通過源量化和無損壓縮內(nèi)核執(zhí)行圖像有損壓縮的方法和裝置,以及相應(yīng)的相關(guān)的圖像解 ...的制作方法
【專利摘要】一種圖像壓縮方法，具有至少以下步驟：接收幀的多個塊中的源像素?cái)?shù)據(jù)，當(dāng)為所述幀啟用了無損壓縮模式，繞過一個源量化操作和應(yīng)用無損壓縮內(nèi)核每個塊的源像素?cái)?shù)據(jù)，并且當(dāng)為所述幀啟用了有損壓縮模式時(shí)，源量化操作施加在每個塊的源像素?cái)?shù)據(jù)，以產(chǎn)生每個塊的輸入像素?cái)?shù)據(jù)，以及應(yīng)用所述無損壓縮內(nèi)核到每個塊中的輸入像素?cái)?shù)據(jù)。例如，對于每個塊，源量化操作采用自適應(yīng)量化參數(shù)，使得有損壓縮模式下產(chǎn)生的幀的壓縮數(shù)據(jù)的大小不超過一個比特預(yù)算。
【專利說明】通過源量化和無損壓縮內(nèi)核執(zhí)行圖像有損壓縮的方法和裝 置，以及相應(yīng)的相關(guān)的圖像解壓縮方法和裝置
[0001] 奪叉引用及相關(guān)申請
[0002] 本發(fā)明主張?jiān)?012年10月12日提交的美國臨時(shí)專利申請No. 61/712, 955的優(yōu) 先權(quán)，在2013年10月9日提交的美國專利申請No. 14/049,229的優(yōu)先權(quán)。上述美國臨時(shí) 專利申請的全文因此在全文中被引用。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明的所公開的實(shí)施例涉及的圖像壓縮，并且更具體地，涉及一種用于通過源 量化（在無損圖像壓縮內(nèi)繞過源量化）和無損壓縮的內(nèi)核（也在無損圖像壓縮中使用）執(zhí) 行有損圖像壓縮的方法及裝置，也涉及相應(yīng)的圖像解壓縮的方法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0004] 一種圖像壓縮操作可以采用任一種無損壓縮算法或有損壓縮算法。當(dāng)無損壓縮算 法用于由發(fā)送端以編碼源像素?cái)?shù)據(jù)成編碼位流數(shù)據(jù)時(shí)，在接收端對編碼位流數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼 得到的重構(gòu)像素?cái)?shù)據(jù)應(yīng)該與源像素?cái)?shù)據(jù)相同。當(dāng)有損壓縮算法被用于發(fā)送端以編碼源像素 數(shù)據(jù)成編碼位流數(shù)據(jù)，在接收端解碼編碼位流數(shù)據(jù)得到的重構(gòu)像素?cái)?shù)據(jù)可能與源像素?cái)?shù)據(jù) 不相同。對于有損壓縮，一些功能可能涉及有損操作。例如，在變換階段，熵譯碼階段和殘 余量化階段可使用有損操作來實(shí)現(xiàn)。
[0005] 若為一個特定的應(yīng)用，發(fā)送端需要同時(shí)支持無損壓縮和有損壓縮，該發(fā)送端中的 一個常規(guī)的設(shè)計(jì)為一個圖像壓縮器專用于執(zhí)行的無損壓縮和另一個圖像壓縮器專用于執(zhí) 行有損壓縮。然而，這種圖像壓縮設(shè)計(jì)并不符合成本效益。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 根據(jù)本發(fā)明示例中，提出了用于通過源進(jìn)行量化的有損圖像壓縮方法和裝置（其 是繞過在無損圖像壓縮）和無損壓縮內(nèi)核（它也可用于無損圖像壓縮）的實(shí)施方案及用于 圖像解壓縮相關(guān)的方法和裝置。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，一種示例性的圖像壓縮方法被公開。該示例性的圖像 壓縮方法，包括：接收幀中的多個塊的源像素?cái)?shù)據(jù)；當(dāng)無損壓縮模式被啟用用于所述幀時(shí)， 繞過源量化操作，且應(yīng)用無損壓縮內(nèi)核到每個塊的所述源像素?cái)?shù)據(jù)，及當(dāng)有損壓縮模式被 啟用用于所述幀時(shí)，施加所述源量化操作至每個塊的所述源像素?cái)?shù)據(jù)，以產(chǎn)生每個塊的輸 入像素?cái)?shù)據(jù)，以及應(yīng)用所述無損壓縮內(nèi)核至每個塊的所述輸入像素?cái)?shù)據(jù)。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面中，一種示例性的圖像壓縮方法被公開。該示例性的圖像 壓縮方法，包括：接收幀內(nèi)多個塊的源像素?cái)?shù)據(jù)；及通過應(yīng)用源量化操作到每個塊中的所 述源像素?cái)?shù)據(jù)，以執(zhí)行有損壓縮至所述幀，來產(chǎn)生所述每個塊的輸入像素?cái)?shù)據(jù)，并應(yīng)用無損 壓縮內(nèi)核到所述每個塊的所述輸入像素?cái)?shù)據(jù)；其中所述源量化操作對每個塊采用自適應(yīng)量 化參數(shù)。