close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент РФ 2335845

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
RU
(19)
(11)
2 335 845
(13)
C2
(51) МПК
H03M 7/42
(2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2004131857/09, 02.04.2003
(72) Автор(ы):
КУРСЕРЕН Рагип (US),
КАРЧЕВИЧ Марта (US)
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
02.04.2003
(73) Патентообладатель(и):
НОКИА КОРПОРЕЙШН (FI)
R U
(30) Конвенционный приоритет:
02.04.2002 US 60/369,500
(43) Дата публикации за вки: 20.04.2005
(45) Опубликовано: 10.10.2008 Бюл. № 28
2 3 3 5 8 4 5
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: RU 2119727 С1, 27.09.1998. US 6166664
А1, 26.12.2000. WO 99/03279 A1, 21.01.1999.
GB 2332127 A, 09.06.1999. JP 6077843 A,
18.03.1994.
(85) Дата перевода за вки PCT на национальную фазу:
02.11.2004
2 3 3 5 8 4 5
R U
(87) Публикаци PCT:
WO 03/084076 (09.10.2003)
C 2
C 2
(86) За вка PCT:
FI 03/00253 (02.04.2003)
Адрес дл переписки:
129090, Москва, ул. Б. Спасска , 25, стр.3,
ООО "Юридическа фирма Городисский и
Партнеры", пат.пов. Ю.Д.Кузнецову, рег.№ 595
(54) КОДИРОВАНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ В КОДЕРАХ И/ИЛИ ДЕКОДЕРАХ
ИЗОБРАЖЕНИЯ/ВИДЕОСИГНАЛА
(57) Реферат:
Изобретение относитс к способу кодировани набора символов данных, содержащего нулевые
символы данных и ненулевые символы данных, при
котором
назначают
кодовое
слово
дл представлени ненулевого символа данных и
св занного с ним числа предшествующих или
последующих
нулевых
символов
данных
посредством операции отображени . Согласно
изобретению операцию отображени , посредством
которой кодовое слово назначают ненулевому
символу данных и св занному с ним числу
предшествующих или последующих символов
данных, адаптируют в зависимости от максимально
возможного числа нулевых символов данных в
наборе символов данных. Описываютс также
соответствующий
способ
декодировани ,
кодирующее
и
декодирующее
устройства.
Технический результат - снижение объема
передаваемой
информации
при
сохранении
приемлемого качества изображени . 8 н. и 36 з.п.
ф-лы, 7 ил. 7 табл.
Страница: 1
RU
C 2
C 2
2 3 3 5 8 4 5
2 3 3 5 8 4 5
R U
R U
Страница: 2
RUSSIAN FEDERATION
RU
(19)
(11)
2 335 845
(13)
C2
(51) Int. Cl.
H03M 7/42
(2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2004131857/09, 02.04.2003
(24) Effective date for property rights: 02.04.2003
(72) Inventor(s):
KURSEREN Ragip (US),
KARChEVICh Marta (US)
(30) Priority:
02.04.2002 US 60/369,500
(73) Proprietor(s):
NOKIA KORPOREJShN (FI)
R U
(43) Application published: 20.04.2005
(45) Date of publication: 10.10.2008 Bull. 28
(86) PCT application:
FI 03/00253 (02.04.2003)
(87) PCT publication:
WO 03/084076 (09.10.2003)
C 2
R U
(57) Abstract:
FIELD: physics.
SUBSTANCE: display operation used to name
nonzero data symbol and related number of
previous or following data symbols with a code
word is adapted depending on maximum possible
number of zero data symbols within data symbols
set. Corresponding decoding method, coders and
decoders are described as well.
EFFECT:
lower
volume
of
transferred
information at comprehensible image quality.
43 cl, 7 dwg, 7 tbl
Страница: 3
EN
C 2
(54) CONVERSION FACTOR CODING IN IMAGE/VIDEO SIGNAL CODERS AND/OR DECODERS
2 3 3 5 8 4 5
Mail address:
129090, Moskva, ul. B. Spasskaja, 25, str.3,
OOO "Juridicheskaja firma Gorodisskij i
Partnery", pat.pov. Ju.D.Kuznetsovu, reg.№ 595
2 3 3 5 8 4 5
(85) Commencement of national phase: 02.11.2004
RU 2 335 845 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Область техники
Изобретение относитс к способу, кодеру, декодеру и устройству дл кодировани цифрового видеосигнала. Более конкретно изобретение относитс к кодированию
коэффициентов преобразовани , вырабатываемых в результате кодировани на основе
поблочного преобразовани в кодере/декодере видеосигнала/изображени , при
использовании кодировани кодом переменной длины (VLC).
Уровень техники
Цифровые видеопоследовательности, подобные обычным движущимс изображени м,
записанным на пленку, содержат последовательность неподвижных изображений, при этом
иллюзи движени создаетс отображением этих изображений одно за другим с
относительно большой скоростью, обычно 15-30 кадров в секунду. Из-за относительно
быстрой скорости отображени изображени в следующих друг за другом кадрах имеют
тенденцию быть почти подобными, а следовательно, содержат значительный объем
избыточной информации. К примеру, типична сцена может содержать некоторые
стационарные элементы, такие как фоновое окружение, и некоторые подвижные области,
которые могут принимать множество различных форм, например лицо диктора последних
известий, трафик движени и т.д. Альтернативно может перемещатьс , например, сама
камера, записывающа сцену, и в этом случае все элементы изображени имеют один и
тот же вид движени . Во многих случа х это означает, что общее изменение между одним
видеокадром и следующим за ним достаточно мало.
Каждый кадр несжатой цифровой видеопоследовательности содержит массив пикселов
изображени . Например, в обычно используемом цифровом видеоформате, известном как
квартетный общий формат обмена (QCIF), кадр содержит массив из 176Ч144 пикселов, и
в этом случае каждый кадр имеет 25344 пиксела. В свою очередь каждый пиксел
представл етс определенным числом битов, которые несут информацию о ркостной
и/или цветовой компоненте области изображени , соответствующей этому пикселу. Обычно
дл представлени компоненты ркости и цветности изображени используетс так
называема цветова модель YUV. Яркостна , или Y, компонента представл ет
интенсивность ( ркость) изображени , тогда как цветова компонента изображени представл етс двум цветоразностными компонентами, обозначаемыми U и V.
Цветовые модели, основанные на ркостном/цветностном представлении содержани ,
изображени , обеспечивает определенные преимущества по сравнению с цветовыми
модел ми, которые основаны на представлении, включающем в себ основные цвета (т.е.
красный, зеленый и синий, RGB). Зрительна система человека более чувствительна к
изменени м интенсивности, чем к цветовым изменени м, и цветовые модели YUV
используют это свойство за счет применени более низкого пространственного разрешени дл цветоразностных компонент (U, V), чем дл ркостной компоненты (Y). Тем самым
объем информации, необходимой дл кодировани цветовой информации в изображении,
можно снизить при приемлемом снижении качества изображени .
Более низкое пространственное разрешение цветоразностных компонент обычно
достигаетс путем подквантовани . Как правило, каждый кадр видеопоследовательности
раздел етс на так называемые «макроблоки», которые содержат ркостную (Y)
информацию и св занную с ней цветоразностную (U, V) информацию, котора пространственно подквантуетс . Фиг.3 иллюстрирует способ, которым могут
формироватьс макроблоки. Фиг.3 показывает кадр видеопоследовательности,
представленный с помощью цветовой модели YUV, причем кажда компонента имеет одно
и то же пространственное разрешение. Макроблоки формируютс путем представлени области 16Ч16 пикселов в исходном изображении как четыре блока ркостной информации,
причем каждый ркостный блок содержит массив 8Ч8 ркостных (Y) значений и две
пространственно соответствующих цветоразностных компоненты (U и V), которые
подквантуютс с коэффициентом два в направлени х х и y, чтобы получить
соответствующие массивы 8Ч8 цветоразностных (U, V) значений. Согласно некоторым
рекомендаци м видеокодировани , таким как Рекомендаци H.26L Международного союза
Страница: 4
DE
RU 2 335 845 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
электросв зи (ITU-T), размер блоков, используемых в макроблоках, может быть иным,
нежели 8Ч8, например, 4Ч8 или 4Ч4 (см. объединенную модель (JM) 2.0 рабочего проекта
№2, Doc. JVT-B118, Joint Video Team (JVT) of ISO/IEC MPEG и ITU-T VCEG Pattaya, 2nd
JVT Meeting, Geneva, CH, Jan. 29 - Feb. 1, 2002, Section 3.2).
