视频或音频信号分段编码方法技术

在用于信号分段编码的方法中，研究一个域块ｄ以便从原始信号中发射值域块ｒ，因此，在使用计算法则ｒ↑［★］＝ｖ.ｄ＋ｂ之后，生成近似的值域块ｒ↑［★］，ｖ.ｄ是线性函数，并且ｂ是偏移矢量，偏移矢量ｂ通常具有不同的分量ｂ＝（ｂ↓［１］，ｂ↓［２］，…ｂ↓［ｎ］），偏移矢量ｂ最好由正交变换的加权正交基函数组成。（*该技术在2018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信号分段编码的方法，尤其是视频或音频信号的分段编码方法。所谓传输信号的自相似性被用于例如图像的分段编码，其原理在Jaquin,A.E.的文章中描述，即“基于迭代压缩图像变换的分段理论的图像编码(Image Coding Based on a Fractal Theory of iterated Contractive ImageTransformations”关于图像处理的IEEE学刊，Vol-1,No.1,1992年1月。如果要传输的信号是一个视频信号，当这些图像部分以一种特殊方式变化时，则应用由在同一图像上位于不同处的其它图像部分来代表图像部分的事实。如果要传输的信号是音频信号，当这些信号部分以一种特殊方式变换时，则相应的情况是音频信号的特殊部分可以由其它信号部分来模拟。在这种情况下的过程是研究一个所谓的域块d以形成一个将要传输的信号部分，通常所谓的值域块r，由此使用一个特殊的计算法则，由域块d形成一个近似的值域块r★并且尽可能好地模拟值域块r。在这种情况下使用的计算法则是r★=v·d+b，其中b=(b,b…b)(1)在这种情况下，v·d是个线性映像，项b描述偏移，确切地说通常为运样一种类型，即分量通常经历不同的“位移”，由v·d表示。为了缩减数据，上述Jaquin的文件建议为偏移选择一个包括相同分量的偏移矢量b=(b,b......b)T(2)其中bT是矢量b的变换。在这种情况下，通常通过把原始信号分割成信号块来从原始信号获得在等式(1)中使用的域块矢量d，信号块的尺寸比将要模拟的值域块矢量r的尺寸大。然后这种较大的信号块通常被几何变换(反射、旋转等)并通过进一步的操作(欠采样和滤波等)把大小减至值域块矢量r的范围。一种搜索方法被用来决定能最好地模拟将要发送的信号部分的域块d。在这种情况下，依照等式(3)的均方差通常被用作模拟质量的判断标准。 其中e2为均方差ri为值域块矢量r的第i个单元，由N个分量组成；以及r★i为近似的值域块矢量r★的第i个单元。在不考虑原始信号中域块的位置的情况下，利用该搜索方法还有一个目的是确定增益v和偏移b的最佳参数，并且如果需要的话确定应将何种几何变换应用于信号块。将要发送的信号块的分段代码现在包括已经发现的最佳参数信号中域块的位置，应用于这个域块的几何运算，增益v和偏移b。这些参数被编码并被发送。在接收机中，在不考虑误差的情况下，根据编码质量该误差可能较大或者较小，通过把映射法则多次地应用于任何需要的初始信号，就能够重建信号部分。也就是说，第一步，通过把法则(4)应用到来自随机初始信号的相应的域块，一旦域块已经被缩小尺寸并且已经对这一值域块进行相关联几何运算，就产生每个近似的值域块。r★1=v·d0+b(4)d0为在初始信号中的域块r★i为第一近似值域块如果把映射法则应用到所有值域块，则通过把近似值域块互相结合，就从随机初始信号得到对原始信号第一近似。第二步，通过把法则(5)应用到来自第一近似的相应域块，在域块再次减少了尺寸并且经过对这一值域块的相关几何运算之后，就产生每个近似的值域块。r★2=v·d1+b(5)其中d1为第一近似值域块，以及r★2为第二近似值域块。这样就得到了对原始信号第二近似。现在根据需要反复多次地重复这一过程以获得原始信号的良好重建。作为一种法则，这包括对原始图像的10至20次迭代。应用方程式(1)对音频信号的分段(fractal)编码的研究显示按照方程式(2)的假设，只有在很小的值域块被选择时，一般才能得到足够好的值域块模拟。然而，小的值域块意味着数据缩减得少。