[發明專利]使用誤差平面編碼的數據壓縮方法及裝置

有效

• 申請號: 201310456221.5
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN103716634B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 周漢良;吳東興;李坤儐;朱啟誠
• 申請（專利權）人: 聯發科技股份有限公司
• 主分類號: H04N19/42
• 分類號: H04N19/42;H04N19/89;H04N19/66
• 代理公司: 北京萬慧達知識產權代理有限公司11111
• 代理人: 楊穎,張金芝

技術領域

本發明涉及視頻數據的壓縮及解壓縮。特別地，本發明涉及的方法與系統為有限位元預算下的有損數據壓縮，并使用誤差平面編碼技術。

背景技術

數據壓縮技術是在圖像及視頻編碼系統中越來越重要的一項技術以縮減數據冗余。數據壓縮一個重要的益處是減少對外部記憶體的需求，這能減少整個系統的成本。數據壓縮的另一個益處在于減少數據的大小可能可以降低存取外部記憶體的頻寬需求，因此可使用較低頻率的動態隨機存取記憶體(dynamic?random-access?memory，DRAM)。為獲得更好的壓縮率(本案定義為壓縮后數據大小比原始數據大小的比率，越低越好)，當壓縮影像的品質損耗是可以被接受時，一般常使用有損數據壓縮方法。舉例來說，如JPEG標準就是被廣泛采用的有損數據壓縮方法

傳統的數據壓縮技術，如JPEG，一般基于幀的編碼數據?；趲膲嚎s技術的最小編碼單元典型是8x8或是16x16，這限制了這些算法在較小的訪問單元的系統中的應用。對于算法在固件系統的實施，訪問單元(access?units，AUs)具有較小的大小是特別重要的，如:8x1,16x1,32x1,4x4等等。此外，較小的訪問單元大小能允許較簡單的壓縮方法及更靈活的配置，因而能夠幫助平行處理且特別適合固件的實施。

另一基于幀的壓縮技術的挑戰是壓縮數據的位元流大小變化與原始影像相關。例如，復雜的區域所壓出的位元流比較大，而單純的區域所壓出的位元流比較小。因此，如果想要找出特定區域影像的位元流資料并不容易，可能需要從頭開始解碼。在許多圖像和視頻相關的應用中，可能需要存取某塊特定位置的圖像資料。如JPEG壓縮圖像的一已選擇的小區域可能需被播放，或者前一圖像中的一塊區域可能需被訪問以進行運動補償(motion?compensation)。任意基于幀或者基于大的圖像基礎的壓縮在訪問所需視頻數據之前，可能需要訪問和處理大量的已壓縮數據。這會引起更多的電力消耗和在固件實施中低效的DRAM頻寬的使用。使用較小的訪問單元(AUs)，并且讓每個訪問單元的位元預算固定，可使得記憶體的訪問和電力的損耗問題可以被減輕。然而，針對每一訪問單元作壓縮后，有可能壓縮后的位元流大小是小于位元預算的，因為傳統的高效率有損壓縮并無法精確的控制所壓出位元大小。在視頻和圖像編碼系統中，需要開發一種數據壓縮方案，能夠基于小的訪問單元和同時有效地使用全輸出位元預算，實現高的壓縮效率(即低壓縮率，本案定義為壓縮后數據大小比原始數據大小的比率)。

發明內容

為了解決上述編碼/解碼效率較低或質量較差的問題，本發明提供一種圖像數據壓縮及解壓縮方法，且提供相應的圖像數據的壓縮及解壓縮裝置。

一種圖像數據的壓縮方法，該方法包括：接收圖像數據，其中該圖像數據被分割成多個訪問單元;應用第一數據壓縮至每一訪問單元以為該訪問單元產生第一位元流，其中該第一位元流的大小小于或等于該訪問單元的目標位元預算;響應該第一數據壓縮的結果，如果第一位元流的大小小于該訪問單元的目標位元預算，應用第二數據壓縮至該訪問單元的誤差數據，以為該訪問單元產生第二位元流，其中，該誤差數據對應該訪問單元的原始數據與第一重建數據之間的差異，該第一重建數據對應第一位元流的解碼結果，也可由第一數據壓縮產生;此壓縮方法會提供該第一位元流;及若該第二位元流存在，提供該第二位元流。在一范例中，該第二數據壓縮包括應用位元平面編碼至位元平面順序數據，其中，該位元平面順序數據是以一位元平面順序掃描該誤差數據的最高有效位至最低有效位產生；取該位元平面順序數據的前N個位元作為該的第二位元流，該第二位元流作為該第二數據壓縮的結果，其中N為該訪問單元的目標位元預算與第一位元流大小的相減。

一種圖像數據的解壓縮方法，該方法包括：接收與圖像數據的訪問單元相關的位元流，其中該位元流包括第一位元流，且依據該第一位元流的情況，該位元流也可能進一步包括第二位元流；使用第一數據解壓縮解碼該第一位元流，以產生對應于該訪問單元的第一重建數據;如果該第二位元流存在(例如，第一位元流大小小于位元預算)，使用第二數據解壓縮解碼該第二位元流，以產生第二重建數據，其中，該第二重建數據對應于該訪問單元的誤差數據;若該第二位元流存在，合幷該第一重建數據及該第二重建數據以產生該訪問單元的最終重建數據；否則使用該第一重建數據作為該訪問單元的最終重建數據。在一范例中，該解碼方碼包括使用位元平面編/解碼方法來解碼該第二位元流。