Изображение QCIF содержит 11Ч9 макроблоков. Если ркостные блоки и
цветоразностные блоки представл ютс с разрешением 8 битов (т.е. числами в диапазоне
от 0 до 255), общее число битов, требуемых на макроблок, равно (16Ч16Ч8)+2Ч(8Ч8Ч8)=
3072 битов. Число битов, необходимых дл представлени видеокадра в формате QCIF,
составл ет, таким образом, 99Ч3072=304128 битов. Это означает, что объем данных,
требуемых дл передачи/записи/отображени несжатой видеопоследовательности в
формате QCIF, представленной с помощью цветовой модели YUV, при скорости 30 кадров
в секунду составл ет более чем 9 Мбит/сек (миллионов битов в секунду). Это
чрезвычайно высока скорость передачи данных, не подход ща дл использовани в
приложени х видеозаписи, передачи и отображени вследствие очень больших требуемых
емкости хранени , пропускной способности канала и производительности аппаратного
обеспечени .
Если видеоданные подлежат передаче в реальном времени по сети с фиксированными
лини ми, такой как цифрова сеть с предоставлением комплексных услуг (ISDN) или
традиционна телефонна сеть общего пользовани (PSTN), доступна полоса частот дл передачи данных составл ет обычно около 64 кбит/сек. В мобильной видеотелефонии, где
передача имеет место по меньшей мере частично по линии радиосв зи, доступна полоса
частот может снижатьс до 20 кбит/сек. Это означает, что должно достигатьс значительное снижение в объеме информации, используемой дл представлени видеоданных, чтобы обеспечить передачу цифровой видеопоследовательности по сет м
св зи с малой шириной полосы. По этой причине разработаны методы видеосжати ,
которые снижают объем передаваемой информации при сохранении приемлемого качества
изображени .
Способы видеосжати базируютс на снижении избыточных и бесполезных дл воспри ти частей в видеопоследовательност х. Избыточность в
видеопоследовательност х может подраздел тьс на пространственную, временную и
спектральную избыточность. «Пространственна избыточность» представл ет собой
выражение, используемое дл описани взаимосв зи (подоби ) между соседними
пикселами в кадре. Выражение «временна избыточность» выражает тот факт, что
объекты, по вл ющиес в одном кадре последовательности, веро тно, по в тс в
последующих кадрах, тогда как «спектральна избыточность» относитс к коррел ции
между различными цветовыми компонентами одного и того же изображени .
Достаточно эффективное сжатие нельз обычно получить в заданной
последовательности изображений простым снижением разных видов избыточности. Таким
образом, большинство нынешних видеокодеров также снижают качество тех частей
видеопоследовательности, которые практически наименее важны. Вдобавок избыточность
сжатого видеобитового потока сама по себе снижаетс посредством эффективного
кодировани без потерь. В общем случае это достигаетс с помощью метода, известного
как энтропийное кодирование.
Часто имеетс значительна величина пространственной избыточности между
пикселами, которые составл ют каждый кадр цифровой видеопоследовательности. Иными
словами, значение любого пиксела в кадре последовательности практически то же самое,
что и значение других пикселов в его непосредственной близости. Как правило, системы
видеокодировани снижают пространственную избыточность с помощью метода,
известного как «кодирование с поблочным преобразованием», в котором математическое
преобразование, такое как двумерное дискретное косинусное преобразование (ДКП),
примен етс к блокам пикселов изображени . Оно преобразует данные изображени из
представлени , содержащего значени пикселов, к виду, содержащему набор значений
коэффициентов, представл ющих компоненты пространственных частот, значительно
Страница: 5
RU 2 335 845 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
снижа пространственную избыточность и тем самым вырабатыва более компактное
представление данных изображени .
Кадры видеопоследовательности, которые сжимаютс с помощью кодировани с
поблочным преобразованием без ссылки на какой-либо иной кадр в этой
последовательности, обозначаютс как ВНУТРИ-кодированные, или I-кадры. В дополнение
к этому и если возможно, блоки ВНУТРИ-кодированных кадров предсказываютс из ранее
кодированных блоков внутри того же самого кадра. Этот метод, известный как ВНУТРИпредсказание, приводит к дополнительному сокращению объема данных, требуемых дл представлени ВНУТРИ-кодированного кадра.
В общем случае системы видеокодировани не только снижают пространственную
избыточность в отдельных кадрах видеопоследовательности, но также используют метод,
известный как «предсказание с компенсацией движени », чтобы снизить временную
избыточность в последовательности. С помощью предсказани с компенсацией движени содержание изображени некоторых (часто многих) кадров в цифровой
видеопоследовательности «предсказываетс » из одного или более других кадров в
последовательности, известных как «опорные» кадры. Предсказание содержани изображени достигаетс путем отслеживани движени объектов или областей
изображени между кадром, подлежащим кодированию (сжатию), и опорным(и)
кадром(ами) с помощью «векторов движени ». В общем случае опорный(ые) кадр(ы) могут
предшествовать кадру, подлежащему кодированию, или следовать за ним в
видеопоследовательности. Как и в случае ВНУТРИ-кодировани , предсказание с
компенсацией движени в видеокадре обычно выполн етс на основе макроблоков.
Кадры видеопоследовательности, которые сжимаютс с помощью предсказани с
компенсацией движени , называютс в общем случае МЕЖ-кодированными или Р-кадрами.
Одно лишь предсказание с компенсацией движени редко обеспечивает достаточно точное
представление содержани изображени видеокадра и потому, как правило, необходимо
предусмотреть так называемый кадр «ошибки предсказани » (РЕ) с каждым МЕЖкодированным кадром. Кадр ошибки предсказани представл ет разность между
декодированной версией МЕЖ-кодированного кадра и содержанием изображени кадра,
подлежащего кодированию. Более конкретно кадр ошибки предсказани содержит
значени , которые представл ют разность между значени ми пикселов в кадре,
подлежащем кодированию, и соответствующими реконструированными значени ми
пикселов, сформированными на основе предсказанной версии рассматриваемого кадра.
Следовательно, кадр ошибки предсказани имеет характеристики, аналогичные
неподвижному изображению, и дл снижени его пространственной избыточности, а
значит, и объема данных (числа битов), требуемых дл его представлени , может
примен тьс кодирование с поблочным преобразованием.
Работа системы видеокодировани более подробно описана ниже со ссылками на фиг. 1
и 2. На фиг. 1 показана условна схема базового видеокодера, который использует
комбинацию ВНУТРИ- и МЕЖ-кодировани дл формировани сжатого (кодированного)
потока видеобитов. Соответствующий декодер показан на фиг. 2 и описан ниже.
Видеокодер 100 содержит вход 101 дл приема цифрового видеосигнала от камеры или
другого видеоисточника (не показано). Он также содержит блок 104 преобразовани ,
который предназначен дл выполнени поблочного дискретного косинусного
преобразовани (ДКП), квантователь 106, обратный квантователь 108, блок 110 обратного
преобразовани , предназначенный дл выполнени обратного поблочного дискретного
косинусного преобразовани (ОДКП), объединители 112 и 116 и кадровую пам ть 120.
