[發明專利]多套方案切換進行預測殘差熵編碼的數據壓縮方法和裝置

在審

• 申請號: 202010133384.X
• 申請日: 2020-03-01
• 公開（公告）號: CN111641827A
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 林濤
• 申請（專利權）人: 上海天荷電子信息有限公司
• 主分類號: H04N19/12
• 分類號: H04N19/12;H04N19/124;H04N19/13;H04N19/137;H04N19/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種根據至少包括數據的比特精度和/或數據壓縮的失真要求和/或變換尺寸和/或量化參數和/或預測方式和/或變換方式和/或量化方式在內的編碼參數和/或編碼方式的選項的設定，相應地選擇多套預定的包括二值化和/或熵編碼前處理在內的殘差熵編碼方案之一對一個整壓縮單元的殘差進行熵編碼的數據壓縮方法和裝置。

技術領域

本發明涉及一種對數據進行壓縮的編碼及解碼（也稱譯碼）系統，特別是對數據的預測殘差進行熵編碼及熵解碼的方法和裝置。

背景技術

隨著人類社會進入大數據、人工智能、云計算、移動計算、云-移動計算、超高清（4K）和特超高清（8K）視頻圖像分辨率、4G/5G通訊、虛擬現實的時代，對各種數據，包括大數據、圖像數據、視頻數據、音頻數據、語音數據、神經網絡數據、以及各種新形態的數據，進行超高壓縮比和極高質量的數據壓縮成為必不可少的技術。數據壓縮領域的一個新趨勢是數據的多樣化和差異化，如動態范圍和其表示形式的比特精度不斷增大，數據壓縮的要求不斷增多，如無損、超低失真有損、低失真有損的編碼要求。

數據集是由數據元素（例如：字節、比特、像素、像素分量、空間采樣點、變換域系數）組成的集合。對排列成一定空間（一維、二維、或多維）形狀的數據集（例如：一個一維數據隊列、一個二維數據文件、一幀圖像、一個視頻序列、一個變換域、一個變換塊、多個變換塊、一個三維場景、一個持續變化的三維場景的序列），特別是二維或以上數據集進行數據壓縮的編碼（以及相應的解碼）時，通常把此數據集劃分成若干具有預定形狀和大小（即元素數目）的整壓縮單元，以整壓縮單元為單位，一個一個整壓縮單元地進行編碼或者解碼。在任一時刻，正在編碼或解碼中的整壓縮單元稱為當前整壓縮單元。正在編碼或者解碼中的數據元素（有時也簡稱為元素）稱為當前數據元素，簡稱為當前元素。元素由N個分量（通常1≤N≤5）組成，因此數據集和整壓縮單元也都由N個分量組成。

數據壓縮中的編碼通常由至少下列階段的一部分或全體組成：

1）預測，主要包括相鄰元素（如像素）預測、串預測、塊預測等，產生預測殘差，簡稱殘差；

2）變換，主要是對預測殘差進行變換，產生變換系數，簡稱系數；當變換是恒等變換即實際上不做變換時，系數與殘差完全相等；

3）量化，主要是對系數進行量化，產生量化殘差；當量化是恒等量化即實際上不做量化時，量化殘差等于系數；當變換是恒等變換時，量化殘差是對預測殘差進行量化的結果；當量化是恒等量化并且變換是恒等變換時，量化殘差等于系數也等于殘差；

4）熵編碼，主要包括對量化殘差進行至少包括二值化在內的熵編碼，產生壓縮數據碼流。

數據壓縮中的解碼通常由至少下列階段的一部分或全體組成：

1）熵解碼，主要是對壓縮數據碼流進行解析和至少包括反二值化在內的熵解碼，產生量化殘差；

2）反量化，主要是對量化殘差進行反量化，產生重構系數；當量化是恒等量化即實際上不做量化時，反量化也是恒等反量化即實際上不做反量化，從而重構系數等于量化殘差；

3）反變換，主要是對重構系數進行反變換，產生重構殘差；當變換是恒等變換即實際上不做變換時，反變換也是恒等變換即實際上不做反變換，從而重構殘差與重構系數完全相等；當量化是恒等量化并且變換是恒等變換時，反量化也是恒等反量化并且反變換也是恒等反變換，從而重構殘差等于重構系數也等于量化殘差；

4）預測補償，主要包括相鄰元素（如像素）預測補償、串預測補償、塊預測補償等，產生重構數據也稱重建數據或稱復原數據。