[發明專利]由量化控制改良解碼器性能的方法與系統

在審

• 申請號: 201310280673.2
• 申請日: 2013-07-05
• 公開（公告）號: CN103581680A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 杜宣明
• 申請（專利權）人: 豪威科技股份有限公司
• 主分類號: H04N19/124
• 分類號: H04N19/124;H04N19/625
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 呂曉章

技術領域

本發明一般地涉及數據壓縮，尤其是涉及一種編解碼器（codec）系統。更特別地，本發明涉及在單一編碼器的編解碼器系統中提高解碼器的性能。

背景技術

近年來對高清（HD）媒體（例如，視頻、靜止圖像等）的需求已經顯著增長。結果，對媒體裝置（例如，照相機、行動電話、平板計算機等）的需求也已經增長。對現代媒體裝置的主要設計目標是確保不間斷的媒體吞吐量(throughput)。

編解碼器用于媒體裝置中，以便通過對所述媒體進行編碼而提高數據壓縮以及吞吐量。在編解碼器中，編碼器接收媒體數據并將其編碼成壓縮數據流。該壓縮數據流最終被發送到解碼器，該解碼器解碼該壓縮數據并將其提供在輸出。不幸的是，解碼器常常在數據流中產生瓶頸(bottleneck)，當解碼器的數據輸出速率不足以以一種期望的方式（例如，以期望的幀速率、以期望的分辨率等）播放該媒體或者造成數據丟失時，這是有問題的。

采用行程（Run-Length）與熵（Entropy）編解碼技術（例如，JPEG、MPEG等）的編解碼器特別容易使解碼器瓶頸，因為來自該編碼器的壓縮數據流的內容是不可預知的。該不可預知性造成解碼過程花費太長時間和圖像數據丟失，和/或迫使媒體裝置運行太緩慢。該不可預知性還把現有技術的解碼器限制于單個解碼信道。

因此，需要的是一種在編解碼器系統中提高解碼器性能的系統及方法。還需要的是一種在初始編碼過程中控制數據壓縮及解碼器性能的系統及方法。還需要的是一種在解碼過程中極大地減小或消除瓶頸的系統及方法。

發明內容

本發明通過提供一種編碼器和解碼器系統克服了現有技術中的問題，該編碼器和解碼器系統通過在編碼期間控制每一個區塊的數據的量化過程來提高數據壓縮和解碼器性能。作為編碼過程的一部分，本發明有利于量化每一個區塊的數據，以產生量化區塊，該區塊包括至少預定數量（或百分比）的具有預定值（例如，值為0）的量化系數。此外，雖然解碼器接收單一壓縮數據流作為輸入，該解碼器能夠平行解碼與兩個或更多個系數相關聯的數據。通過在熵和行程解碼過程中增加的吞吐量而易于平行解碼，因為該吞吐量通過量化過程來控制。也公開了一種改善的行程解碼系統和方法。

根據本發明的編碼器包括：輸入端，接收一區塊的數值（例如，來自變換單元的一區塊的變換系數）；量化電平產生器，定義該區塊的變換系數的量化電平；以及量化器，基于量化電平量化該區塊的變換系數，以產生區塊的量化系數。定義該量化電平以使至少預定數量（k）（例如，大于或等于一半，等）的量化系數在量化之后具有預定值（例如，值為0）。該量化器通過以量化電平和與變換系數相關聯的量化數據劃分每一個變換系數而部分量化該區塊的變換系數。當編碼器很適合于JPEG應用時，量化電平產生器和量化器可以以任意編碼器實施，其中需要一區塊的數值的量化。

根據特定實施例，該量化電平產生器通過基于量化數據和默認量化電平（例如，值為1）初始地量化該區塊的變換系數來確定量化電平，以產生測試區塊的量化系數。如果該測試區塊包括至少該預定數量之具有0值（預定值）的系數，然后默認量化電平被用作為該區塊的量化電平。如果該測試區塊的量化系數不包括足夠的0值，然后例如通過識別該測試區塊中第k個最小量化系數并且將新量化電平設定為大于兩倍的該第k個最小量化系數的值的數值來確定新量化電平。在特定實施例中，該量化器通過進一步以新量化電平量化該測試區塊而完成量化。編碼器也可以包括量化電平輸出端，輸出量化電平例如至先進先出（FIFO）內存。

在另一特定實施例中，該編碼器進一步包括離散余弦變換（DCT）單元，以產生該區塊的變換系數；“之”字型單元，執行“之”字型操作，以在多個量化系數的線性數據流中排列該區塊的量化系數；行程編碼器，將多個量化系數編碼為行程編碼（RLE）數據；以及熵編碼器，熵編碼該行程編碼數據。該編碼器例如可以為JPEG或MPEG編碼器。可以進一步選擇該預定數量（k），以控制該解碼器的輸入數據和/或吞吐量的壓縮數量。