Кодер также содержит блок 130 оценки движени , кодер 140 пол движени и
предсказатель 150 скомпенсированного движени . Переключатели 102 и 114 управл ютс совместно блоком 160 управлени дл переключени кодера между режимом ВНУТРИвидеокодировани и режимом МЕЖ-видеокодировани . Кодер 100 содержит также
видеомультиплексирующий кодер 170, который формирует единый битовый поток из
различных типов информации, выработанной кодером 100, дл дальнейшей передачи к
Страница: 6
RU 2 335 845 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
удаленному приемному терминалу или, например, дл сохранени на носителе данных
большой емкости, таком как жесткий диск компьютера (не показан).
Кодер 100 работает следующим образом. Каждый кадр несжатого видеосигнала,
подаваемый из источника видеосигнала на вход 101, принимаетс и обрабатываетс макроблок за макроблоком, предпочтительно в пор дке растрового сканировани . Когда
начинаетс кодирование новой видеопоследовательности, первый подлежащий
кодированию кадр кодируетс как ВНУТРИ-кодированный кадр. Вслед за этим кодер
программируетс дл кодировани каждого кадра в МЕЖ-кодированном формате, если
только не будет удовлетворено одно из следующих условий: 1) принимаетс решение, что
текущий макроблок кодируемого кадра настолько отличаетс от значений пикселов в
опорном кадре, использованном дл его предсказани , что вырабатываетс информаци чрезмерной ошибки предсказани , и в этом случае текущий макроблок кодируетс в
формате ВНУТРИ-кодировани ; 2) истекает заранее заданный интервал повторени ВНУТРИ-кодированных кадров; или 3) принимаетс обратна св зь от принимающего
терминала, указывающа на запрос кадра, подлежащего представлению во ВНУТРИкодированном формате.
По вление услови 1) обнаруживаетс путем контрол выхода объединител 116.
Объединитель 116 формирует разность между текущим макроблоком кодируемого кадра и
его предсказанием, выработанным в блоке 150 предсказани скомпенсированного
движени . Если мера этой разности (к примеру, сумма абсолютных разностей значений
пикселов) превосходит заранее заданный порог, объединитель 116 информирует об этом
блоки 160 управлени по управл ющей линии 119 и блок 160 управлени воздействует на
переключатели 102 и 114 по управл ющей линии 113, чтобы переключить кодер 100 в
режим ВНУТРИ-кодировани . При этом кадр, который в противном случае кодируетс в
формате МЕЖ-кодировани , может содержать ВНУТРИ-кодированные макроблоки.
По вление услови 2) контролируетс посредством таймера или счетчика кадров,
реализованного в блоке 160 управлени , так что если таймер заканчивает счет либо
счетчик кадров достигает заранее заданного числа кадров, блок 160 управлени воздействует на переключатели 102 и 114 по управл ющей линии 113, чтобы переключить
кодер в режим ВНУТРИ-кодировани . Условие 3) запускаетс , если блок 160 управлени принимает, например, от принимающего терминала по управл ющей линии 121 сигнал
обратной св зи, указывающий, что принимающим терминалом затребовано ВНУТРИкадровое обновление. Такое условие может возникнуть, к примеру, если предыдущий
переданный кадр сильно искажен помехами в процессе его передачи, что делает
невозможным его декодирование в приемнике. В этой ситуации принимающий декодер
выдает запрос на следующий кадр, подлежащий кодированию в ВНУТРИ-кодированном
формате, тем самым вновь запуска кодирующую последовательность.
Ниже описана работа кодера 100 в режиме ВНУТРИ-кодировани . В режиме ВНУТРИкодировани блок 160 управлени воздействует на переключатель 102 дл приема
входного видеосигнала из входной линии 118. Входной видеосигнал принимаетс макроблок за макроблоком от входа 101 по входной линии 118. По мере их приема эти
блоки ркостных и цветоразностных значений, которые составл ют макроблок, проход т к
блоку 104 преобразовани ДКП, который выполн ет двумерное дискретное косинусное
преобразование над каждым блоком значений, вырабатыва двумерный массив
коэффициентов ДКП дл каждого блока. Блок 104 преобразовани ДКП вырабатывает
массив значений коэффициентов дл каждого блока, причем число значений
коэффициентов зависит от свойств блоков, которые составл ют макроблок. К примеру,
если основной размер блока, используемого в макроблоке, составл ет 4Ч4, блок 104
преобразовани ДКП вырабатывает массив 4Ч4 коэффициентов ДКП дл каждого блока.
Если размер блока составл ет 8Ч8, вырабатываетс массив коэффициентов ДКП 8Ч8.
Коэффициенты ДКП дл каждого блока подаютс на квантователь 106, где они
квантуютс с использованием параметра квантовани ПК. Выбор параметра ПК
квантовани управл етс блоком 160 управлени по управл ющей линии 115. Квантование
Страница: 7
RU 2 335 845 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
вносит потерю информации, т.к. коэффициенты квантовани имеют более низкую
численную точность, чем коэффициенты, первоначально сформированные блоком 104
преобразовани ДКП. Это обеспечивает дополнительный механизм, посредством которого
можно снизить объем данных, требуемых дл представлени каждого изображени в
видеопоследовательности. Однако в отличие от преобразовани ДКП которое по существу
не вносит потерь, потер информации, вносима квантованием, вызывает необратимое
ухудшение качества изображени . Чем больше степень квантовани , примененного к
коэффициентам ДКП, тем больше потери качества изображени .
Квантованные коэффициенты ДКП дл каждого блока с квантовател 106 подаютс на
видеомультиплексирующий кодер 170, как указано линией 125 на фиг. 1.
Видеомультиплексирующий кодер 170 упор дочивает квантованные коэффициенты
преобразовани дл каждого блока с помощью процедуры зигзагообразного сканировани .
Эта операци преобразует двумерный массив квантованных коэффициентов
преобразовани в одномерный массив. Обычные пор дки зигзагообразного сканировани ,
такие как дл массива 4Ч4, показанного на фиг. 4, упор дочивают коэффициенты примерно
в возрастающем пор дке пространственных частот. Это также имеет тенденцию к
упор дочению коэффициентов согласно их значени м, так что коэффициенты,
расположенные раньше в одномерном массиве, с большей веро тностью имеют большие
абсолютные значени , чем коэффициенты, расположенные позже в массиве. Это имеет
место потому, что более низкие пространственные частоты имеют тенденцию к более
высоким амплитудам в блоках изображений. Следовательно, последние значени в
одномерном массиве квантованных коэффициентов преобразовани обычно равны нул м.
Как правило, видеомультиплексирующий кодер 170 представл ет каждый ненулевой
квантованный коэффициент в одномерном массиве двум значени ми, именуемыми
«уровень» и «пробег». «Уровень» представл ет собой величину квантованного
коэффициента, а «пробег» представл ет собой число следующих друг за другом нулевых
коэффициентов, предшествующих рассматриваемому коэффициенту. Значени уровн и
пробега дл данного коэффициента упор дочиваютс так, что значение уровн предшествует св занному с ним значению пробега. Значение уровн , равное нулю,
используетс дл указани того, что в блоке больше нет ненулевых значений
коэффициентов. Это значение 0-уровн именуетс символом (ЕОВ) (Конец-Блока).
Альтернативно каждый квантованный коэффициент с ненулевым значением в
одномерном массиве может быть представлен трем значени ми (пробег, уровень,
последний). Значени «уровн » и «пробега» такие же, как в предыдущей схеме, тогда как
«последний» обозначает, имеютс ли какие-либо другие коэффициенты с ненулевыми
величинами в одномерном массиве, следующими за текущим коэффициентом.
Следовательно, нет необходимости в отдельном символе EOB.