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的第三方面中，一種示例性的圖像壓縮器中公開。該示例性圖像壓縮 器包括一個輸入端口，一個源量化單元和無損壓縮內(nèi)核。輸入端口被配置用于接收多個幀 的塊中的源像素?cái)?shù)據(jù)。源量化單元被配置用于執(zhí)行一個源量化操作。無損壓縮內(nèi)核被配 置用于執(zhí)行無損壓縮。當(dāng)所述幀啟用無損壓縮模式時(shí)，所述源量化單元繞過每個塊的源像 素?cái)?shù)據(jù)至所述無損壓縮內(nèi)核，且所述無損壓縮內(nèi)核執(zhí)行無損壓縮于每個塊的所述源像素?cái)?shù) 據(jù)；當(dāng)所述幀啟用有損壓縮模式時(shí)，所述源量化單元應(yīng)用所述源量化操作于每個塊的所述 源像素?cái)?shù)據(jù)，以產(chǎn)生每個塊的輸入像素?cái)?shù)據(jù)至所述無損壓縮內(nèi)核，且所述無損壓縮內(nèi)核執(zhí) 行無損壓縮于每個塊的所述輸入像素?cái)?shù)據(jù)。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的第四方面，一種示例性的圖像壓縮器中公開。該示例性圖像壓縮器 包括一個輸入端口，一個源量化單元和無損壓縮內(nèi)核。輸入端口被配置為用于接收幀的多 個塊中的源像素?cái)?shù)據(jù)。源量化單元被配置用于將源量化操作應(yīng)用至每個塊所述的源像素?cái)?shù) 據(jù)，以產(chǎn)生每個塊的輸入像素?cái)?shù)據(jù)，其中，所述源量化運(yùn)算單元為每個塊使用自適應(yīng)量化參 數(shù)。無損壓縮內(nèi)核被配置用于執(zhí)行無損壓縮至每個塊的所述輸入像素?cái)?shù)據(jù)。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的第五方面，一種示例性的圖像解壓縮方法被公開。該示例性的圖像 壓縮方法，包括：接收幀的多個塊的已壓縮像素?cái)?shù)據(jù)；當(dāng)所述幀啟用無損解壓縮模式，應(yīng)用 無損解壓縮內(nèi)核到每個塊的已壓縮像素?cái)?shù)據(jù)，且繞過輸出逆量化操作；及當(dāng)所述幀啟用有 損解壓縮模式，應(yīng)用無損解壓縮內(nèi)核到每個塊的已壓縮像素?cái)?shù)據(jù)，以產(chǎn)生每個塊的輸出像 素?cái)?shù)據(jù)，以及執(zhí)行所述輸出逆量化操作至每個塊的所述輸出像素?cái)?shù)據(jù)。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的第六方面，一種示例性的圖像解壓縮方法被公開。該示例性的圖像 壓縮方法，包括：接收幀的多個塊的已壓縮像素?cái)?shù)據(jù)，以及應(yīng)用無損解壓縮內(nèi)核到每個塊的 所述已壓縮像素?cái)?shù)據(jù)，以產(chǎn)生每個塊的輸出像素?cái)?shù)據(jù)，并進(jìn)行輸出逆量化操作至每個塊的 所述輸出像素?cái)?shù)據(jù)；其中，所述輸出逆量化操作為每個塊采用自適應(yīng)量化參數(shù)。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的第七個方面，一種示例性的圖像解壓縮器被公開。該示例性的圖像 解壓縮器包括一個輸入端口、一個無損壓縮內(nèi)核和一個輸出逆量化單元。輸入端口，用于接 收幀的多個塊的已壓縮像素?cái)?shù)據(jù)。無損解壓縮內(nèi)核，用于執(zhí)行無損解壓縮。輸出逆量化單元 用于執(zhí)行輸出逆量化操作。其中，當(dāng)所述幀啟用無損解壓縮模式，所述無損解壓縮內(nèi)核執(zhí)行 無損解壓縮至每個塊的所述已壓縮像素?cái)?shù)據(jù)，以產(chǎn)生每個塊的輸出像素?cái)?shù)據(jù)，且所述輸出 逆量化單元繞過每個塊的所述輸出像素?cái)?shù)據(jù)，并且當(dāng)所述幀啟用有損解壓縮模式，無損解 壓縮內(nèi)核執(zhí)行無損解壓縮至每個塊的所述已壓縮像素?cái)?shù)據(jù)以產(chǎn)生每個塊的輸出像素?cái)?shù)據(jù)， 且所述輸出逆量化單元執(zhí)行所述輸出逆量化操作至每個塊的所述輸出像素?cái)?shù)據(jù)。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的第八個方面，一種示例性的圖像解壓縮器被公開。該示例性的圖像 解壓縮器包括一個輸入端口、一個無損解壓縮內(nèi)核和一個輸出逆量化單元。輸入端口，用于 接收幀的多個塊的已壓縮像素?cái)?shù)據(jù)。無損解壓縮內(nèi)核，用于執(zhí)行無損解壓縮于每個塊的所 述已壓縮像素?cái)?shù)據(jù)，以產(chǎn)生每個塊的輸出像素?cái)?shù)據(jù)。輸出逆量化單元，用于執(zhí)行輸出逆量化 操作于每個塊的所述輸出像素?cái)?shù)據(jù)。所述輸出逆量化單元為每個塊使用自適應(yīng)量化參數(shù)。
