例方式
圖4示出了一種裝置的最小構(gòu)造，該裝置用于選擇性地從接收 的編碼比特流c中對(duì)至少一個(gè)預(yù)定數(shù)據(jù)單元進(jìn)行解碼，而不對(duì)完整的 接收的編碼比特流c進(jìn)行解碼，并且不使用接收的編碼比特流的頭中 提供的目錄。為了簡(jiǎn)化的目的，以下這個(gè)裝置被稱為解碼器100。用 實(shí)線繪制的元件和連接是解碼器100的必不可少的元件。詳細(xì)地講， 這些必不可少的元件是解析單元120和解碼單元130。解析單元120 開始搜索關(guān)于所接收的編碼比特流c內(nèi)的至少一個(gè)預(yù)定數(shù)據(jù)單元的 信息IV并對(duì)該信息Up進(jìn)行解析。解析的信息可以是預(yù)定數(shù)據(jù)單元 在接收的編碼比特流c內(nèi)的比特位置、明確地標(biāo)識(shí)預(yù)定數(shù)據(jù)單元的合 適的代碼序列或者在接收的編碼比特流c內(nèi)明確地標(biāo)識(shí)預(yù)定數(shù)據(jù)單 元的任何其它合適的信息。解析單元120將解析的信息Up提供給解 碼單元130，解碼單元130使用它直接跳到接收的編碼比特流c內(nèi)的 預(yù)定數(shù)據(jù)單元，并選擇性地對(duì)該預(yù)定數(shù)據(jù)單元進(jìn)行解碼。解碼器ioo 的優(yōu)點(diǎn)是解析單元120不必完整地對(duì)比特流c的所有比特進(jìn)行解碼， 而僅選擇性地搜索信息。這可通過可被恰當(dāng)標(biāo)識(shí)的信息(例如描述數(shù) 據(jù)單元的碼字的長(zhǎng)度)、編碼比特流c中的每個(gè)預(yù)定數(shù)據(jù)單元中的可 被恰當(dāng)重復(fù)標(biāo)識(shí)的代碼部分或者編碼比特流c中的任何其它合適的 信息來實(shí)現(xiàn)。
優(yōu)選地，指定單元110連接至解碼單元130以提供指示査找表 140中的起始點(diǎn)的起始位置us，在査找表140中，解碼單元130可以 開始對(duì)ROI重構(gòu)的解碼過程(未示出)。因此，起始位置Us的指定變得獨(dú)立于編碼比特流C。在第二實(shí)施例中，如圖8和圖9所示的基
于行的方法，指定單元110還連接至解析單元120以提供MCU行在編 碼比特流c內(nèi)的起始位置。解析單元120將使用該起始位置來對(duì)編碼 比特流c進(jìn)行解析，直到它檢測(cè)到對(duì)ROI有貢獻(xiàn)的MCU為止。然后解 碼單元130將使用該檢測(cè)到位置以對(duì)ROI本身進(jìn)行解碼和重構(gòu)。
解碼器100的另一優(yōu)選實(shí)施例包括查找表140 (以下稱其為 LUT) 。 LUT存儲(chǔ)解析的信息Up，并將它提供給解碼單元130。因此， LUT 140首先收集關(guān)于將要被解碼的全部或部分的預(yù)定數(shù)據(jù)單元的解 析信息up，以使解碼單元130不必在解析單元120輸出解析信息up 之后立即對(duì)預(yù)定數(shù)據(jù)單元進(jìn)行解碼。也就是說，LUT140作為參考工 作，以使即使在用戶交互的情況下，也僅需要對(duì)解析信息Up解析一 次，因此減少了數(shù)據(jù)流量和系統(tǒng)工作載荷。
具體地講，由于在解碼器100的許多應(yīng)用中，解析單元120的 功能特征為由解碼單元130提供的功能特征的子集，所以通過一個(gè)單 個(gè)控制器來實(shí)現(xiàn)解析單元120和解碼單元130的功能特征是合適的。 也就是說，可通過抑制當(dāng)執(zhí)行解析單元120的任務(wù)時(shí)不必要的功能特 征來容易地達(dá)到實(shí)現(xiàn)，以使控制器首先從接收的編碼比特流c中收集 解析信息Up，然后分別對(duì)預(yù)定數(shù)據(jù)單元進(jìn)行解碼。這樣的實(shí)施例節(jié)省 了附加的空間、存儲(chǔ)器和硬件資源。