Значени пробега и уровн (и последнего, если приемлемо) затем сжимаютс с
помощью энтропийного кодировани . Энтропийное кодирование представл ет собой
операцию без потерь, котора использует тот факт, что символы в подлежащем
кодированию наборе данных в общем случае имеют различные веро тности по влени .
Поэтому вместо использовани фиксированного числа битов дл представлени каждого
символа назначаетс переменное число битов так, что символы, которые более веро тны
дл по влени , представл ютс кодовыми словами с меньшим числом битов. По этой
причине энтропийное кодирование часто называетс кодированием переменной длины
(VLC). Поскольку некоторые значени уровней и пробегов более веро тны, чем прочие
значени , методы энтропийного кодировани могут эффективно использоватьс дл снижени числа битов, требуемых дл представлени значений пробега и уровн .
После того как значени пробега и уровн энтропийно закодированы,
видеомультиплексирующий кодер 170 далее объедин ет их с управл ющей информацией,
также энтропийно кодированной с помощью способа кодировани переменной длины,
подход щего дл вида рассматриваемой информации, чтобы сформировать сжатый поток
битов закодированной информации 135 изображени . Этот поток битов, включающий в
Страница: 8
RU 2 335 845 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
себ кодовые слова переменной длины, представл ющие пары (пробег, уровень),
передаетс из кодера.
Хот энтропийное кодирование описано в св зи с операци ми, выполн емыми
видеомультиплексирующим кодером 170, следует отметить, что в альтернативных
реализаци х может предусматриватьс отдельный блок энтропийного кодировани .
В кодере 100 формируетс также локально декодированна верси макроблока. Это
делаетс путем пропускани квантованных коэффициентов преобразовани дл каждого
блока, выданных квантователем 106, через обратный квантователь 108 и применени обратного преобразовани ДКП в блоке 110 обратного преобразовани . Таким образом,
реконструированный массив значений пикселов формируетс дл каждого блока в
макроблоке. Результирующие декодированные данные изображени ввод тс в
объединитель 112. В режиме ВНУТРИ-кодировани переключатель 114 устанавливаетс так, что ввод данных на объединитель 112 через переключатель 114 равен нулю. При этом
операци , выполн ема объединителем 112, эквивалентна пропусканию декодированных
данных изображени неизменными.
После того как последующие макроблоки текущего кадра прин ты и подвергнуты ранее
описанным шагам кодировани и локального декодировани в блоках 104, 106, 108, 110 и
112, декодированна верси ВНУТРИ-кодированного кадра встраиваетс в кадровую
пам ть 120. Когда последний макроблок текущего кадра ВНУТРИ-кодирован и вслед за
этим декодирован, кадрова пам ть 120 содержит полностью декодированный кадр,
доступный дл использовани в качестве опорного кадра предсказани при кодировании
прин того следующим видеокадра во ВНУТРИ-кодированном формате.
Ниже описана работа кодера 100 в режиме МЕЖ-кодировани . В режиме МЕЖкодировани блок 160 управлени воздействует на переключатель 102 дл приема его
входных данных из линии 117, которые содержат выходные данные объединител 116.
Когда объединитель 116 принимает блоки ркостных и цветоразностных значений, которые
составл ют макроблок, он формирует соответствующие блоки информации ошибки
предсказани . Информаци ошибки предсказани представл ет разность между
рассматриваемым блоком и его предсказанием, выработанным блоком 150 предсказани скомпенсированного движени . Более конкретно информаци ошибки предсказани дл каждого блока в макроблоке содержит двумерный массив значений, каждое из которых
представл ет разность между значением пиксела в блоке кодируемой ркостной и
цветоразностной информации и декодированным значением пиксела, полученным путем
формировани предсказани скомпенсированного движени дл блока согласно
процедуре, описанной ниже. Таким образом, в ситуации, когда каждый макроблок
содержит, например, набор блоков 4Ч4, содержащих ркостные и цветоразностные
значени , информаци ошибки предсказани дл каждого блока в макроблоке аналогичным
образом содержит массив 4Ч4 значений ошибки предсказани .
Информаци ошибки предсказани дл каждого блока в макроблоке поступает в блок
104 преобразовани ДКП, который выполн ет двумерное дискретное косинусное
преобразование над каждым блоком значений ошибки предсказани , чтобы выработать
двумерный массив коэффициентов преобразовани ДКП дл каждого блока. Блок 104
преобразовани ДКП вырабатывает массив значений коэффициентов дл каждого блока
ошибки предсказани , причем число значений коэффициентов зависит от свойств блоков,
которые составл ют макроблок. К примеру, если основной размер блока, используемый в
макроблоке, составл ет 4Ч4, блок 104 преобразовани ДКП вырабатывает массив 4Ч4
коэффициентов ДКП дл каждого блока ошибки предсказани . Если размер блока
равен 8Ч8, то вырабатываетс массив 8Ч8 коэффициентов ДКП.
Коэффициенты преобразовани дл каждого блока ошибки предсказани поступают в
квантователь 106, где они квантуютс с помощью параметра квантовани ПК аналогично
тому, как описано в св зи с работой кодера в режиме ВНУТРИ-кодировани . Выбор
параметра квантовани ПК вновь управл етс блоком 160 управлени по управл ющей
линии 115.
Страница: 9
RU 2 335 845 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Квантованные коэффициенты ДКП, представл ющие информацию ошибки предсказани дл каждого блока в макроблоке, поступают из квантовател 106 на
видеомультиплексирующий кодер 170, как указано линией 125 на фиг. 1. Как и в режиме
ВНУТРИ-кодировани , видеомультиплексирующий кодер 170 упор дочивает
коэффициенты преобразовани дл каждого блока ошибки предсказани с помощью ранее
описанной процедуры зигзагообразного сканировани (см. фиг. 4), а затем представл ет
каждый квантованный коэффициент как значение уровн и пробега. Он также сжимает
значени уровн и пробега с помощью энтропийного кодировани аналогично тому, как это
описано выше в св зи с режимом ВНУТРИ-кодировани . Видео мультиплексирующий кодер
170 также принимает информацию вектора движени (описанную ниже) из блока 140
кодировани пол движени по линии 126 и управл ющую информацию из блока 160
управлени . Он энтропийно кодирует информацию вектора движени и информацию
управлени и формирует единый поток 135 битов кодированной информации изображени ,
содержащий энтропийно кодированную информацию вектора движени , ошибки
предсказани и управлени .
Квантованные коэффициенты ДКП, представл ющие информацию ошибки предсказани дл каждого блока в макроблоке, поступают также из квантовател 106 на обратный
квантователь 108. Здесь они обратно квантуютс и результирующие блоки обратно
квантованных коэффициентов ДКП подаютс на блок 110 обратного преобразовани ДКП,
где они подвергаютс обратному преобразованию ДКП, чтобы выработать локально
декодированные блоки значений ошибки предсказани . Локально декодированные блоки
значений ошибки предсказани ввод тс затем в объединитель 112. В режиме МЕЖкодировани переключатель 114 устанавливаетс так, что объединитель 112 также
принимает предсказанные значени пикселов дл каждого блока в макроблоке,
выработанные блоком 150 предсказани скомпенсированного движени . Объединитель 112
объедин ет каждый из локально декодированных блоков значений ошибки предсказани с
соответствующим блоком предсказанных значений пикселов дл формировани блоков
реконструированного изображени и сохран ет их в кадровой пам ти 120.
Последующие макроблоки видеосигнала принимаютс от источника видеосигнала и
подвергаютс ранее описанным шагам кодировани и декодировани в блоках 104, 106,
108, 110, 112, а декодированна верси кадра встраиваетс в кадровую пам ть 120.
Когда последний макроблок кадра обработан, кадрова пам ть 120 содержит полностью
декодированный кадр, доступный дл использовани в качестве опорного кадра
предсказани при кодировании принимаемого затем видеокадра в МЕЖ-кодированном
формате.
