使用小波分解的视频编码方法技术

为了在约束下压缩视频序列，基于小波分解的范围内缺乏有效信息的预测，已知的２Ｄ或３ＤＳＰＩＨＴ，比较对应于不同分辨率的相同图像区域的一组像素和称作有效性等级的值。在两种情况下，转换系数通过包含用三个排序列表表示的重要性测试来排序，这三个列表叫做无效设定列表（ＬＩＳ）、无效象素列表（ＬＩＰ）和有效象素列表（ＬＳＰ）。在原始视频序列中，像素值依赖于围绕着它的像素的值。当条件事件的数量增加时，给于前ｄ比特的符号的概率估计成为困难的任务。本发明专利技术的目的是提出一种有效的图像编码方法，反映出用于比特流的信息源的特性中的变化：为了估计在每个有效性等级上所述列表中符号０和１出现的概率，考虑用丝和前后关系树表示的四种模式，这些模式对应于ＬＩＳ、ＬＩＰ、ＬＳＰ和标记，并且对亮度系数和色度系数模式之间作出区分。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于压缩分成帧组的视频序列的编码方法，其中帧组通过三维(3D)小波变换分解，从而产生给定数量的连续分辨率等级，所述方法基于称为“在分级树中的局部设定”(SPIHT)的分级子带编码处理并从视频序列的图像元(象素)的原始设定转换为用二进制格式编码的小波变换系数，所述系数构成树并按照对应于各自的有效级的局部子设定排序，这通过包含用三个排序的列表表示的像素的量值测试，这三个列表称为无效设定列表(LIS)、无效象素列表(LIP)和有效象素列表(LSP)，执行所述测试从而把所述的象素的原始设定根据分解程序分成所述的局部子设定，该程序持续到每个有效系数在所述的二进制表示范围内被编码为止，并且标志位也被放到将被发送的输出比特流中。传统的视频压缩方案可以认为包括四个主要的模块运动估计和补偿，系数转换(例如，离散余弦变换或小波分解)，系数的量化和编码，和熵编码。当视频编码器除此之外必须可升级时，该装置必须能够从低比特率到高比特率编码图像，用速率增加图象的质量。很自然通过提供图像的分级表示，借助于小波分解的变换看来比传统的离散余弦变换(DCT)更适于可升级的方案。小波分解使原始输入信号用子带信号的设定来描述。每个子带表示实际上在给定的分辨率级和特定频率范围内的原始信号。分解为不正确的子带通常通过首先施加到当前图象的第一行接着施加到由此滤波的图像列的一维滤波器库的设定来完成。这样的实现的例子在1995年6月的信号处理第44卷，n°1中27-38页的由S.S.Goh撰写的“图象的小波分解中的置换”中被描述。实际上两个滤波器，即一个低通滤波器和一个高通滤波器被用于分离图像的低频和高频。该操作首先在行上执行并随后用因数2进行子取样操作，接着在子取样图像的列上执行该操作，产生的图像也用2进行下取样。从而获得小于原始值四倍的四幅图像一个低频子图像(或“平滑图像”)，它包括涉及原始图像的初始内容的主要部分，和三个高频子图象，它们只包含所述原始图像的水平、垂直和对角线的细节。该分解处理持续到从最新的平滑图像中不再获得有用信息时为止。一种用于图象压缩的计算相当简单的技术，它使用两维(2D)小波分解，在1996年6月IEEE视频技术的电路和系统学报第6卷，n°3，243-250页，由A.Said和W.A.Pearlman撰写的“基于分级树中的局部设定(＝SPIHT)的新的快速和有效的图像编解码器”中进行了描述。如上述文献中所述，原始图像假定用一组像素值p(x，y)确定，其中x和y是像素坐标，原始图像用分级子带转换编码，用如下公式(1)表示c(x，y)＝Ω(p(x，y)) (1)其中Ω表示转换，每个元素c(x，y)被称为“对像素坐标(x，y)的转换系数”。主要的目的是接着选择将被首先发送的最重要的信息，这造成根据它们的重要性(大重要性的系数具有更大的信息内容，它们或至少它们的最有效比特应当首先发送)排列这些转换系数的顺序。如果排序信息明确地发送到解码器，只要相对小数量的像素坐标一发送，相当好质量的图像就能够恢复。如果排序信息不被明确地发送，则假定编码运算法则的执行路径由它的分支点上比较的结果确定，并且如果接收到重要性比较的结果，具有相同分类运算法则的解码器能够重复编码器的该执行路径。则排序信息能够从执行路径恢复。在所述的分类运算法则中一个重要的事实是没有必要分类所有系数，而只分类2n≤|cx，y|＜2n+1，其中n在每次传递中递减。给定n，如果|cx，y|≥2n(2n＝被称作有效性等级)，也就是说系数有效；否则被称为无效。分类运算法则把一组像素分为局部子设定Tm并执行重要性测试(2)max(x,y)∈Tm{|cx,y|}≥2n ---(2)]]>如果解码器接收到“否”(全部涉及的子设定无效)，则可知该子设定Tm中的所有系数无效。