在針對(duì)通過可變長(zhǎng)度編碼方法編碼的數(shù)據(jù)的情況下，解碼器100 尤其有效。諸如Golomb編碼或Tunstall編碼的純代碼方案或者諸 如哈夫曼編碼(Huffman Coding)或香農(nóng)一范諾編碼(Shannon-Fano Coding)的完整統(tǒng)計(jì)編碼方法是合適的，能被解碼器100處理。統(tǒng)計(jì) 編碼的數(shù)據(jù)的特性是，通過可變長(zhǎng)度代碼對(duì)符號(hào)進(jìn)行編碼。也就是說， 決不預(yù)先計(jì)算指定的預(yù)定數(shù)據(jù)單元的位置。
優(yōu)選地，采用解碼器100對(duì)編碼的數(shù)字圖像進(jìn)行解碼。具體地 講，在移動(dòng)通信或其它便攜式裝置中使用的顯示器僅包括很小的分辨 率，該分辨率通常比所接收的由移動(dòng)裝置的集成相機(jī)記錄的編碼圖像 的分辨率小很多。在這樣的應(yīng)用中，指出，對(duì)于用戶手動(dòng)地在整個(gè)數(shù)
字圖像內(nèi)移動(dòng)數(shù)字圖像部分來說，在屏幕上僅顯示數(shù)字圖像部分是最佳的解決方案。因此，以下將更詳細(xì)地解釋本發(fā)明的應(yīng)用，該應(yīng)用對(duì) 接收的編碼比特流C中的編碼數(shù)字圖像的一部分進(jìn)行解碼。數(shù)字圖像 的這一部分被稱為感興趣的區(qū)域，以下稱其為ROI。
現(xiàn)在將詳細(xì)地針對(duì)JPEG壓縮圖像來描述解碼器100。也就是說， 壓縮的編碼數(shù)字圖像為JPEG壓縮圖像，其被劃分為信元或最小編碼 單元，以下稱其為MCU，分別為8X8像素塊的集合。MCU在數(shù)字圖像 中產(chǎn)生多行和多列。MCU到塊的具體組成取決于顏色和二次采樣格 式。也就是說，在純灰度級(jí)圖像中，僅通過一個(gè)最小編碼單元來描述 8X8像素塊。因此，對(duì)于彩色圖像，交織的最小編碼單元描述YCbCr 顏色模型的三個(gè)不同顏色部分，因此包含多個(gè)8X8塊。例如 YCbCr4:2:0 MCU總共包含六個(gè)8X8塊、四個(gè)Y 8X8塊、 一個(gè)Cb 8 X8塊和一個(gè)Cr 8X8塊。總而言之，解碼器100利用這樣的事實(shí)， 即僅需要對(duì)JPEG壓縮圖像中的這些8X8像素塊進(jìn)行解碼，這些8X 8像素塊至少部分包括R01。因此，解碼器必須對(duì)重構(gòu)至少部分包括 ROI的8X8像素塊所需的所有MCU進(jìn)行解碼。換句話說，從現(xiàn)在開 始，詳細(xì)地講，JPEG壓縮圖像為接收的編碼比特流c，并且8X8像 素塊的MCU為將被解碼的預(yù)定數(shù)據(jù)單元。
圖5示出了示例性的指定單元110的框圖。其中，存儲(chǔ)器111 提供作為默認(rèn)位置的起始位置us'，該起始位置Us'等于起始位置us。 然而，優(yōu)選地，指定單元110還包括控制器112和用戶接口 113。用 戶接口 113適于接收用戶輸入，該用戶輸入指示ROI在JPEG壓縮圖 像中相對(duì)于由存儲(chǔ)器lll提供的起始位置Us的位移AUs。控制器112 接收起始位置Us或?qū)嶋H位置和偏移Aus，并基于這兩個(gè)值計(jì)算下一個(gè) 起始位置us。以下，控制器112在存儲(chǔ)器111中將計(jì)算所得的起始位 置Us設(shè)置為新的起始位置iC。新的起始位置Us'可以是永久的，或者 實(shí)際上可以僅存儲(chǔ)用于本應(yīng)用。這使得用戶能夠在JPEG壓縮圖像內(nèi) 移動(dòng)ROI，其中，指定單元110總是提供更新的任意位置Us。因此， 解析單元120不必總是從相同的比特位置開始搜索解析信息Up，而是 能在靠近解析信息Up的比特位置開始，這縮短了搜索步長(zhǎng)，因此減 小了對(duì)計(jì)算時(shí)間和硬件資源的需求。
