[发明专利]用于彩色图像的联合标量嵌入式图形编码

说明书

相关申请

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2009年10月14日提交的题为“NEW SCALAR EMBEDDED GRAPHICS CODING FOR COLOR IMAGES FOR WIRELESS HD 1.1”、序号为61/251,455的美国临时专利申请的优先权，特此通过引用将该申请全部并入用于所有目的。

技术领域

本发明涉及图像处理的领域。更具体而言，本发明涉及对彩色图像的嵌入式图形编码实现。

背景技术

大多数图像压缩方案是针对诸如由数字相机拍摄的照片之类的“自然图像”设计的。对于自然图像，在相邻像素之间存在强相关性。因此，大多数图像压缩方案的工作方式如下：

1.利用预测或变换或两者对像素进行去相关，从而产生预测残差或变换系数的稀疏直方图。该直方图具有位于0附近的单个峰。

2.如果必要则应用量化。

3.(经量化的)预测残差或变换系数被熵编码。熵编码器是针对上述分布设计的。如果分布具有很不相同的形状，则编码性能可能会较差。

然而，存在许多“非自然图像”，例如图形或文本的图像，这些图像通常具有大动态范围、强对比度、尖锐的边缘、强纹理和稀疏直方图。传统的图像压缩算法通常没有很好地处理这些类型的图像。像素间相关性更弱，并且预测或变换不会像对自然图像那样提供稀疏分布。

对于非自然图像已经提出了一些方案。一个示例被称为“直方图打包”(histogram packing)，其中编码器遍历整个图像，计算直方图并且在压缩图像之前进行像素的非线性映射。压缩要求两遍处理，导致了增加的存储器成本和更多计算。比特流不是可伸缩的，这意味着解码器需要整个比特流才能解码图像。如果没有重编码则不可能部分重建。

发明内容

这里描述了用于彩色图片的改进的标量嵌入式图形编码(scalar embedded graphics coding，EGC)。在一些实施例中，改进的标量EGC被用于无线HD压缩。要编码的图像帧被划分成块，块被进一步划分成颜色群组。这些群组被一次一个比特平面地编码。改进的标量EGC方法和系统使用共享的分组数据，但每个颜色的比特平面是分别编码的。另外，在编码期间，可以发生第二分组。这里描述的系统和方法保持了标量EGC的简单并且获得了与矢量EGC相当的效率。

在一个方面中，一种被编程在设备中的控制器中的压缩方法包括：将图像划分成块；将块分离成群组，其中群组是基于颜色成分之间共享的群组的数据的；以及利用分割信令(splitting signaling)针对每个比特平面分别对群组编码。分割信令进一步包括：指示出群组中的一群组是否是分割的；如果该群组是分割的，则对该群组的原始比特编码；以及如果该群组是未分割的，则编码细化比特。分割包括不同的比特值，并且未分割包括相同的比特值。第二级分组被应用到群组的分割信令。第二级分组包括：确定群组中的任何一个是否是分割的；如果群组都是未分割的，则指示出群组中没有分割并且为每个群组编码细化比特；以及如果群组中的至少一个是分割的，则：指示出群组中的至少一个中的分割；指示出个体群组是否是分割的；以及如果个体群组是分割的，则对该群组的原始比特编码，如果该群组是未分割的，则编码细化比特。共享的数据包括关于像素属于群组中的哪一个的信息。对每个群组的每个比特平面编码是按任意顺序的，其中任意包括颜色成分的任何顺序，但是从最高有效比特平面到最低有效比特平面的。图像是来自高清晰度视频的帧。高清晰度视频是从由以下各项构成的组中选择的格式：HDCAM、HDCAM-SR、DVCPRO HD、D5HD、XDCAM HD、HDV和AVCHD。控制器是从由以下各项构成的组中选择的：编程的计算机可读介质和专用电路。设备是从由以下各项构成的组中选择的：个人计算机、膝上型计算机、计算机工作站、服务器、大型计算机、手持式计算机、个人数字助理、蜂窝/移动电话、智能设备、游戏机、数字相机、数字摄像机、相机电话、iPhone、视频播放器、DVD写入器/播放器、写入器/播放器、电视机以及家庭娱乐系统。