[0015] 在閱讀各附圖示出和以下詳細(xì)描述的優(yōu)選實(shí)施例后，本發(fā)明的這些方面對于本領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員是明顯的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像壓縮器和圖像解壓縮器的示意圖。
[0017] 圖2是使用圖1所示的圖像壓縮器和圖像解壓縮器的第一應(yīng)用的示意圖。
[0018] 圖3是使用圖1所示的圖像壓縮器和圖像解壓縮器的第二應(yīng)用的示意圖。
[0019] 圖4是使用圖1所示的圖像壓縮器和圖像解壓縮器的第三應(yīng)用的示意圖。
[0020] 圖5是圖1所示的無損壓縮內(nèi)核的設(shè)計(jì)范例的示意圖。
[0021] 圖6是由圖1所示的源量化單元執(zhí)行源量化的范例的示意圖。
[0022] 圖7是使用全量化參數(shù)搜索檢測候選量化參數(shù)的范例的示意圖。
[0023] 圖8是源量化單元基于全量化參數(shù)搜索作出決定的示意圖。
[0024] 圖9是使用二進(jìn)制量化參數(shù)搜索檢測部分候選量化參數(shù)的范例的示意圖。
[0025] 圖10是源量化單元基于二進(jìn)制參數(shù)搜索作出的決定的示意圖。
[0026] 圖11是為塊使用一次性（one-pass)量化參數(shù)搜索來確定已選量化參數(shù)的方法的 流程圖。
[0027] 圖12是為塊使用多次（multi-pass)量化參數(shù)搜索來確定已選量化參數(shù)的方法的 流程圖。
[0028] 圖13是為塊使用多次（multi-pass)量化參數(shù)搜索來確定已選量化參數(shù)的另一方 法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029] 在說明書及后續(xù)的申請專利范圍當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。本領(lǐng)域 一般技術(shù)人員應(yīng)可理解，制造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及后續(xù) 的申請專利范圍并不以名稱的不同來作為區(qū)別元件的方式，而是以元件在功能上的不同來 作為區(qū)別的基準(zhǔn)。在通篇說明書及后續(xù)的請求項(xiàng)當(dāng)中所提及的"包含"為一開放式的用語， 故應(yīng)解釋成"包含但不限定于"。此外，"耦接"一詞在此是包含任何直接及間接的電氣連接 手段。因此，若文中描述一裝置電連接于另一裝置，則代表該裝置可直接連接于該另一裝 置，或透過其他裝置或連接手段間接地連接至該另一裝置。
[0030] 本發(fā)明提出了一種通過使用硬件共享技術(shù)來支持無損壓縮模式和有損壓縮的通 用圖像壓縮器。具體地，用于無損壓縮的無損壓縮內(nèi)核被再用于有損壓縮。因此，所提出的 通用圖像壓縮器能夠通過控制是否進(jìn)行源量化（即，一個像素失真函數(shù)）立即無損壓縮函 數(shù)前被旁路無損壓縮和有損壓縮之間進(jìn)行切換。以這種方式，所提出的通用圖像壓縮器具 有兩個無損壓縮和有損壓縮的柔性結(jié)構(gòu)，并最大限度地減少了執(zhí)行工作為不同類型的壓縮 的設(shè)計(jì)。此外，本發(fā)明還提出，它支持無損壓縮模式和一種有損壓縮通過使用硬件共享技術(shù) 的通用圖像壓縮器。所提出的通用圖像壓縮和通用映像解壓縮的進(jìn)一步詳情描述如下。
[0031] 圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像壓縮器和圖像解壓縮器的示意圖。圖像壓縮器 100位于發(fā)射端TX，并布置成編碼/壓縮一幀F(xiàn)m的多個塊源像素?cái)?shù)據(jù)至由多個 塊的多個已編碼/已壓縮的像素?cái)?shù)據(jù)組成的一比特流Bs。該比特流Bs被從發(fā)送端 TX發(fā)送到一個接收端RX進(jìn)行進(jìn)一步的處理，其中圖像解壓縮器110中位于接收端RX。利 用圖2-4示出了本發(fā)明所提出的圖像壓縮器100和圖像解壓縮器110的幾個示例性的應(yīng)用 用于說明。
[0032] 圖2示出了使用所提出的圖像壓縮器100和圖像解壓縮器110中的第一種應(yīng)用。 一應(yīng)用處理器202包括圖像壓縮器100和其它電路203。該其他電路203產(chǎn)生的原始（raw) 圖像MGRAW到圖像壓縮器100。該其他電路203輸出該原始圖像MGRAW之前，可以應(yīng)用 像素處理至該原始圖像頂GRAW。圖像壓縮器100耦接到其它電路203,并且執(zhí)行有損/無 損圖像壓縮至該原始圖像MGRAW以生成一個已壓縮/已編碼的圖像MG_P，其中所述壓縮 /編碼的圖像頂G_P通過其它電路203傳輸?shù)斤@示接口 206。接著，所述應(yīng)用處理器202通 過顯示接口 206傳輸所述已壓縮/已編碼圖像頂G_P到驅(qū)動器集成電路（10 204。例如，所 述顯示接口 206可以是由移動行業(yè)處理器接口（MIPI)標(biāo)準(zhǔn)化的顯示器串行接口（DSI)，或 由一個視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（VESA)標(biāo)準(zhǔn)化的嵌入式顯示器端口（EDP)。