18圖6示出了根據(jù)第一實(shí)施例的解析單元120的框圖，并且圖7 示出了具有ROI的按塊劃分的編碼圖像，示出了根據(jù)第一實(shí)施例的由 解析單元120執(zhí)行的搜索和解析過程。解析單元120從指定單元110 接收起始位置us，并將它提供給定位點(diǎn)確定單元121和DC塊系數(shù)確 定單元122。定位點(diǎn)確定單元121也接收J(rèn)PEG壓縮圖像，并在其中 搜索ROI在至少部分包括ROI的行中的每個(gè)第一 MCU的第一 比特的比 特位置iV。同時(shí)，DC塊系數(shù)確定單元122在JPEG壓縮圖像的第一比 特位置處開始，并對(duì)ROI在至少部分包括ROI的行中的所有開始的 MCU的DC塊系數(shù)DCi進(jìn)行重構(gòu)。詳細(xì)地講，每個(gè)解碼的DC塊系數(shù)表 示差分編碼值，并且必須被添加到前面重構(gòu)的DC值，也被稱為預(yù)測(cè) 器。最后，優(yōu)選將確定的比特位置iv和確定的DC塊系數(shù)DCi提供給 組合解析信息Up的復(fù)用器123?，F(xiàn)在可將解析信息Up存儲(chǔ)在LUT 140 中。
圖8示出了根據(jù)第二實(shí)施例的解析單元120的框圖。圖9示出 了具有ROI的按行劃分的編碼圖像，示出了根據(jù)第二實(shí)施例的解析單 元120的一個(gè)搜索和解析步驟。圖IO示出了具有ROI的按行劃分的 編碼圖像，示出了根據(jù)第二實(shí)施例的解析單元120的另一搜索和解析 步驟，其中，圖11示出了具有ROI的按行劃分的編碼圖像，示出了 根據(jù)第二實(shí)施例的解析單元不必考慮的8X8像素塊，圖12示出了具 有ROI的按行劃分的編碼圖像，示出了對(duì)于ROI來說必須確定的8X 8像素塊。
根據(jù)圖8，根據(jù)第二實(shí)施例的解析單元120必須包括行定位點(diǎn)確 定單元124、行DC塊系數(shù)確定單元125、査找表126、定位點(diǎn)確定單 元127和DC塊系數(shù)確定單元128。
行定位點(diǎn)確定單元124確定至少部分包括ROI的每行的第一比 特的比特位置u。pi。因此，行DC塊系數(shù)確定單元125確定包括在至 少部分包括ROI的每行的第一MCU中的第一 8X8塊的DC塊系數(shù)DC。i。 現(xiàn)在將每行的第一比特的比特位置u一和至少部分包括ROI的每行的 每個(gè)第一 8X8塊的DC塊系數(shù)DC。i存儲(chǔ)在査找表126中，査找表126 與DC塊系數(shù)確定單元128和定位點(diǎn)確定單元127連接。詳細(xì)地講，與根據(jù)第一實(shí)施例的解析單元120的DC塊系數(shù)確定單元122和定位 點(diǎn)確定單元121的差異在于對(duì)存儲(chǔ)的至少部分包括ROI的每行的每 個(gè)第一比特的比特位置u。pi的使用和對(duì)包括在至少部分包括ROI的每 行的第一 8X8像素塊中的每個(gè)MCU的DC塊系數(shù)DCQl的使用。換句話 說，兩個(gè)單元127和128都不是從JPEG壓縮圖像的開頭開始，而是 從存儲(chǔ)在査找表126中的值u。pi和DC。