[发明专利]由量化控制改良解码器性能的方法与系统

说明书

技术领域

本发明一般地涉及数据压缩，尤其是涉及一种编解码器（codec）系统。更特别地，本发明涉及在单一编码器的编解码器系统中提高解码器的性能。

背景技术

近年来对高清（HD）媒体（例如，视频、静止图像等）的需求已经显著增长。结果，对媒体装置（例如，照相机、行动电话、平板计算机等）的需求也已经增长。对现代媒体装置的主要设计目标是确保不间断的媒体吞吐量(throughput)。

编解码器用于媒体装置中，以便通过对所述媒体进行编码而提高数据压缩以及吞吐量。在编解码器中，编码器接收媒体数据并将其编码成压缩数据流。该压缩数据流最终被发送到解码器，该解码器解码该压缩数据并将其提供在输出。不幸的是，解码器常常在数据流中产生瓶颈(bottleneck)，当解码器的数据输出速率不足以以一种期望的方式（例如，以期望的帧速率、以期望的分辨率等）播放该媒体或者造成数据丢失时，这是有问题的。

采用行程（Run-Length）与熵（Entropy）编解码技术（例如，JPEG、MPEG等）的编解码器特别容易使解码器瓶颈，因为来自该编码器的压缩数据流的内容是不可预知的。该不可预知性造成解码过程花费太长时间和图像数据丢失，和/或迫使媒体装置运行太缓慢。该不可预知性还把现有技术的解码器限制于单个解码信道。

因此，需要的是一种在编解码器系统中提高解码器性能的系统及方法。还需要的是一种在初始编码过程中控制数据压缩及解码器性能的系统及方法。还需要的是一种在解码过程中极大地减小或消除瓶颈的系统及方法。

发明内容

本发明通过提供一种编码器和解码器系统克服了现有技术中的问题，该编码器和解码器系统通过在编码期间控制每一个区块的数据的量化过程来提高数据压缩和解码器性能。作为编码过程的一部分，本发明有利于量化每一个区块的数据，以产生量化区块，该区块包括至少预定数量（或百分比）的具有预定值（例如，值为0）的量化系数。此外，虽然解码器接收单一压缩数据流作为输入，该解码器能够并行解码与两个或更多个系数相关联的数据。通过在熵和行程解码过程中增加的吞吐量而易于并行解码，因为该吞吐量通过量化过程来控制。也公开了一种改善的行程解码系统和方法。

根据本发明的编码器包括：输入端，接收一区块的数值（例如，来自变换单元的一区块的变换系数）；量化电平产生器，定义该区块的变换系数的量化电平；以及量化器，基于量化电平量化该区块的变换系数，以产生区块的量化系数。定义该量化电平以使至少预定数量（k）（例如，大于或等于一半，等）的量化系数在量化之后具有预定值（例如，值为0）。该量化器通过以量化电平和与变换系数相关联的量化数据划分每一个变换系数而部分量化该区块的变换系数。当编码器很适合于JPEG应用时，量化电平产生器和量化器可以以任意编码器实施，其中需要一区块的数值的量化。

根据特定实施例，该量化电平产生器通过基于量化数据和默认量化电平（例如，值为1）初始地量化该区块的变换系数来确定量化电平，以产生测试区块的量化系数。如果该测试区块包括至少该预定数量之具有0值（预定值）的系数，然后默认量化电平被用作为该区块的量化电平。如果该测试区块的量化系数不包括足够的0值，然后例如通过识别该测试区块中第k个最小量化系数并且将新量化电平设定为大于两倍的该第k个最小量化系数的值的数值来确定新量化电平。在特定实施例中，该量化器通过进一步以新量化电平量化该测试区块而完成量化。编码器也可以包括量化电平输出端，输出量化电平例如至先进先出（FIFO）内存。

在另一特定实施例中，该编码器进一步包括离散余弦变换（DCT）单元，以产生该区块的变换系数；“之”字型单元，执行“之”字型操作，以在多个量化系数的线性数据流中排列该区块的量化系数；行程编码器，将多个量化系数编码为行程编码（RLE）数据；以及熵编码器，熵编码该行程编码数据。该编码器例如可以为JPEG或MPEG编码器。可以进一步选择该预定数量（k），以控制该解码器的输入数据和/或吞吐量的压缩数量。