Ниже описано формирование предсказани дл макроблока текущего кадра. Любой
кадр, закодированный в МЕЖ-кодированном формате, требует опорного кадра дл предсказани с компенсацией движени . Это с неизбежностью означает, что при
кодировании видеопоследовательности первый подлежащий кодированию кадр, будь то
первый кадр в последовательности или какой-то иной кадр, должен кодироватьс во
ВНУТРИ-кодированном формате. Это, в свою очередь, означает, что когда видеокодер 100
переключаетс блоком 160 управлени в режим МЕЖ-кодировани , полный опорный кадр,
сформированный локальным декодированием ранее кодированного кадра, уже доступен в
кадровой пам ти 120 кодера. В общем случае опорный кадр формируетс локальным
декодированием либо ВНУТРИ-кодированного кадра, либо МЕЖ-кодированного кадра.
Первый шаг при формировании предсказани дл макроблока текущего кадра
выполн етс блоком 130 оценивани движени . Блок 130 оценивани движени принимает
блоки ркостных и цветоразностных значений, которые составл ют текущий макроблок
подлежащего кодированию кадра, по линии 128. Он затем выполн ет операцию
согласовани блоков, чтобы идентифицировать область в опорном кадре, котора в
основном соответствует текущему макроблоку. Дл того чтобы выполнить операцию
согласовани блоков, блок оценивани движени обращаетс к данным опорного кадра,
хран щимс в кадровой пам ти 120, по линии 127. Более конкретно блок 130 оценивани Страница: 10
RU 2 335 845 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
движени выполн ет согласование блоков путем вычислени разностных значений (к
примеру, сумм абсолютных разностей), представл ющих разность значений пикселов
между рассматриваемым макроблоком и кандидатами наиболее совпадающих областей
пикселов из опорного кадра, хран щегос в кадровой пам ти 120. Разностное значение
вырабатываетс дл областей-кандидатов при всех возможных сдвигах в пределах
заранее определенной области опорного кадра, и блок 130 оценивани движени находит
наименьшее вычисленное разностное значение. Сдвиг между макроблоком в текущем
кадре и блоком-кандидатом из значений пикселов в опорном кадре, который задает
наименьшее разностное значение, определ ет вектор движени дл рассматриваемого
макроблока.
Когда блок 130 оценивани движени выработал вектор движени дл макроблока, он
выдает этот вектор движени в блок 140 кодировани пол движени . Блок 140
кодировани пол движени аппроксимирует вектор движени , прин тый из блока 130
оценивани движени , с помощью модели движени , содержащей набор базисных функций
и коэффициентов движени . Конкретнее блок 140 кодировани пол движени представл ет вектор движени как набор значений коэффициентов движени , который при
умножении на базисные функции формирует аппроксимацию вектора движени . Как
правило, используетс модель смещени , имеюща только два коэффициента движени и
две базисных функции, но могут также использоватьс модели движени большей
сложности.
Коэффициенты движени проход т из блока 140 кодировани пол движени в блок 150
предсказани скомпенсированного движени . Блок 150 предсказани скомпенсированного
движени также принимает из кадровой пам ти 120 наиболее совпадающую областькандидат значений пикселов, идентифицированную блоком 130 оценивани движени . С
помощью аппроксимированного представлени вектора движени , выработанного блоком
140 кодировани пол движени , и значений пикселов наиболее совпадающей областикандидата из опорного кадра блок 150 предсказани скомпенсированного движени вырабатывает массив предсказанных значений пикселов дл каждого блока в макроблоке.
Каждый блок предсказанных значений пикселов поступает на объединитель 116, где
предсказанные значени пикселов вычитаютс из действующих (входных) значений
пикселов в соответствующем блоке текущего макроблока. Таким образом, получаетс набор блоков ошибок предсказани дл макроблока.
Ниже описана работа видеодекодера 200, показанного на фиг. 2. Декодер 200 содержит
видеомультиплексирующий декодер 270, принимающий кодированный битовой поток 135
видеоданных от кодера 100 и демультиплексирующий его на составные части, обратный
квантователь 210, обратный преобразователь 220 ДКП, блок 240 предсказани скомпенсированного движени , кадровую пам ть 250, объединитель 230, блок 260
управлени и выход 280.
Блок 260 управлени управл ет работой декодера 200 в ответ на то, декодируетс ли
ВНУТРИ- или МЕЖ-кодированный кадр. Управл ющий сигнал запуска ВНУТРИ-/МЕЖрежима, обеспечивающий переключение декодера между режимами декодировани ,
извлекаетс , например, из информации типа изображени , св занной с каждым сжатым
видеокадром, прин тым от кодера. Управл ющий сигнал запуска ВНУТРИ-/МЕЖ-режим
выдел етс из закодированного битового потока видеоданных посредством
видеомультиплексирующего декодера 270 и поступает по управл ющей линии 215 в блок
260 управлени .
Декодирование ВНУТРИ-кодированного кадра выполн етс макроблок за макроблоком,
причем каждый макроблок декодируетс , по существу как только относ ща с к нему
информаци принимаетс в битовом потоке 135 видеоданных. Видеомультиплексирующий
декодер 270 отдел ет кодированную информацию дл блоков в макроблоке от возможной
управл ющей информации, относ щейс к рассматриваемому макроблоку. Кодированна информаци дл каждого блока во ВНУТРИ-кодированном макроблоке содержит кодовые
слова переменной длины, представл ющие энтропийно закодированные значени Страница: 11
RU 2 335 845 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
уровн и пробега дл ненулевых квантованных коэффициентов ДКП в блоке.
Видеомультиплексирующий декодер 270 декодирует кодовые слова переменной длины с
помощью способа декодировани переменной длины, соответствующего способу
кодировани , используемому в кодере 100, и благодар этому восстанавливает значени уровн и пробега. Он затем восстанавливает массив значений квантованных
коэффициентов преобразовани дл каждого блока в макроблоке и пропускает их на
обратный квантователь 210. Люба управл юща информаци , относ ща с к макроблоку,
также декодируетс в видеомультиплексирующем декодере с помощью подход щего
способа декодировани и пропускаетс на блок 260 управлени . В частности, информаци ,
относ ща с к уровню квантовани , примен емому к коэффициентам преобразовани ,
выдел етс из кодированного битового потока видеоданных мультиплексирующим
декодером 270 и подаетс в блок 260 управлени по управл ющей линии 217. Блок
управлени , в свою очередь, пропускает эту информацию на обратный квантователь 210 по
управл ющей линии 218. Обратный квантователь 210 обратно квантует квантованные
коэффициенты ДКП дл каждого блока в макроблоке согласно управл ющей информации и
подает новые обратно квантованные коэффициенты ДКП на обратный преобразователь
220 ДКП.
Обратный преобразователь 220 ДКП выполн ет обратное преобразование ДКП над
обратно квантованными коэффициентами ДКП дл каждого блока в макроблоке, чтобы
сформировать декодированный блок информации изображени , содержащей
восстановленные значени пикселов. Восстановленные значени пикселов дл каждого
блока в макроблоке поступают через объединитель 230 на видеовыход 280 декодера, где,
к примеру, они могут подаватьс на отображающее устройство (не показано).
Восстановленные значени пикселов дл каждого блока в макроблоке также сохран ютс в
кадровой пам ти 250. Поскольку предсказание с компенсацией движени не используетс при кодировании/декодировании ВНУТРИ-кодированных макроблоков, блок 260 управлени управл ет объединителем 230 дл пропускани каждого блока значений пикселов как
такового на видеовыход 280 и кадровую пам ть 250. Когда декодируютс и сохран ютс последующие макроблоки ВНУТРИ-кодированного кадра, декодированный кадр постепенно
выстраиваетс в кадровой пам ти 250 и тем самым становитс доступным дл использовани в качестве опорного кадра дл предсказани с компенсацией движени в
св зи с декодированием последующих принимаемых МЕЖ-кодированных кадров.