[0033] 所述圖像解壓縮器110從顯示接口 206接收所述已壓縮/已編碼的圖像MG_P，然 后將所述已壓縮/已編碼的圖像頂G_P通過其它電路205發(fā)送到圖像解壓縮器110中。所 述圖像解壓縮器110執(zhí)行有損/無損解壓縮至所述已壓縮/已編碼的圖像MG_P來恢復(fù)原 始圖像MGRAW'，并且發(fā)送所述原始圖像MGRAW'到其它電路205,以便進(jìn)一步處理。如果 所述圖像壓縮器100使用無損壓縮算法，原始圖像MGRAW'從一個相應(yīng)的無損解壓縮算法 產(chǎn)生的將是相同的原始圖像IMGRAW。然而，如果所述圖像壓縮機(jī)100使用一種有損壓縮算 法，原始圖像頂GRAW'從對應(yīng)的有損解壓縮所產(chǎn)生可能不等同于原始圖像IMGRAW。相較于 在顯示接口 206直接傳輸原始圖像MGRAW，在顯示接口 206傳輸所述已壓縮/已編碼的圖 像頂G_P具有更小的數(shù)據(jù)大小/較低的數(shù)據(jù)速率。因此，所述顯示器接口 206的功率消耗 也相應(yīng)減少。此外，在驅(qū)動器1C 204的緩沖要求可放寬。
[0034] 圖3示出了使用所提出的圖像壓縮器100和圖像解壓縮器110的第二種應(yīng)用。相 機(jī)模塊302包括圖像壓縮器100和其它電路303。所述其他電路303被耦接至圖像壓縮器 100,并產(chǎn)生一個原始圖像MGRAW到圖像壓縮器100。所述其他電路303在輸出原始圖像 MGRAW之前，可以應(yīng)用像素處理至所述原始圖像MGRAW。所述圖像壓縮器100耦接至所述 其它電路303中，并執(zhí)行有損/無損圖像壓縮至所述原始圖像MGRAW，以生成一個已壓縮/ 已編碼的圖像MG_P，其中所述已壓縮/已編碼的圖像MG_P通過其它電路303傳輸?shù)较鄼C(jī) 接口 306。接著，所述照相機(jī)模塊302經(jīng)由相機(jī)接口 306發(fā)送所述已壓縮/已編碼的圖像 MG_P至應(yīng)用處理器304。例如，照相機(jī)接口 306可以是由移動行業(yè)處理器接口（MIPI)標(biāo) 準(zhǔn)化的相機(jī)串行接口（CSI)。
[0035] 所述應(yīng)用處理器304從照相機(jī)接口 306接收已壓縮/已編碼的圖像IMG_P，然后 將所述已壓縮/已編碼的圖像頂G_P通過其它電路305發(fā)送到圖像解壓縮器110中。所述 圖像解壓縮器110執(zhí)行有損/無損壓縮于所述已壓縮/已編碼的圖像頂G_P上以恢復(fù)原 始圖像MGRAW'，并且發(fā)送所述原始圖像MGRAW'到所述其它電路305,以便進(jìn)一步處理。 如果通過圖像壓縮器100使用無損壓縮算法，一個相應(yīng)的無損解壓縮算法產(chǎn)生的原始圖像 MGRAW'將與原始圖像MGRAW相同。然而，如果由圖像壓縮器100使用一種有損壓縮算法， 對應(yīng)有損解壓縮所產(chǎn)生的原始圖像MGRAW'可能不等同于原始圖像頂GRAW。同樣，相比于 在相機(jī)接口 306直接傳輸原始圖像MGRAW，傳輸已壓縮/已編碼的圖像MG_P在相機(jī)接口 306具有更小的數(shù)據(jù)大小/較低的數(shù)據(jù)速率。因此，相機(jī)接口 306的功率消耗也相應(yīng)減少。 此外，應(yīng)用處理器304的緩沖器的要求可放寬。
[0036] 圖4示出了使用所提出的圖像壓縮器100和圖像解壓縮器110的第三種應(yīng)用。在 本實(shí)施例中，至少一個所述圖像壓縮器和至少一個所述圖像解壓縮器被圖形平臺采用，例 如，所述圖形平臺包括一個圖形處理單元（GPU) 402、視頻編碼器404、視頻解碼器406和存 儲器408。所述GPU 402、所述視頻編碼器404、所述視頻解碼器406和所述存儲器408通過 總線401彼此進(jìn)行通信。每個GPU 402、視頻編碼器404和視頻解碼器406配備有圖像壓縮 器100_1/100_2/100_3,所述圖像壓縮器使用圖1中所示的建議的圖像壓縮器100來實(shí)現(xiàn)， 并且還配備有圖像解壓縮器110_1/110_2/110_3,利用圖1中示出的所提出的圖像解壓縮 器110來實(shí)現(xiàn)。從圖像壓縮器1〇〇_1-1〇〇_3生成的已壓縮/已編碼的圖像通過總線501傳 輸時(shí)，總線501的帶寬可以減小。此外，解碼器端緩沖的要求可以放寬。對于圖像解壓縮器 110_1/110_2/110_3,它被配置為通過施加有損/無損圖像解壓縮至從總線401接收的已壓 縮/已編碼的圖像，以獲得重建圖像。