i開始來確定屬于至少部分包括 ROI的行的ROI中的第一MCU的所有塊的DC塊系數(shù)Dd并確定至少部 分包括ROI的行的ROI中的第一MCU的比特位置Up,。任選地，將DC 塊系數(shù)Dd和比特位置Upi提供給復(fù)用器129以形成包括解析信息uP 的單一信號(hào)。由于如圖10所示的ROI后面的MCU的8X8塊不必被處 理，節(jié)省了計(jì)算時(shí)間、存儲(chǔ)器和硬件資源，所以該實(shí)施例是特別有利 的。也就是說，事實(shí)上，第二示例性解析單元120的構(gòu)造復(fù)雜，但是 用對(duì)如圖11所示的ROI及其相應(yīng)的將要顯示的圖像進(jìn)行解碼所需要 的計(jì)算時(shí)間和存儲(chǔ)器更少。
圖13示出了示例性的解碼單元130。解碼單元130對(duì)重構(gòu)用于 顯示ROI的MCU的每個(gè)8X8塊所需的所有DCT系數(shù)進(jìn)行重構(gòu)。示例 性的解碼單元130包括預(yù)測(cè)器單元131、預(yù)測(cè)器分量確定單元132和 AC塊系數(shù)確定單元133。預(yù)測(cè)器單元131基于前面的8X8塊的DC 塊系數(shù)或者解析信息Up來預(yù)測(cè)用于實(shí)際的8X8塊的DC塊系數(shù)DC。 也就是說，可從解析單元120、査找表140或者從預(yù)測(cè)器分量確定單 元132接收所需要的預(yù)測(cè)器值。以最簡(jiǎn)單的方式，預(yù)測(cè)器分量確定單 元132僅緩沖由預(yù)測(cè)器單元131計(jì)算的實(shí)際的DC塊系數(shù)DC。同時(shí)， AC塊系數(shù)確定單元133根據(jù)實(shí)際的8X8塊直接確定AC塊系數(shù)ACl 一AC63。也就是說，由于提供的解析信息Up，示例性的解碼單元120 直接跳到包括8X8塊的起始的比特位置，該8X8塊包括R01。換句 話說，示例性的解碼單元120僅對(duì)重構(gòu)至少部分包括R0I的MCU所需 的這些DC塊系數(shù)DC。和AC塊系數(shù)AC1-AC63進(jìn)行解碼。
解碼器100的裝置影響解碼過程的二次劃分。詳細(xì)地講，首先，
解碼器ioo分析編碼比特流，并從編碼比特流中解析重要的數(shù)據(jù)以直
接對(duì)預(yù)定數(shù)據(jù)單元進(jìn)行解碼。作為該二次劃分影響的結(jié)果，解碼器可直接對(duì)預(yù)定數(shù)據(jù)單元進(jìn)行解碼，而不需要對(duì)不計(jì)劃顯示的其它數(shù)據(jù)單 元進(jìn)行解碼。因此，計(jì)算步驟的量減少，從而可更快速地對(duì)預(yù)定數(shù)據(jù) 單元進(jìn)行解碼。
如果從編碼比特流中的多個(gè)分布式代碼片段來組合預(yù)定數(shù)據(jù)單 元，則可提供查找表以在解碼過程之前收集并存儲(chǔ)解析信息。因此，
解析單元120獨(dú)立于解碼單元130操作，以節(jié)省附加的計(jì)算步驟，從 而進(jìn)一步節(jié)省時(shí)間。而且，解析單元120相對(duì)于解碼單元130的獨(dú)立 操作減小了解碼器100中的信令流量。
如果編碼比特流為壓縮的編碼數(shù)字圖像并且預(yù)定數(shù)據(jù)單元為將 要顯示的數(shù)字圖像的一部分或者為將要顯示的感興趣的區(qū)域(以下稱 其為ROI)，則解碼器100僅對(duì)屬于該數(shù)字圖像的R0I的像素進(jìn)行解 碼。在JPEG壓縮數(shù)字圖像的情況下，解碼器選擇性地對(duì)至少部分包 括ROI的所有MCU進(jìn)行解碼。換句話說，解碼器IOO不必對(duì)包括在數(shù) 字圖像中的所有MCU進(jìn)行解碼，而僅對(duì)包括顯示ROI的像素所需的這 些MCU進(jìn)行解碼。
