[发明专利]可伸缩图像编码和解码

说明书

技术领域

本发明涉及用于将图像编码成可伸缩（scalable）比特流的方法和设备。本发明也涉及用于解码这样的可伸缩比特流的相应方法和设备、采用这样的（可能截短（truncated））可伸缩比特流的形式的编码图像信号以及在其上面记录了这样的编码图像信号的存储介质。本发明对于编码高清电视（HDTV）信号的视频图像而言是特别有用的。

背景技术

可伸缩视频编码被设想用于高清电视信号的无线传输（WirelessHD），特别地用于不可见地将壁挂式HDTV纯平显示器连接到外部HDTV信号源的目的。可伸缩意味着：利用编码器产生的比特流能够被截短。

在US6,462,681中披露获得可伸缩比特流的现有技术方法。该现有技术包括将每个图像分为图像块，在相应的块比特流中变换编码每一个图像块，并通过迭代扫描这些块流（blockstream）来形成可伸缩比特流，在每次扫描中将数据的一部分包括在块比特流中。

在WirelessHD方面的实验评估中，发明人发现：对于某些计算机图形内容而言，期望压缩性能的改善。对于WirelessHD来说，自然图像内容和图形内容应被支持。该现有技术方法被设计用于自然的图像内容，而没有特别地针对图形内容进行优化。

发明内容

本发明的目的是进一步改善现有技术方法。

为此，根据本发明的编码方法包括以下步骤：根据多种不同的编码模式中的一种编码模式来编码每一个图像块，以获得包括代表所述编码模式的数据的一种或多种类型的相应的块比特流。在通过迭代扫描块流来形成可伸缩比特流的同时，每一次扫描包括以下步骤：选择数据的所述类型中的至少一种，以及在可伸缩比特流中包括标记来指示数据的选择类型。

本发明提供允许各个块比特流的非常灵活的组合的可伸缩比特流格式，其允许优化的比特分配。多种编码模式对于解码图像数据的画面质量具有不同的重要性/优先级。本发明允许可伸缩视频比特流被组织，以便首先实现最大的质量改进，其后是在接收到该比特流的更多部分时相继较小的质量精炼（refinement）。这样，实现最优的率失真权衡。由于对于客观/主观质量而言的模式的不同重要性，所以该比特流格式允许编码器非常灵活地选择哪些比特将首先发送。

与已知的视频编码方法相类似，视频图像优选地被分成切片（slice），并且每一个切片被分成8x8像素的块。这些8x8像素块被帧内编码，这意味着没有使用来自其他帧的信息。

每一个块根据三种编码模式中的一种编码模式来编码：

－在自然模式中，认为该块代表自然图像的一部分。在这种情况下，它被DCT变换并被转换成可伸缩块比特流。优选地，例如，如在WO2005/112467中所披露的，使用可伸缩位平面编码。

－在合成模式或可伸缩图形模式中，发现该块包含能够更有效地被编码为特定的图形可伸缩块比特流的图形内容。

－在跳跃模式中，一个块利用1比特标记来表示，其中1比特标记指示发现该块与先前块是相同的。

根据本发明的比特流格式包括通过个别块的可伸缩比特流的众多的扫描/迭代。在每一次扫描中，编码器决定是否它包括用于自然/DCT块或用于合成/图形块或二者的比特流中的比特。对于DCT块而言，它能够进一步在DC系数比特与AC系数比特之间进行选择。例如，编码器能够选择首先发送DCT DC比特的少量扫描，然后发送图形比特的少量扫描，以及随后发送一些DCT AC比特。这些扫描可以是不同模式比特的混合或单个模式比特的后续扫描。编码器做出的决定以位于每一个块部分（例如，编码的位平面）和/或多个块（例如，切片）之前的标记的形式用信号通知（signal）给接收机。

在本发明的一个实施例中，该比特流格式允许块扫描顺序对于每一次扫描而改变。例如，对于DCT块或图形块，能够使用不同的扫描顺序。通常，对于自然图像而言，首先对于图像中心的块来扫描/分配比特是有利的。

在进一步实施例中，该格式允许按块指示是否发送比特。这允许非常详细的比特分配（允许例如强调感兴趣区域的质量）。

编码器可以进一步按扫描来选择是否将算术编码用于某些DCT-AC系数数据的更有效压缩。

该方法可以进一步包括将每一个图像分成图像切片并在每一个切片中包括指示应用于所述切片的编码模式的标记的步骤。指示在比特流的开始在图像切片（8个图像线）的压缩期间发生的模式优化块模式类型的编码（即，最小化块模式类型的编码所需的比特）。

附图说明