[0037] 針對使用的圖像壓縮器100,以產(chǎn)生由已編碼/已壓縮的像素?cái)?shù)據(jù)組成的比特流 的細(xì)節(jié)進(jìn)一步描述如下。請?jiān)賲⒖紙D1，所述圖像壓縮器100包括一個輸入端口 102、一個源 量化單元104和無損壓縮內(nèi)核106。所述輸入端口 102被配置用于接收一幀F(xiàn)m的 塊的源像素?cái)?shù)據(jù)。所述源量化單元104被配置用于執(zhí)行一個源量化操作（例如，一個像素 失真操作）。所述無損壓縮內(nèi)核106被配置用于執(zhí)行無損壓縮。在本實(shí)施例中，所述輸入 端口 102的輸出可以直接通過第一路徑107直接進(jìn)行源量化處理或通過所述第二路徑（例 如，一個旁路路徑）108直接進(jìn)行無損壓縮處理。更具體地，當(dāng)為該幀啟用無損壓縮模式時(shí)， 所述源量化單元104繞過每個塊源像素?cái)?shù)據(jù)至無損壓縮內(nèi)核106,而不施加任何 像素失真至源像素?cái)?shù)據(jù)，且該無損壓縮內(nèi)核106執(zhí)行無損壓縮至每個塊的源像素?cái)?shù) 據(jù)，由此產(chǎn)生比特流Bs，而當(dāng)已啟用幀有損壓縮模式時(shí)，源量化單元104是致動后，對每個 塊^^^&的源像素?cái)?shù)據(jù)來執(zhí)行源量化操作以產(chǎn)生每個塊BK fBKN的輸入像素?cái)?shù)據(jù)至無損壓 縮內(nèi)核106,且所述無損壓縮內(nèi)核106執(zhí)行無損壓縮于每個塊BKi-BKjA輸入像素?cái)?shù)據(jù)（即， 由源量化單元104產(chǎn)生的像素失真結(jié)果），由此產(chǎn)生比特流。
[0038] 如從圖1可以看出，所述無損壓縮內(nèi)核106在無損壓縮模式下使用，并且有損壓縮 模式下被重新使用。請參考圖5,是一個圖1中示出了的無損壓縮內(nèi)核106的示范性設(shè)計(jì)。 所述無損壓縮內(nèi)核106包括一個符號生成模塊502和商編碼模塊504。所述符號生成模塊 502被配置為執(zhí)行一個無損符號生成功能（lossless symbol generation function)。因 此，所述符號生成模塊502從前面的電路元件、或者輸入端口 102或源量化單元104接收像 素?cái)?shù)據(jù)DATAP。所述符號生成模塊502進(jìn)行無損符號生成將接收到的像素?cái)?shù)據(jù)DATAP轉(zhuǎn)換 成符號數(shù)據(jù)DATAS。通過舉例的方式，無損符號生成功能可以用無損空間預(yù)測、無損頻率變 換或無損時(shí)間預(yù)測來實(shí)現(xiàn)。所述熵編碼模塊504被耦接到所述符號生成模塊502,并且設(shè)置 為執(zhí)行無損熵編碼的功能。因此，所述熵編碼模塊504接收符號數(shù)據(jù)DATAS，并應(yīng)用無損熵 編碼至符號數(shù)據(jù)〇八14來生成由已編碼/已壓縮的數(shù)據(jù)構(gòu)成的比特流Bs。在對應(yīng)于該無損 壓縮內(nèi)核106,無損解壓縮內(nèi)核在接收端被執(zhí)行的情況下，從比特流Bs中獲得的重建符號 數(shù)據(jù)與符號數(shù)據(jù)〇八1^是相同的，并從重建符號數(shù)據(jù)得到的重建像素?cái)?shù)據(jù)與像素?cái)?shù)據(jù)DATA P是相同的。
[0039] 所述源量化單元104只有在啟用有損壓縮模式時(shí)動作。作為無損壓縮內(nèi)核106沒 有帶來失真，所述源量化單元104是負(fù)責(zé)為實(shí)現(xiàn)有損壓縮帶來所需的失真。在本實(shí)施例中， 所述源量化單元104對每個塊BKfBKN采用自適應(yīng)量化參數(shù)。也就是說，源量化單元104在 處理塊源像素?cái)?shù)據(jù)時(shí)，可以采用不同的量化參數(shù)QP BK1-QP胃。在一個示范性設(shè)計(jì) 中，源量化可使用動態(tài)比特截?cái)嗖僮鱽韺?shí)現(xiàn)。然而，這僅用于說明的目的，并不意味著是對 本發(fā)明的限制。也就是說，在另一種設(shè)計(jì)，源量化可以采用其它像素失真的方法。這也屬于 本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
[0040] 請參考圖6,它是示出了由源量化單元104所執(zhí)行的源量化的例子。由源量化截去 的比特?cái)?shù)是可變值，它依賴于量化參數(shù)（QP)。假設(shè)一個像素具有多個色彩通道（例如，RGB 通道或YUV信道）且所述像素的各色彩通道的數(shù)據(jù)具有N個位。在這個例子中，N = 8。當(dāng) 量化參數(shù)由〇設(shè)置，每個色彩通道數(shù)據(jù)沒有位被截?cái)啵矗唤財(cái)啾慌月罚?。因此，從所述?量化單元104生成的像素的各色彩通道的數(shù)據(jù)仍然具有N位。當(dāng)量化參數(shù)被設(shè)置為1，1位 截?cái)啾粓?zhí)行于每個色彩通道的數(shù)據(jù)。因此，從源量化單元104生成的像素的各色彩通道的 數(shù)據(jù)具有（N-1)位。當(dāng)量化參數(shù)設(shè)置為2, 2位截?cái)啾粓?zhí)行于每個色彩通道的數(shù)據(jù)，因此，從 源量化單元104生成的像素的各色彩通道的數(shù)據(jù)具有（N-2)位。當(dāng)量化參數(shù)設(shè)置為7, 一 7 位的截?cái)啾粓?zhí)行于每個色彩通道的數(shù)據(jù)。因此，從源量化單元104生成的像素的各色彩通 道的數(shù)據(jù)具有（N-7)位。簡單地說，當(dāng)量化參數(shù)被設(shè)置為較大的值，源量化帶來更多的像素 失真。然而，這僅用于說明的目的，并不意味著是對本發(fā)明的限制。也就是說，任何位截?cái)?的設(shè)計(jì)，它基于自適應(yīng)量化參數(shù)調(diào)整截?cái)辔坏臄?shù)目，可以用于實(shí)現(xiàn)源量化。