一个更好的解决数据缩减的方案是利用分量同样也是偏移矢量的不等值和大值域块来获得的。而且，在图像编码中，在运种具有周期性结构的某些图像与其它图像接近的情况下，分段编码的应用可能导致这些结构不是以少量错误重现。如果用于音频编码的分段编码被应用，那么周期信号同样导致应用该方法仅能不太充分地重现这些信号的结果。这是分段编码总是包括域块的尺寸缩减的结果。在周期信号的情况下，这个尺寸上的缩减导致信号周期因应用压缩而改变。如果包含有域块的信号通路不包括由于压缩而导致其周期与值域块相似的信号的任何信号单元，那么对应的值域块只能不很充分地重现。因此，本专利技术的目的是提供一种视频或音频信号的分段信号编码方法，它允许较高程度的数据缩减和较好的周期性结构重现。通过权利要求1主题可达到该目的，本专利技术的优选改进是从属权利要求的主题。根据本专利技术，合适的偏移矢量b用于分段编码，偏移矢量b从一个正交变换的加权正交基函数形成。通过分析待模拟的块并借助于一个适当选择的变换例如离散正弦变换(DCT)以谱的形式来模拟，并应用由多个被选择的变换的较小加权的基本矢量来代表偏移矢量b的结果，可发现更合适的偏移矢量b。该方法不限于使用DCT变换，也可能使用其它正交变换，例如同样应用于音频编码的离散付里叶变换(DFT)。正交基本矢量能有益地用来重现周期信号单元。而且，根据本专利技术的方法的一个优点是，在重现端的信号重建可以利用常规的迭代过程(iterationprocess)(也就是说不增加复杂程度)以一种熟悉的方式来实现。利用模糊边缘窗口的块开窗代表一个额外的有益分段编码方法，发现它在音频编码中用于避免所谓的分块效应是特别有益的。这种分块效应是重现信号中块边缘的值的突然变化而引起的。对根据本专利技术的方法的详细描述在下文中给出。借助于方程式(1)，分段编码的常规应用包括用域块去模拟一个值域块。按照本专利技术和如下列方程式(6)所显示的，方程式(1)所采用的并在整个块区域上为常数的偏移b现在被具有不同分量的矢量b替代。r★v·d+b；b=(b1,b2......bN)(6)其中r★域块r的模型d域块(如必要，用几何运算)v增益b偏移矢量，从加权正交基函数得到按照下面方程式(7)，矢量b被定为由加权正交基本函数组成。这里所描述的在此方法中应用的正交基本函数例如可以是余弦变换的基本函数。用哪个基本函数和用多少个基本函数的决定一定要依据应用而决定，而且不会对这里所描述的基础步骤有影响。因此矢量b的矢量分量bi可以通过方程式(7)来描述。bi=Σm=1Mamti,m---(7)]]>其中bi有N个值的矢量b的第i个单元ti,m有N个值的基本矢量tm的第i个单元。am第m个基本矢量tm的加权因子。在运种情况下，方程式(7)用具有正交变换的上升频率指数的开始M个基本矢量。这个选择纯粹是任意的并且只作为一个例子来用。还假设值域块矢量r包含N个单元而且所用的基本矢量tm是一个正交变换的基本矢量，需要N个基本矢量来完全代表拥有N个单元的一个原始矢量。根据方程式(3)的均方误差用来搜索最佳域块。使一个给定值域块矢量γ和一个给定域块矢量d的均方误差最小允许增益v的最佳值和正交基本矢量tm的系数am表示为v=Σi=1NRi*·Di*/Σi=1N(Di*)2---(8)]]>其中am=Rm-v·Dm(9)Ri*=Σk=M+1NRk·tk,j---(10)]]>Rk*=&Si本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于信号分段编码的方法，其中，研究一个域块ｄ以便从原始信号中发射值域块ｒ，因此，在使用计算法则ｒ↑［★］＝ｖ.ｄ＋ｂ之后，生成近似的值域块ｒ↑［★］，ｖ是线性函数并且ｂ是偏移矢量，其特征在于：偏移矢量ｂ通常具有不同的分量ｂ＝（ｂ↓［１］，ｂ↓［２］，…，ｂ↓［ｎ］）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：格哈德迪科普，托马斯沃普尔，
申请(专利权)人：德国汤姆逊布朗特公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]