МЕЖ-кодированные кадры декодируютс макроблок за макроблоком, причем каждый
МЕЖ-кодированный макроблок декодируетс по существу, как только относ ща с к нему
информаци принимаетс в битовом потоке 135 видеоданных. Видеомультиплексирующий
декодер 270 отдел ет кодированную информацию ошибки предсказани дл каждого блока
в МЕЖ-кодированном макроблоке от кодированной информации вектора движени и
возможной управл ющей информации, относ щейс к рассматриваемому макроблоку. Как
по сн лось выше, кодированна информаци ошибки предсказани дл каждого блока в
макроблоке содержит кодовые слова переменной длины, представл ющие энтропийно
кодированные значени уровн и пробега дл ненулевых квантованных коэффициентов
преобразовани рассматриваемого блока ошибки предсказани .
Видеомультиплексирующий декодер 270 декодирует кодовые слова переменной длины с
помощью способа декодировани переменной длины, соответствующего способу
кодировани , используемому в кодере 100, и благодар этому восстанавливает значени уровн и пробега. Он затем восстанавливает массив значений квантованных
коэффициентов преобразовани дл каждого блока ошибки предсказани и пропускает их
на обратный квантователь 210. Управл юща информаци , относ ща с к МЕЖкодированному макроблоку, также декодируетс в видеомультиплексирующем декодере с
помощью подход щего способа декодировани и подаетс на блок 260 управлени .
Информаци , относ ща с к уровню квантовани , примен емому к коэффициентам
преобразовани , выдел етс из кодированного потока битов видео мультиплексирующим
декодером 270 и подаетс в блок 260 управлени по управл ющей линии 217. Блок
Страница: 12
RU 2 335 845 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
управлени , в свою очередь, подает эту информацию на обратный квантователь 210 по
управл ющей линии 218. Обратный квантователь 210 обратно квантует квантованные
коэффициенты ДКП, представл ющие информацию ошибки предсказани дл каждого
блока в макроблоке согласно управл ющей информации и подает новые обратно
квантованные коэффициенты ДКП на обратный преобразователь 220 ДКП. Обратно
квантованные коэффициенты ДКП, представл ющие информацию ошибки предсказани дл каждого блока, затем обратно преобразуютс в обратном преобразователе 220, чтобы
получить массив восстановленных значений ошибки предсказани дл каждого блока в
макроблоке.
Кодированна информаци вектора движени , св занна с макроблоком, выдел етс из
кодированного битового потока 135 видеоданных посредством видео
мультиплексирующего декодера 270 и декодируетс . Полученна таким образом
декодированна информаци вектора движени подаетс по управл ющей линии 225 на
блок 240 предсказани скомпенсированного движени , который восстанавливает вектор
движени дл макроблока с помощью той же самой модели движени , котора использовалась дл кодировани МЕЖ-кодированного макроблока в кодере 100.
Восстановленный вектор движени аппроксимирует вектор движени , первоначально
найденный блоком 130 оценивани движени в кодере. Блок 240 предсказани скомпенсированного движени в декодере использует восстановленный вектор движени ,
чтобы идентифицировать местоположение области восстановленных пикселов в опорном
кадре предсказани , хран щемс в кадровой пам ти 250. Этот опорный кадр может быть,
например, ранее декодированным МЕЖ-кодированным кадром или ранее декодированным
ВНУТРИ-кодированным кадром. В любом случае область пикселов, указанна восстановленным вектором движени , используетс дл формировани предсказани дл рассматриваемого блока. Более конкретно блок 240 предсказани скомпенсированного
движени формирует массив значений пикселов дл каждого блока в макроблоке путем
копировани соответствующих значений пикселов из области пикселов,
идентифицированной в опорном кадре. Предсказание, т.е. блоки значений пикселов,
выделенных из опорного кадра, поступают из блока 240 предсказани скомпенсированного
движени в объединитель 230, где они объедин ютс с декодированной информацией
ошибки предсказани . На практике значени пикселов каждого предсказанного блока
добавл ютс к соответствующим восстановленным значени м ошибки предсказани ,
выводимым обратным преобразователем 220 ДКП. Таким образом получаетс массив
восстановленных значений пикселов дл каждого блока в макроблоке. Восстановленные
значени пикселов поступают на видеовыход 280 декодера, а также сохран ютс в
кадровой пам ти 250.
Когда декодируютс и сохран ютс последующие макроблоки МЕЖ-кодированного
кадра, декодированный кадр постепенно формируетс в кадровой пам ти 250 и тем самым
становитс доступным дл использовани в качестве опорного кадра дл предсказани с
компенсацией движени других МЕЖ-кодированных кадров.
Ниже более подробно описано энтропийное кодирование значений уровн и пробега,
св занных с квантованными коэффициентами преобразовани с помощью метода
кодировани переменной длины (КПД).
Как правило, пара пробег-уровень кодируетс как единый символ. Это достигаетс путем определени соответстви между каждой возможной парой пробег-уровень и
определенными кодовыми числами. Пример отображени пар пробег-уровень в кодовые
числа в виде таблицы перекодировки иллюстрируетс в Таблице 3. С помощью этих
отображений в таблице перекодировки кодовое число назначаетс каждой паре (пробег,
уровень) блока, и результирующие кодовые числа кодируютс посредством кодировани VLC. Например, в объединенной модели (JM) 2.0 рабочего проекта № 2, Doc. JVT-B118,
Joint Video Team (JVT) of ISO/IEC MPEG и ITU-T VCEG Pattaya, 2nd JVT Meeting, Geneva,
CH, Jan. 29 - Feb. 1, 2002, (стандарт видео кодировани Н.26L) определ ютс две
разных таблицы перекодировки, которые отображают пары (пробег, уровень) на кодовые
Страница: 13
RU 2 335 845 C2
5
10
15
20
25
числа. Выбор того, какую таблицу надлежит использовать, основываетс на значении ПК и
режиме кодировани блока. Более конкретно, если режим кодировани вл етс ВНУТРИрежимом и ПК меньше, чем 24, используетс друга таблица, чем в противоположном
случае.
Объединенна модель JM 2.0 of JVT H.26L использует так называемую
«универсальную» схему кодировани переменной длины, упоминаемую как UVLC.
Соответственно видеокодер, реализованный согласно H. 26L JM 2.0, использует единый
набор кодовых слов переменной длины дл энтропийного кодировани всех
информационных (синтаксических) элементов, подлежащих передаче в потоке битов от
кодера. Хот используемые кодовые слова одни и те же, заранее заданное число
различных отображений символов данных в кодовые слова определ ютс дл кодировани различных типов информации. Например, два отображени символов данных в кодовые
слова предусматриваютс дл блоков, содержащих ркостную информацию, причем выбор
отображени зависит от типа операции зигзагообразного сканировани (простое или
двойное сканирование), используемой дл упор дочени квантованных коэффициентов
преобразовани ДКП. Подробности схем простого и двойного зигзагообразного
сканировани согласно H.26L см. рабочий проект № 2, Doc. JVT-B118, Joint Video Team
(JVT) of ISO/IEC MPEG и ITU-T VCEG Pattaya, 2nd JVT Meeting, Geneva, CH, Jan. 29 Feb. 1, 2002. Различные отображени , среди прочих, также предусматриваютс дл информации типа макроблока (тип_МБ) (MB_type) информации режима ВНУТРИпредсказани (см. ниже таблицу 3).
Кодовые слова UVLC, определенные в H.26L JM 2.0, могут записыватьс в следующем
сжатом виде, показанном ниже в Таблице 1, где выражение xn может принимать либо
значение 0, либо 1.