[0041] 如上所述，由于使用了自適應(yīng)量化參數(shù)，無損壓縮內(nèi)核106處理的每個塊的位數(shù) 目可以被調(diào)整。以這種方式，從無損壓縮內(nèi)核106產(chǎn)生的每個已編碼塊的位數(shù)目可以通過 源量化被調(diào)整/控制。因此，塊BKi-BKN的自適應(yīng)量化參數(shù)QP BK1-QPBKN的可以適當(dāng)?shù)赜稍戳?化單元104設(shè)置，以使在有損壓縮模式下產(chǎn)生多個塊（例如，整個幀F(xiàn)m或幀F(xiàn)m中的每個切 片）的壓縮數(shù)據(jù)的大小不超過一比特預(yù)算THBB。在本實(shí)施例中，圖像壓縮器100編碼幀F(xiàn)m 之前設(shè)置比特預(yù)算THBB，其中所述比特預(yù)算1~1^可被調(diào)節(jié)，這取決于應(yīng)用程序的要求和/或 圖像解壓縮器的解碼能力。對于每個塊，所述源量化單元104從多個候選量化參數(shù) (例如，QP = 〇，QP = 1... QP = 7)中確定所選擇量化參數(shù)，其中，使用所選擇量化參數(shù)的源 量化程序以及接續(xù)的無損壓縮程序所得的以編碼數(shù)據(jù)，為所述塊的壓縮結(jié)果，并會成為比 特流Bs的一部份。
[0042] 為了確定每個塊的所選擇量化參數(shù)（S卩，目標(biāo)量化參數(shù)），源量化單元104 可以采用一個全量化參數(shù)搜索、二進(jìn)制量化參數(shù)搜索，一通量化參數(shù)搜索（one-pass quantization parameter search)和多通量化參數(shù)的搜索（multi-pass quantization parameter search)。請結(jié)合圖8參考圖7,圖7示出了通過使用一全量化參數(shù)搜索測試所 有候選量化參數(shù)的一個例子。圖8是源量化單元104基于全量化參數(shù)搜索作出的決定的 示意圖。當(dāng)源量化單元104采用全量化參數(shù)搜索，所有的候選量化參數(shù)（例如，QP = 0, QP =1. .. QP = 7)被測試，以分別產(chǎn)生當(dāng)前塊的輸入像素?cái)?shù)據(jù)到無損壓縮內(nèi)核106。其結(jié)果 是，自無損壓縮內(nèi)核106獲得相同的塊（例如，D0-D7)的已壓縮數(shù)據(jù)，其中，所述已壓縮數(shù) 據(jù)D0-D7分別對應(yīng)于候選量化參數(shù)（例如，QP = 0, QP = 1. . . QP = 7)。在下文中，假定比 特預(yù)算了^^被施加到整個幀F(xiàn)m。因此，有損壓縮模式下生成的幀F(xiàn)m的壓縮數(shù)據(jù)的大小應(yīng) 不超過每一幀的比特預(yù)算THBB。一幀F(xiàn)m被劃分成多個塊，對應(yīng)各個塊的比 特預(yù)算THBK1-TH胃應(yīng)滿足下列公式：

【權(quán)利要求】
1. 一種圖像壓縮方法，包括： 接收幀中的多個塊的源像素?cái)?shù)據(jù)； 當(dāng)無損壓縮模式被啟用用于所述幀時(shí)，繞過源量化操作，且應(yīng)用無損壓縮內(nèi)核到每個 塊的所述源像素?cái)?shù)據(jù)，及 當(dāng)有損壓縮模式被啟用用于所述幀時(shí)，施加所述源量化操作至每個塊的所述源像素?cái)?shù) 據(jù)，以產(chǎn)生每個塊的輸入像素?cái)?shù)據(jù)，以及應(yīng)用所述無損壓縮內(nèi)核至每個塊的所述輸入像素 數(shù)據(jù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的圖像壓縮方法，其特征在于，所述無損壓縮內(nèi)核包括無損符號 生成功能和一個無損熵編碼功能。
3. 如權(quán)利要求1所述的圖像壓縮方法，其特征在于，在有損壓縮模式下生成的多個所 述塊的壓縮數(shù)據(jù)的大小不超過一個預(yù)定的比特預(yù)算。
4. 如權(quán)利要求1所述的圖像壓縮方法，其特征在于，所述源量化操作為每個塊采用自 適應(yīng)量化參數(shù)。
5. 如權(quán)利要求4所述的圖像壓縮方法，其特征在于，所述塊的所述自適應(yīng)量化參數(shù)被 設(shè)置為使有損壓縮模式下生成的多個所述塊的所述壓縮數(shù)據(jù)的大小不超過比特預(yù)算。