如果答案是“是”(子设定有效)，则由编码器和解码器使用的预定规则用于把Tm分为新的子设置Tm，1，有效性测试进一步施加到这些新的子设定上。该设定区分程序持续到对所有单一坐标有效子设定完成重要性测试为止，从而识别每个有效系数并用二进制格式对系数编码。为了降低发送的重要性比较(即消息位)的数量，可以确定局部设定规则，该规则使用由子带锥体确定的分级中预期的排序。目的是建立预期无效的子带包含大量元素并且预期有效的子带只包含一个元素的新的局部。为了明确重要性比较和消息位之间的关系，使用如下函数来表示坐标T的子设定的有效性 而且，已经观察到在子带之间有空间自相似性，并且如果在锥体中沿着相同的空间取向系数向下移动，则预期系数被更好地按重要性排序。例如，如果低活动区域被预期在锥体的最高级中识别，则它们在相同空间位置上的较低等级被复制。一个称为空间取向树的树结构实际上确定了小波分解的分级锥体上的空间关系。附图说明图1示出了怎样用递归的四子带分离构成的锥体中确定空间取向树。以每个节点或者没有衍生物(叶)或者具有四个衍生物的方式，树的每个节点对应于相同空间取向的像素，这总是形成一组2×2相邻像素。在图1中，箭头从亲节点指向它的衍生物。锥体的最高级中的象素是树的根部也分组为2×2相邻像素。但是，它们的衍生分支规则不同，在每一组中，分支之一(在图1中用星号表示)没有子节点。接下来的坐标设定被用于提出该编码方法，(x，y)表示系数的位置.0(x，y)节点(x，y)的所有支系的坐标组；.D(x，y)节点(x，y)的所有子节点的坐标组；.H所有空间取向树根部(在锥体最高等级中的节点)的坐标组；.L(x，y)＝D(x，y)-0(x，y)能够观察到，子设置被测试为有效的排序是重要的，在实际应用中有效信息保存在三个排序列表中，它们称为无效设置列表(LIS)、无效象素列表(LIP)和有效象素列表(LSP)。在所有这些列表中，每个输入用坐标(i，j)表示，其中在LIP和LSP中它表示单独像素，而在LIS中它表示D(i，j)或L(i，j)组(为了区分它们，如果它代表D(i，j)则LIS输入可以被称为A型，如果它代表L(i，j)则LIS输入可以被称为B型)。SPIHT运算法则实际上基于三个列表LIS、LIP和LSP的操作。2D SPIHF运算法则基于密钥概念通过使用自然图象中固有的自相似性，缺乏有效信息的预测穿过小波分解的范围。这意味着如果小波分解的最低读数的系数无效，其他读数的对应于相同区域的系数有很大可能性也是无效的。基本上，SPIHT运算法则包括比较一组对应于不同分辨率的相同图像区域的像素和前面称为“有效性等级”的值。3D SPIHT运算法则与2D SPIHT运算法则很不同。3D小波分解在一个帧组(GOF)上执行。沿着时间方向，实现运动补偿和暂态滤波。代替空间组(2D)，具有3D空间暂态设置，并且具有相同的空间-暂态取向并由亲子关系描述的系数树。在图2中这些连接在3D的情况下被描述。树的根部用最低分辨率的近似值子带(“根”子带)的像素形成。在3D SPIHT运算法则中，在所有的子带而不是叶中，每个像素具有8个衍生物像素，并且每个像素只有一个亲体。在该规则中有一个例外在根的情况下，8个之外的一个像素没有衍生物。在2D情况下，空间暂态取向树实际上确定了分级小波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于分成帧组的视频序列的压缩的编码方法，其中帧组通过三维（３Ｄ）小波变换分解，从而产生给定数量的连续分辨率等级，所述方法基于称为“在分级树中的局部设定”（ＳＰＩＨＴ）的分级子带编码处理并从视频序列的图像元（象素）的原始设定转换为用二进制格式编码的小波变换系数，所述系数构成树并按照对应于各自的有效级的局部子设定排序，这通过包含用三个排序的列表表示的像素的量值测试，这三个列表称为无效设定列表（ＬＩＳ）、无效象素列表（ＬＩＰ）和有效象素列表（ＬＳＰ），所述测试被执行从而把所述的象素的原始设定根据分解程序分成所述的局部子设定，该程序持续到每个有效系数在所述的二进制表示范围内被编码为止，并且符号位也被放到将被发送的输出比特流中，所述方法进一步特征在于为了估计在每个有效性等级上所述列表中符号０和１出现的概率，考虑用丝和前后关系树表示的四种模式，这些模式对应于ＬＩＳ、ＬＩＰ、ＬＳＰ和标记，并且对亮度系数和色度系数模式之间作出进一步的区分，不区分Ｕ和Ｖ系数。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：B菲尔茨，B佩斯奎特波佩斯库，
申请(专利权)人：皇家菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]