Таблица 1: Схема дл генерировани кодовых слов UVLC согласно H.26L JM 2.0
30
35
40
Таблица 2 представл ет первые 16 кодовых слов, вырабатываемых согласно схеме,
представленной в Таблице 1, тогда как Таблица 3 показывает некоторые из различных
отображений символов данных в кодовые слова, предусмотренных согласно Н.26L. Полное
описание этих отображений содержитс в рабочем проекте № 2, Doc. JVT-B118, Joint
Video Team (JVT) of ISO/IEC MPEG и ITU-T VCEG Pattaya, 2nd JVT Meeting, Geneva, CH,
Jan. 29 - Feb. 1, 2002.
Таблица 2
Индекс кодового слова Кодовое слово UVLC
45
50
0
1
1
010
2
011
3
00100
4
00101
5
00110
6
00111
7
0001000
8
0001001
9
0001010
10
000010000
Страница: 14
RU 2 335 845 C2
5
11
000010001
12
000010010
13
000010011
14
000010100
15
000010101
....
....
Таблица 3: Пример отображений символов данных в кодовые слова UVLC, как определено в H.26L TML-5
Первые 16 кодовых слов UVLC из H.26L JM 2.0, выработанных согласно схеме, представленной в Таблице 1
Кодов. число
Тип_МБ
Режим предсказани ВНУТРИ- MVD Ткоэф_цветн_АС
Ткоэф_ ркост
Простое сканир.
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Ткоэф_ ркост
Двойное сканир.
ВНУТРИ
МЕЖ
Веро т0
Веро т1
0
Внутри 4Ч 4
Про-пуск
0
0
0
Уровень Пробег Уровень
ЕОВ
-
ЕОВ
Пробег
-
1
0,0,0 3
16х16
1
0
1
1
0
1
0
2
1,0,0
8х8
0
1
-1
-1
0
-1
0
3
2,0,0
16х8
0
2
2
1
1
1
1
4
3,0,0
8х16
1
1
-2
-1
1
-1
1
5
0,1,0
8х4
2
0
3
1
2
2
0
6
1,1,0
4х8
3
0
-3
-1
2
-2
0
7
2,1,0
4х4
2
1
4
2
0
1
2
8
3,1,0
Внутри 4х4
1
2
-4
-2
0
-1
2
9
0,2,0
0,0,0 3
0
3
5
1
3
3
0
10
1,2,0
1,0,0
0
4
-5
-1
3
-3
0
11
2,2,0
2,0,0
1
3
6
1
4
4
0
12
3,2,0
3,0,0
2
2
-6
-1
4
-4
0
13
0,0,1
0,1,0
3
1
7
1
5
5
0
14
1,0,1
1,1,0
4
0
-7
-1
5
-5
0
15
2,0,1
2,1,0
5
0
8
3
0
1
3
16
3,0,1
3,1,0
4
1
-8
-3
0
-1
3
17
0,1,1
0,2,0
3
2
9
2
1
1
4
18
1,1,1
1,2,0
2
3
-9
-2
1
-1
4
19
2,1,1
2,2,0
1
4
10
2
2
2
1
20
3,1,1
3,2,0
0
5
-10
-2
2
-2
1
21
0,2,1
0,0,1
1
5
11
1
6
3
1
22
1,2,1
1,0,1
2
4
-11
-1
6
-3
1
23
2,2,1
2,0,1
3
3
12
1
7
6
0
24
3,2,1
3,0,1
4
2
-12
-1
7
-6
0
25
0,1,1
5
1
13
1
8
7
0
26
1,1,1
5
2
-13
-1
8
-7
0
27
2,1,1
4
3
14
1
9
8
0
28
3,1,1
3
4
-14
-1
9
-8
0
29
0,2,1
2
5
15
4
0
9
0
30
1,2,1
3
5
-15
-4
0
-9
0
31
2,2,1
4
4
16
5
0
10
0
32
3,2,1
5
3
-16
-5
0
-10
0
33
5
4
17
3
1
4
1
34
4
5
-17
-3
1
-4
1
35
5
5
18
3
2
2
2
36
-18
-3
2
-2
2
37
19
2
3
2
3
38
-19
-2
3
-2
3
39
20
2
4
2
4
40
-20
-2
4
-2
4
41
21
2
5
2
5
42
-21
-2
5
-2
5
43
22
2
6
2
6
44
-22
-2
6
-2
6
45
23
2
7
2
7
46
-23
-2
7
-2
7
Страница: 15
RU 2 335 845 C2
47
..
5
10
15
20
25
30
35
40
..
24
2
8
11
0
..
..
..
..
..
Прин та в Н.26L универсальна схема кодировани переменной длины обеспечивает
несколько технических преимуществ. В частности, использование единого набора кодовых
слов VLC, который может составл тьс согласно простому правилу, такому как
представлено в Таблице 1, позвол ет создавать кодовые слова бит за битом. Это
устран ет необходимость в хранении таблицы кодовых слов в кодере и декодере и тем
самым снижает требовани к пам ти как кодера, так и декодера. Следует, разумеетс ,
отметить, что в альтернативных реализаци х таблицы кодовых слов могут вырабатыватьс и сохран тьс в кодере и декодере. Различные отображени символов данных в кодовые
слова обеспечивают по меньшей мере ограниченную адаптацию схемы кодировани UVLC
к различным статистическим свойствам разных типов св занных с изображением данным и
управл ющей информации, которые кодируютс энтропийно. Различные отображени символов данных в кодовые слова могут сохран тьс в кодере и декодере, и тем самым
нет необходимости передавать информацию отображени в потоке битов от кодера к
декодеру. Это помогает поддерживать стойкость к ошибкам.
Схема энтропийного кодировани UVLC, однако, имеет некоторые недостатки. В
частности, фиксированные кодовые слова и ограниченна степень адаптивности,
обеспечиваема различными отображени ми символов данных в кодовые слова,
неминуемо привод т к менее чем оптимальному сжатию данных. Это имеет место из-за
того, что при кодировании изображений частота по влени (т.е. веро тность) различных
коэффициентов преобразовани , а следовательно, веро тность различных пар (пробег,
уровень) измен етс в зависимости от содержани изображени и типа кодируемого
изображени . Таким образом, если используетс единый набор кодовых слов переменной
длины и только одно отображение символов данных, подлежащих
кодированию/декодированию и предусматриваетс VLC, то в общем случае эффективность
оптимального кодировани не может быть достигнута.
По этой причине предложены модификации основной схемы кодировани UVLC. Более
конкретно, предложено включить более одного набора кодовых слов VLC. Одно такое
предложение сделано Gisle Bjontegaard в Q.15/SG16 "Use of Adaptive Switching Between
Two VLCs for INTRA Luma Coefficients" [«Использование адаптивного переключени между
двум VLC дл ВНУТРИ-кодированных ркостных коэффициентов»], Doc. Q15-K-30, август
2000. Это предложение предлагало использовать второй набор кодовых слов VLC дл энтропийного кодировани некоторых типов информации. Согласно документу Q15-К-30
предложенный второй набор кодовых слов VLC, называемый VLC2, составл етс согласно
схеме, показанной в Таблице 4. Он используетс , в частности, дл кодировани значений
пробега и уровн , св занных с квантованными коэффициентами преобразовани ВНУТРИкодированных ркостных блоков 4Ч4 пиксела, сканируемых с помощью схемы двойного
сканировани зигзагом, определенной согласно Н.26L. Таблица 5 показывает в вной
форме первые 16 кодовых слов VLC2.