6. 如權(quán)利要求5所述的圖像壓縮方法，其特征在于，每個塊的所述自適應(yīng)量化參數(shù)設(shè) 定為多個候選量化參數(shù)中的所選量化參數(shù)。
7. 如權(quán)利要求6所述的圖像壓縮方法，其特征在于，應(yīng)用全量化參數(shù)搜索來使用所有 候選量化參數(shù)來分別產(chǎn)生所述塊的輸入像素?cái)?shù)據(jù)，其中能使得相應(yīng)的塊的所述壓縮數(shù)據(jù)的 尺寸滿足比特預(yù)算要求，并具有所述源量化操作帶來的最小失真的候選量化參數(shù)為所述所 選量化參數(shù)。
8. 如權(quán)利要求6所述的圖像壓縮方法，其特征在于，應(yīng)用二進(jìn)制量化參數(shù)搜索來使用 所有候選量化參數(shù)來分別產(chǎn)生每個塊的所述輸入像素?cái)?shù)據(jù)，其中能使得相應(yīng)的塊的所述壓 縮數(shù)據(jù)的尺寸滿足比特預(yù)算要求，并具有所述源量化操作帶來的最小失真的候選量化參數(shù) 為所述所選量化參數(shù)。
9. 如權(quán)利要求6所述的圖像壓縮方法，其特征在于，被用來執(zhí)行所述像素?cái)?shù)據(jù)的分析， 在每一塊的所述輸入像素?cái)?shù)據(jù)被壓縮前直接確定所述塊的所述所選量化參數(shù)。
10. 如權(quán)利要求6所述的圖像壓縮方法，其特征在于，多通量化參數(shù)搜索被用來執(zhí)行所 述像素?cái)?shù)據(jù)的分析來選擇其中一部分候選量化參數(shù)用于分別為每一塊產(chǎn)生所述輸入像素 數(shù)據(jù)，其中能使得相應(yīng)的塊的所述壓縮數(shù)據(jù)的尺寸滿足比特預(yù)算要求，并具有所述源量化 操作帶來的最小失真的候選量化參數(shù)為所述所選量化參數(shù)。
11. 一種圖像壓縮方法，包括： 接收幀內(nèi)多個塊的源像素?cái)?shù)據(jù)；及 通過應(yīng)用源量化操作到每個塊中的所述源像素?cái)?shù)據(jù)，以執(zhí)行有損壓縮至所述幀，來產(chǎn) 生所述每個塊的輸入像素?cái)?shù)據(jù)，并應(yīng)用無損壓縮內(nèi)核到所述每個塊的所述輸入像素?cái)?shù)據(jù)； 其中所述源量化操作對每個塊采用自適應(yīng)量化參數(shù)。
12. 如權(quán)利要求11所述的圖像壓縮方法，其特征在于，所述無損壓縮內(nèi)核包括無損符 號生成功能和一個無損熵編碼功能。
13. 如權(quán)利要求11所述的圖像壓縮方法，其特征在于，在有損壓縮模式下生成的多個 所述塊的壓縮數(shù)據(jù)的大小不超過一個預(yù)定的比特預(yù)算。
14. 如權(quán)利要求13所述的圖像壓縮方法，其特征在于，每個塊的所述自適應(yīng)量化參數(shù) 設(shè)定為多個候選量化參數(shù)中的所選量化參數(shù)。
15. 如權(quán)利要求14所述的圖像壓縮方法，其特征在于，應(yīng)用全量化參數(shù)搜索來使用所 有候選量化參數(shù)來分別產(chǎn)生每個塊的所述輸入像素?cái)?shù)據(jù)，其中能使得相應(yīng)的塊的所述壓縮 數(shù)據(jù)的尺寸滿足比特預(yù)算要求，并具有所述源量化操作帶來的最小失真的候選量化參數(shù)為 所述所選量化參數(shù)。
16. 如權(quán)利要求14所述的圖像壓縮方法，其特征在于，應(yīng)用二進(jìn)制量化參數(shù)搜索來使 用所有候選量化參數(shù)來分別產(chǎn)生每個塊的所述輸入像素?cái)?shù)據(jù)，其中能使得相應(yīng)的塊的所述 壓縮數(shù)據(jù)的尺寸滿足比特預(yù)算要求，并具有所述源量化操作帶來的最小失真的候選量化參 數(shù)為所述所選量化參數(shù)。
17. 如權(quán)利要求14所述的圖像壓縮方法，其特征在于，一次性量化參數(shù)搜索被用來執(zhí) 行所述像素?cái)?shù)據(jù)的分析，在每一塊的所述輸入像素?cái)?shù)據(jù)被壓縮前直接確定所述塊的所述所 選量化參數(shù)。
18. 如權(quán)利要求14所述的圖像壓縮方法，其特征在于，多通量化參數(shù)搜索被用來執(zhí)行 所述像素?cái)?shù)據(jù)的分析來選擇其中一部分候選量化參數(shù)用于分別為每一塊產(chǎn)生所述輸入像 素?cái)?shù)據(jù)，其中能使得相應(yīng)的塊的所述壓縮數(shù)據(jù)的尺寸滿足比特預(yù)算要求，并具有所述源量 化操作帶來的最小失真的候選量化參數(shù)為所述所選量化參數(shù)。
19. 如權(quán)利要求11所述的圖像壓縮方法，其特征在于，當(dāng)所述幀的塊的自適應(yīng)量化參 數(shù)設(shè)置為特定值，源量化操作被旁路，而無需修改所述塊的源像素?cái)?shù)據(jù)。