此外，用戶可在數(shù)字圖像內(nèi)移動(dòng)ROI，而不必對(duì)完整的數(shù)字圖像 進(jìn)行解碼。解碼器IOO僅對(duì)顯示ROI所需的MCU或像素進(jìn)行解碼，并 丟棄不參與ROI的顯示的MCU或像素。這有效地減少了所需要的存儲(chǔ) 器。解碼器100在預(yù)定數(shù)據(jù)單元或ROI的解碼過程中不產(chǎn)生任何數(shù)據(jù) 損失。
解碼器100執(zhí)行包括以下步驟的方法以對(duì)編碼比特流c中的預(yù) 定數(shù)據(jù)單元進(jìn)行解碼。首先，將接收的編碼數(shù)據(jù)比特流c至少提供給 解析單元120和解碼單元130。接著，指定單元IIO將作為起始點(diǎn)的 編碼比特流c內(nèi)的起始位置iu提供給解析單元120以搜索確定的唯 一地表征預(yù)定數(shù)據(jù)單元的信息。當(dāng)解析單元120找到預(yù)定信息并對(duì)其 進(jìn)行解析時(shí)，將它存儲(chǔ)在査找表140中，或者將它作為解析信息Up 直接提供給解碼單元130。如果解碼單元130直接接收解析信息up， 則直接從編碼比特流c中對(duì)預(yù)定數(shù)據(jù)單元進(jìn)行解碼。否則，解碼單元 130在解碼之前訪問查找表140。最后，根據(jù)預(yù)定數(shù)據(jù)單元的符號(hào)作 為符號(hào)流u輸出。
21圖14示出了用于顯示JPEG壓縮圖像的感興趣的區(qū)域的設(shè)備內(nèi)
的解碼器100，以下感興趣的區(qū)域被稱為ROI。圖14中的裝置包括快速解碼單元150、査找表140和解碼單元130?？焖俳獯a單元150包括指定單元110和解析單元120 (未示出)。它從頭解析器200接收作為編碼比特流c的JPEG壓縮圖像和關(guān)于JPEG壓縮圖像的信息。快速解碼單元150提供至少部分包括R01的每行中的第一MCU的第一比特位置和第一8X8塊的DC值，并將其存儲(chǔ)在査找表140中。現(xiàn)在，解碼單元130對(duì)包括在ROI中的所有MCU的所有DCT系數(shù)進(jìn)行解碼，并將其提供給逆量化器300。逆量化器300將DCT系數(shù)與從頭解析器200接收的合適的值相乘。作為結(jié)果而獲得的被乘的量化的DCT系數(shù)用于分別對(duì)DC系數(shù)和AC系數(shù)進(jìn)行加權(quán)，并將它們疊加以重構(gòu)至少部分包括在ROI中的單個(gè)8X8塊。將所涉及的8X8像素塊組合起來以形成重構(gòu)的MCU。 8X8像素塊的分量值通過逆變換單元400輸出，并被存儲(chǔ)在圖像緩沖器500中。現(xiàn)在，顯示器可從圖像緩沖器500讀出緩沖的像素以顯示ROI。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，用于顯示ROI的設(shè)備不必對(duì)完整的JPEG壓縮圖像進(jìn)行解碼。因此，圖像緩沖器不必被設(shè)計(jì)成與現(xiàn)有技術(shù)中的一樣大。
