[发明专利]有损压缩编码数据方法和设备以及相应的重构数据方法和设备

说明书

技术领域

本发明是在包括图像数据和音频数据中的至少一种的有损压缩编码数据领域作出的。

背景技术

有损压缩编码试图使用尽可能少的比特来表示例如音频或视频数据的数据，同时设法从有损压缩编码的表示中尽可能好地重构数据。

为了实现这一目标，通常定义速率-失真成本函数。最小化这个函数则允许在比特率方面的编码成本和在重构数据相对于原始数据的失真方面的信息丢失之间传送最佳权衡的有损压缩方案。

重构数据可以包括后处理。也就是说，首先，使用包含在压缩编码数据中的信息生成该数据的初步重构。然后，应用后处理方法以重新获得通过有损压缩从原始数据中移除的信息部分。

它的一个示例是在有损压缩的过程中从图像数据中移除胶片颗粒噪声(film grain noise)和随后向从有损压缩编码的图像数据获得的初步重构添加模拟的胶片颗粒噪声。

失真的另一示例性来源是量化。为了压缩视频或音频数据，通常使用已编码的数据来预测数据。残差剩余形式预测是使用例如离散余弦变换或小波变换的从空间和/或时间域到频率域的变换。然后对由此产生的系数进行量化。最后，使用例如霍夫曼编码或算术编码将量化系数压缩编码。

量化可以是非线性的，使得系数被稀释或稀疏，即，只保留频率信息的一个子集。这与和修改相结合的线性量化类似或相同。E.Candes、J.Romberg和T.Tao在关于信息理论的IEEE期刊2006年2月第52卷第489–509页的《Robust uncertainty principles:Exact signal reconstruction from highly incomplete frequency information》中理论上证明了，不论以何种方式，可以使用适当的后处理从这样的子集精确地重构图像。

Y.Zhang、S.Mei、Q.Chen和Z.Chen在IEEE ICASSP学报2008年4月第1361-1364页的《A novel image/video coding method based on compressed sensing theory》中提出了一种通过采用变换系数的二次抽样和基于残差域中对初步块重构的后处理的总偏差(TV)最小化的图像/视频编码方法。

M.R.Dadkhah、S.Shirani、M.J.Deen在IEEE ICASSP学报2010年3月14-19日第1030-1033页的《Compressive sensing with modified total variation minimization algorithm》中提到利用范数-1后处理用于图像重构。

基于总偏差最小化的后处理的另一应用示例可以在T.T.Do、X.Lu、J.Sole在ICIP学报2010年9月26-29日第3377-3380页的《Compressive sensing wi th adaptive pixel domain reconstruction for block-based video coding》中找到。其中，提出了一种视频编码器，其在采用自适应全偏差最小化块恢复的新的编码模式和现有的H.264模式之间进行选择。采用表示为CS-标志的附加标志来标记所选择的编码模式。解码器读取该CS标志并且然后执行对应于CS模式或正常模式的适当的重构算法。

发明内容

当前发明的发明人发现这样的问题，即无论是否执行像是总偏差(TV)正则化的后处理，标志的传输都会导致比特流中显著的开销，尤其是对于低比特率压缩。这个问题在可以使用若干后处理方法并且因此必须以信号表示的情况下甚至会加剧。

发明人意识到，可以使用量化系数的修改来信号表示后处理方法。

因此，提出了一种用于有损压缩编码数据的方法，所述数据包括图像数据和音频数据中的至少一种。所述方法包括使用所述数据的预测的离散余弦变换的残差的量化来确定量化系数。所述方法进一步包括：修改所述量化系数以最小化速率-失真成本，其中，使用数据的后处理的重构来确定所述失真，后处理的重构是根据后处理方法进行后处理的，以及压缩编码所述修改的系数。在上述提出的方法中，所述后处理方法是n>l个不同的预定后处理方法候选之一，其在后处理方法候选的排列的预定顺序中的位置等于修改后的系数的和除以n的余数。

这样做免除了比特流中标志的开销。

在一个实施例中，使用相应地适配的处理部件来执行这些步骤。