20. -種圖像壓縮器，包括： 輸入端口，用于接收多個幀的塊中的源像素?cái)?shù)據(jù)； 源量化單元，用于執(zhí)行源量化操作；及 無損壓縮內(nèi)核，用于執(zhí)行無損壓縮； 其特征在于，當(dāng)所述幀啟用無損壓縮模式時(shí)，所述源量化單元繞過每個塊的源像素?cái)?shù) 據(jù)至所述無損壓縮內(nèi)核，且所述無損壓縮內(nèi)核執(zhí)行無損壓縮于每個塊的所述源像素?cái)?shù)據(jù)； 當(dāng)所述幀啟用有損壓縮模式時(shí)，所述源量化單元應(yīng)用所述源量化操作于每個塊的所述源像 素?cái)?shù)據(jù)，以產(chǎn)生每個塊的輸入像素?cái)?shù)據(jù)至所述無損壓縮內(nèi)核，且所述無損壓縮內(nèi)核執(zhí)行無 損壓縮于每個塊的所述輸入像素?cái)?shù)據(jù)。
21. -種圖像壓縮器，包括： 輸入端口，用于接收幀的多個塊中的源像素?cái)?shù)據(jù)； 源量化單元，用于將源量化操作應(yīng)用至每個塊所述的源像素?cái)?shù)據(jù)，以產(chǎn)生每個塊的輸 入像素?cái)?shù)據(jù)，其中，所述源量化運(yùn)算單元為每個塊使用自適應(yīng)量化參數(shù)；和 無損壓縮內(nèi)核，用于執(zhí)行無損壓縮至每個塊的所述輸入像素?cái)?shù)據(jù)。
22. -種圖像解壓縮方法，包括： 接收幀的多個塊的已壓縮像素?cái)?shù)據(jù)； 當(dāng)所述幀啟用無損解壓縮模式，應(yīng)用無損解壓縮內(nèi)核到每個塊的已壓縮像素?cái)?shù)據(jù)，且 繞過輸出逆量化操作；及 當(dāng)所述幀啟用有損解壓縮模式，應(yīng)用無損解壓縮內(nèi)核到每個塊的已壓縮像素?cái)?shù)據(jù)，以 產(chǎn)生每個塊的輸出像素?cái)?shù)據(jù)，以及執(zhí)行所述輸出逆量化操作至每個塊的所述輸出像素?cái)?shù) 據(jù)。
23. 如權(quán)利要求22所述的圖像解壓縮方法，其特征在于，有損解壓縮模式下生成的多 個塊的所述已壓縮像素?cái)?shù)據(jù)的大小不超過一個預(yù)定的比特預(yù)算。
24. -種圖像解壓縮方法，包括： 接收幀的多個塊的已壓縮像素?cái)?shù)據(jù)，以及 應(yīng)用無損解壓縮內(nèi)核到每個塊的所述已壓縮像素?cái)?shù)據(jù)，以產(chǎn)生每個塊的輸出像素?cái)?shù) 據(jù)，并進(jìn)行輸出逆量化操作至每個塊的所述輸出像素?cái)?shù)據(jù)； 其中，所述輸出逆量化操作為每個塊采用自適應(yīng)量化參數(shù)。
25. 如權(quán)利要求24所述的圖像解壓縮方法，其特征在于，所述塊的所述自適應(yīng)量化參 數(shù)被設(shè)置為使得所述多個塊的所述已壓縮像素?cái)?shù)據(jù)大大小不超過比特預(yù)算。
26. -種圖像解壓縮器，包括： 輸入端口，用于接收幀的多個塊的已壓縮像素?cái)?shù)據(jù)； 無損解壓縮內(nèi)核，用于執(zhí)行無損解壓縮；及 輸出逆量化單元用于執(zhí)行輸出逆量化操作； 其中，當(dāng)所述幀啟用無損解壓縮模式，所述無損解壓縮內(nèi)核執(zhí)行無損解壓縮至每個塊 的所述已壓縮像素?cái)?shù)據(jù)，以產(chǎn)生每個塊的輸出像素?cái)?shù)據(jù)，且所述輸出逆量化單元繞過每個 塊的所述輸出像素?cái)?shù)據(jù)，并且當(dāng)所述幀啟用有損解壓縮模式，無損解壓縮內(nèi)核執(zhí)行無損解 壓縮至每個塊的所述已壓縮像素?cái)?shù)據(jù)以產(chǎn)生每個塊的輸出像素?cái)?shù)據(jù)，且所述輸出逆量化單 元執(zhí)行所述輸出逆量化操作至每個塊的所述輸出像素?cái)?shù)據(jù)。
27. 如權(quán)利要求26所述的圖像解壓縮器，其特征在于，在有損壓縮模式下生成的多個 塊的所述已壓縮像素?cái)?shù)據(jù)的大小不超過預(yù)定比特預(yù)算。
28. -種圖像解壓縮器，包括： 輸入端口，用于接收幀的多個塊的已壓縮像素?cái)?shù)據(jù)； 無損解壓縮內(nèi)核，用于執(zhí)行無損解壓縮于每個塊的所述已壓縮像素?cái)?shù)據(jù)，以產(chǎn)生每個 塊的輸出像素?cái)?shù)據(jù)；及 輸出逆量化單元，用于執(zhí)行輸出逆量化操作于每個塊的所述輸出像素?cái)?shù)據(jù)； 其中，所述輸出逆量化單元為每個塊使用自適應(yīng)量化參數(shù)。
29. 如權(quán)利要求28所述的圖像解壓縮器，其特征在于，所述塊的所述自適應(yīng)量化參數(shù) 被設(shè)置為使得所述多個塊的所述已壓縮像素?cái)?shù)據(jù)大大小不超過比特預(yù)算。
【文檔編號】H04N19/102GK104509110SQ201380039664
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月12日
【發(fā)明者】吳東興, 周漢良, 李坤儐, 朱啟誠 申請人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司