最后，逆量化器和逆變換單元不必對(duì)完整的圖像進(jìn)行重構(gòu)，從而節(jié)省了計(jì)算時(shí)間，并減小了硬件載荷。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)編碼比特流(c)中的至少一個(gè)預(yù)定數(shù)據(jù)單元進(jìn)行解碼的裝置，其包括-解析單元(120)，其適用于搜索并解析與編碼比特流(c)中的至少一個(gè)預(yù)定數(shù)據(jù)單元有關(guān)的信息(up)；和-解碼單元(130)，其適用于基于由解析單元(120)提供的解析信息(up)來對(duì)編碼比特流(c)中的至少一個(gè)預(yù)定數(shù)據(jù)單元進(jìn)行解碼。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括指定單元(110)，指 定單元(110)將編碼比特流(c)中的起始位置(us)提供給解析單 元(120)以搜索并解析與至少一個(gè)預(yù)定數(shù)據(jù)單元有關(guān)的信息(Up)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，還包括一査找表(140)，即LUT，其適用于存儲(chǔ)由解析單元(120) 提供的解析的信息(Up)，并將解析的信息(Up)提供給解碼單元(130)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的裝置，其中所述編碼比特流(c) 為壓縮圖像，所述至少一個(gè)預(yù)定數(shù)據(jù)單元為感興趣的圖像區(qū)域，即 ROI。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述壓縮圖像為被劃分為 屬性塊即MCU的JPEG壓縮圖像，其中MCU進(jìn)一步被劃分為8X8像素 塊，其中ROI包括多個(gè)預(yù)定數(shù)據(jù)單元，每個(gè)預(yù)定數(shù)據(jù)單元由8X8像 素塊表示。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述起始位置(us)為ROI 在JPEG壓縮圖像中的默認(rèn)位置的所存儲(chǔ)的值，其中所述指定單元(110)還可包括一用戶接口 (113)，其適用于接收用戶輸入(Aus)，所述用 戶輸入指示ROI在JPEG壓縮圖像中相對(duì)于起始位置(us)的位移或 者指示ROI的實(shí)際位置(Us');和一控制器(112)，其適用于基于用戶輸入(Aus)和在前的實(shí) 際位置或基于起始位置(us)來計(jì)算ROI的實(shí)際位置(Us')。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5至6之一所述的裝置，其中所述解析單元 (120)包括_塊定位點(diǎn)確定單元U21， 127)，其適用于從由指定單元(110) 提供的起始位置(us)開始搜索編碼比特流(c)中至少部分包括ROI 的每行中的第一MCU的比特位置(upi);禾口一塊DC塊系數(shù)確定單元(122,128)，其適用于確定至少部分 包括ROI的每行中的第一MCU的正交變換系數(shù)(DCi)即DC系數(shù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述解析單元(120)還包括一行定位點(diǎn)確定單元(124)，其適用于從起始位置(us)開始 確定編碼比特流(c)中至少部分包括ROI的行的第一 MCU的位置(U0pi);_行DC塊系數(shù)確定單元(125)，其適用于確定至少部分包括 ROI的行的第一 MCU的DC系數(shù)(DC。i)，其中，塊定位點(diǎn)確定單元(127)基于由行定位點(diǎn)確定單元(124) 提供的位置(u。pi)來確定ROI的第一MCU的位置，并且塊DC塊系數(shù)確定單元(128)基于由行DC塊系數(shù)確定單元(125) 提供的DC系數(shù)(DCQl)來確定ROI在至少部分包括ROI的每行中的 ROI的第一 MCU的DC系數(shù)(DC!)