[發明專利]一種實現數據解碼的方法和裝置

有效

• 申請號: 200710167313.6
• 申請日: 2007-10-22
• 公開（公告）號: CN101420608A
• 公開（公告）日: 2009-04-29
• 發明（設計）人: 戴聲奎;劉建國;汪國有;祝平平;孟新建;鄭建鏵;史舒娟;韓明臣
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H03M7/30
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司
• 代理人: 宋志強;麻海明

技術領域

本發明涉及數據壓縮技術，特別涉及一種實現數據解碼的方法和裝置。

背景技術

數據壓縮技術就是在滿足一定保真要求下用較少的存儲空間存儲較大的數據信息。該項技術一般涉及到變換、量化編碼等多個步驟，在量化編碼時，常采用位平面編碼方式，具體的講，先對設定出位平面編碼掃描時采用的最大位平面閾值，然后，根據設定的位平面閾值選擇出部分數據，構成相應的位平面，再將當前的位平面閾值設置成原來的一半，重復選擇數據的步驟，直到達到存儲空間或數據質量要求。由于存儲空間有限，在數據質量允許的前提下，常會截斷某些位平面，只選擇出大部分數據進行后續處理。

比如，在如圖1所示的圖像壓縮和解壓縮過程中，主要包括以下步驟：在發送端，原始圖像首先經過離散數學變換得到變換系數矩陣，接著，對變換系數矩陣進行位平面編碼，也就是基于位平面掃描的變換系數編碼，在經過熵編碼后，發送到接收端；而在接收端，則將接收到的碼流先經過熵解碼后，再進行基于位平面掃描的變換系數解碼，最后經離散數學反變換得到重構圖像。這里，接收到的碼流由至少一個位平面數據流組成，由于接收到的碼流是經過量化或在傳輸過程中有位平面數據流丟失的，因而解壓縮后得到的重構圖像有一定的圖像失真。下面離散數學變換以小波變換為例，位平面編碼以層次樹中集分割(SPIHT，set?partitioning?in?hierarchical?trees)算法編碼為例，具體說明圖像壓縮和解壓縮的過程。

在發送端，首先，對原始圖像進行小波變換或稱為小波分解，得到由小波系數c_i，j構成的小波系數矩陣[c_i，j]，其中c_i，j表示在小波系數矩陣中(i，j)坐標上，也就是，第i行，第j列上的小波系數的幅度值，小波系數可認為是各圖像信息在各頻點位置上的權重，在小波系數矩陣[c_i，j]的左上角存放了表征圖像的低頻信息的小波系數，向右和向下分別存放表征圖像更高頻率信息的小波系數，因而，在右下角存放的為表征橫向和縱向的最高頻率信息的小波系數，而對于一個圖像來說，表現一個圖像的最主要的部分是低頻部分，因而，在小波系數矩陣中，表征低頻圖像信息的小波系數的幅度值比較大。因而，應用小波變換進行圖像壓縮的過程，可以歸結為在圖像的小波分解域內對小波系數進行量化的過程。

接著，對小波變換的得到的小波系數進行量化編碼，在這個步驟中，首要解決的問題就是用更少的位來存儲小波系數并盡量保證重建質量。在圖1所示的圖像壓縮過程中，對小波系數采用層次樹中集分割(SPIHT，set?partitioning?in?hierarchical?trees)算法來進行量化編碼。SPIHT算法不對所有系數進行排序，而是按照一種規則選擇發送重要(significant)的小波系數c_i，j，這里，重要的定義是：給定的n，如果|c_i，j|≥2ⁿ，就稱小波系數c_i，j是重要的，否則就稱小波系數c_i，j是不重要的(insignificant)，式中的2ⁿ為預先設定的掃描閾值，也可認為是位平面閾值。SPIHT算法編碼將小波系數矩陣中的元素，分別存在三種集合中，即不重要的系數集表(LIS，List?of?Insignificant?Sets)、不重要的系數表(LIP，List?of?Insignificant?Pixels)和重要的系數表(LSP，List?ofSignificant?Pixels)，具體的編碼過程包括以下步驟：

第一步，初始化過程：設置初始的閾值N＝log₂?max|c_i，j|和LSP、LIP和LIS的初始狀態，即將LIP設置為空集，在LIP和LIS中存放小波系數；

第二步，掃描排序過程：根據設定的當前掃描閾值T＝2ⁿ，檢查LIP和LIS中所有的小波系數的重要性，如果重要，就搬移到LSP中，得到LSP、LIP和LIS的當前狀態，并輸出“1”及其符號位，其中正、負小波系數的符號位分別采用“1”和“0”表示，如果不重要，則僅輸出0，得到該掃描閾值下的排序掃描位流；比如，在當前掃描閾值T＝32時，絕對值大于等于32的小波系數會被移入LSP表中，并且輸出“1”及其符號位。