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的裝置，其中所述解碼單元(130)包括_預(yù)測(cè)器分量確定單元(132)，其適用于基于在前的DC系數(shù)來計(jì)算預(yù)測(cè)的DC系數(shù)(DC,);一預(yù)測(cè)器單元(131)，其適用于基于由預(yù)測(cè)器分量確定單元(132)提供的預(yù)測(cè)DC系數(shù)(DCp，)或者基于由解析單元(120)提 供的DC系數(shù)(DCi)和將要從編碼比特流(c)中重構(gòu)的DC系數(shù)的差 分值來對(duì)至少部分包括ROI的每個(gè)MCU的DC系數(shù)(DC)進(jìn)行重構(gòu)； 禾口一 AC塊系數(shù)確定單元(133)，其適用于從編碼比特流(c)中 確定至少部分包括ROI的每個(gè)MCU的正交變換系數(shù)即AC系數(shù)。
10. —種用于對(duì)編碼比特流(c)中的至少一個(gè)預(yù)定數(shù)據(jù)單元進(jìn) 行解碼的方法，其包括一提供編碼比特流(c)中的起始位置(us);一基于起始位置(us)對(duì)與編碼比特流中的至少一個(gè)預(yù)定數(shù)據(jù)單元有關(guān)的信息(UP)進(jìn)行解析；和一基于解析的信息(up)對(duì)編碼比特流(c)中的至少一個(gè)預(yù)定數(shù)據(jù)單元進(jìn)行解碼。
11. 一種用于顯示JPEG壓縮圖像的感興趣的區(qū)域即ROI的設(shè)備， 其中該設(shè)備包括一輸入端，其適用于接收包括JPEG壓縮圖像的編碼比特流(c);一根據(jù)權(quán)利要求l一9之一所述的裝置(100)，其適用于針對(duì) 顯示ROI所需的所有MCU來對(duì)量化的DC系數(shù)和AC系數(shù)(DCT')即 DCT系數(shù)進(jìn)行解碼；一逆量化器單元(300)，其用于將量化的DCT系數(shù)(DCT') 反向變換為被乘的量化的DCT系數(shù)(DCT");一逆變換單元(400),其適用于將被乘的量化的DCT系數(shù) (DCT")變換為像素流；和一輸出單元，其用于緩沖像素流，并根據(jù)ROI來顯示緩沖的像素流。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種從編碼比特流(c)選擇性地重構(gòu)至少一個(gè)預(yù)定數(shù)據(jù)單元的解碼器(100)。解碼器(100)包括解析單元(120)，解析單元(120)搜索并解析唯一地表征所述至少一個(gè)預(yù)定數(shù)據(jù)單元的明確的信息(u_p)。接著，解析單元(120)將該解析的信息(u_p)直接提供給解碼單元(130)或查找表(140)，以使解碼單元(130)可基于解析的信息(u_p)直接從編碼比特流(c)重構(gòu)預(yù)定數(shù)據(jù)單元，而不需要完整地對(duì)編碼比特流(c)進(jìn)行解碼和重構(gòu)。任選地，指定單元(110)將編碼比特流(c)的起始位置(u_s)提供給解析單元(120)以用于開始搜索。因此，對(duì)于對(duì)比如壓縮的JPEG圖像進(jìn)行解碼和顯示，可節(jié)省數(shù)據(jù)流量、計(jì)算時(shí)間和存儲(chǔ)器資源。
文檔編號(hào)H04N7/26GK101653004SQ200880010909
公開日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2008年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月4日
發(fā)明者德特勒夫·格廷 申請(qǐng)人:Nxp股份有限公司