Таблица 4
Схема генерировани кодовых слов VLC2 согласно Q.15/SG16 документа Q15-К-30
45
50
Страница: 16
RU 2 335 845 C2
5
10
Таблица 5: Первые 16 кодовых слов VLC2 из Q.15/SG16 документа Q15-К-30, выработанных согласно схеме, представленной в Таблице 4
Индекс кодового слова
15
20
25
30
35
40
45
50
Кодовое слово VLC
0
10
1
110
2
111
3
0100
4
0101
5
0110
6
0111
7
001000
8
001001
9
001010
10
001011
11
001100
12
001101
13
001110
14
001111
15
00010000
Как можно видеть при сравнении Таблиц 4 и 5 с Таблицами 1 и 2 соответственно, самое
короткое кодовое слово VLC2 имеет два бита в противоположность одному биту,
назначенному дл самого короткого кодового слова в исходном наборе кодовых слов UVLC.
В св зи с общим требованием возможности декодировани , что никакое кодовое слово VLC
не может быть префиксом никакого другого, это изменение имеет значительное вли ние на
структуру других кодовых слов VLC2. В частности, назначение двух битов дл самого
короткого кодового слова обеспечивает представление кодовых слов, имеющих более
высокие индексы, меньшим числом битов. Например, из Таблицы 2 можно видеть, что
кодовое слово UVLC с индексом 7 имеет 7 битов, тогда как кодовое слово VLC2 с
индексом 7 имеет только 6 битов.
Обнаружено также, что имеетс сильна взаимосв зь между числом ненулевых
коэффициентов в блоке и возможными в этом же самом блоке парами (пробег, уровень).
Отметим, что число ненулевых коэффициентов в блоке св зано с размером блока
преобразовани , например 16 дл преобразовани 4Ч4. Аналогично значение пробега
ограничено размером блока преобразовани , например, 15 дл преобразовани 4Ч4.
Когда число ненулевых коэффициентов велико, скажем, близко к общему размеру массива,
обнаружено, что пары (пробег, уровень) с малой величиной пробега и высокой величиной
уровн имеют более высокую веро тность. К примеру, дл преобразовани 4Ч4 с 15
ненулевыми коэффициентами пробег может принимать лишь значени в диапазоне [0, 1].
На основании этих наблюдений в работе Karczewicz, "VLC Coefficients Coding for High
Bit-Rate" [Коэффициенты кодировани VLC дл высокой битовой скорости»], Doc. JVTB072, 2nd JVT Meeting, Geneva, CH, Jan. 29 - Feb. 1, 2002, предложен способ
кодировани переменной длины, в котором предусмотрена отдельна таблица
перекодировки, соответствующа различным числам ненулевых квантованных
коэффициентов преобразовани . Согласно этому предложению дл каждой из этих таблиц
Страница: 17
RU 2 335 845 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
назначаютс кодовые слова и отображени между парами (пробег, уровень) и кодовыми
словами, чтобы обеспечить оптимальное сжатие данных, когда оно примен етс к набору
пар (пробег, уровень), выделенных из массива значений квантованных коэффициентов
преобразовани , имеющего конкретное число ненулевых коэффициентов. Информаци об
изменении статистических свойств пар (пробег, уровень) по отношению к числу ненулевых
квантованных коэффициентов преобразовани получаетс эмпирически, например, путем
кодировани заранее нескольких тестовых («тренировочных») изображений или
видеопоследовательностей. Кодовые слова КПД и отображени между этими кодовыми
словами могут затем назначатьс и сохран тьс в кодере как одна или более таблиц
перекодировки.
Особенности алгоритма, предложенного Karczewicz, заключаютс в следующем. После
того как блок пикселов изображени или значений ошибки предсказани закодирован с
преобразованием в виде двумерного массива значений коэффициентов преобразовани и
каждое из значений коэффициентов проквантовано, определ ют число значений
квантованных коэффициентов массива. Этому числу назначаетс значение,
называемое Nc, которое используетс дл сигнализации в вном виде о числе значений
ненулевых коэффициентов в массиве. Таким образом, символ EOB (к примеру, значение
уровн , равное нулю) более не требуетс . Затем кажда пара (пробег, уровень) в
рассматриваемом блоке отображаетс на кодовые слова с помощью таблицы
перекодировки, котора определ ет отображени между парами (пробег, уровень) и
кодовыми словами, причем эта таблица перекодировки выбираетс в зависимости от
значени Nc.
Оба ранее описанных способа кодировани VLC, в которых кодовые слова выбираютс посредством основанного на контексте переключени между более чем одним набором
кодовых слов, обеспечивают улучшение в эффективности сжати данных по сравнению со
способами, в которых используетс единственный набор кодовых слов VLC. Однако во
многих применени х сжати данных и особенно в применени х, относ щихс к
видеокодированию, имеетс посто нна потребность в улучшении эффективности сжати данных. Таким образом, налицо значительный интерес к разработке новых способов
кодировани переменной длины, которые обеспечивают улучшенную возможность
приспособлени к типу и статистическим свойствам подлежащих кодированию символов
данных при поддержании низкой вычислительной сложности, низких требований к пам ти и
хорошей стойкости к ошибкам. Именно в этом контексте и разработан способ согласно
насто щему изобретению.
Сущность изобретени Изобретение относитс в целом к кодированию переменной длины символов данных,
представленных парами (пробег, уровень). Оно включает в себ использование по
меньшей мере двух отображений между символами данных и кодовыми словами VLC и
определ ет правила переключени между этими отображени ми, которые учитывают
статистические свойства символов данных, подлежащих кодированию переменной длины.
Таким образом, получаетс улучшенна эффективность сжати данных по сравнению со
способами кодировани VLC, которые используют фиксированные отображени между
символами данных и кодовыми словами. Эти правила переключени разработаны так,
чтобы поток битов, содержащий кодовые слова VLC, сформированные способом согласно
изобретению, могли декодироватьс не требу какой-либо информации, относ щейс к
выбору отображени и подлежащей включению в поток битов. Иными словами, нет
необходимости обеспечивать точное указание отображени , использованного дл генерировани каждого кодового слова в потоке битов. Это свойство усиливает
эффективность сжати данных.
В частности, насто щее изобретение предлагает новые способы дл кодировани квантованных коэффициентов преобразовани , чтобы улучшить эффективность
кодировани . Более конкретно, особой задачей изобретени вл етс обеспечение новых и
более эффективных схем дл кодировани пар (пробег, уровень), представл ющих
Страница: 18
RU 2 335 845 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
ненулевые квантованные коэффициенты преобразовани . Подобно способу,
предложенному в документе Karczewicz, "VLC Coefficients Coding for High Bit-Rate"
[Коэффициенты кодировани КПД дл высокой битовой скорости»], Doc. JVT-B072, 2nd JVT
Meeting, Geneva, CH, Jan. 29 - Feb. 1, 2002, насто щее изобретение основано на
наблюдении того, что число ненулевых коэффициентов в блоке коэффициентов
преобразовани , а также значение пробега св заны с размером блока преобразовани . Это
наблюдение и дальнейший анализ кодеров, работающих с изображени ми реального мира,
привел изобретателей насто щего изобретени к обнаружению коррел ции между числом
ненулевых коэффициентов в блоке и значени ми пробега в рассматриваемом блоке. В
частности, было обнаружено, что по мере того, как из блока кодируетс все больше и
больше пар (пробег, уровень), возможное число комбинаций пробег-уровень начинает
уменьшатьс . Именно обнаружение последнего факта привело к насто щему изобретению.
Таким образом, способ кодировани VLC согласно изобретению учитывает тот факт, что
по мере того как следующие друг за другом пары (пробег, уровень) назначаютс кодовым
словам, возможный диапазон, св занный со следующей подлежащей кодированию парой
(пробег, уровень), становитс все более ограниченным.
Тот факт, что возможные значени дл пробега мен ютс при каждом кодировании пары
(пробег, уровень), может преимущественно использоватьс во врем назначени индекса
пар (пробег, уровень) кодовым числам.
Более конкретно, согласно варианту выполнени изобретени , по меньшей мере два
набора отображений предусматриваютс дл св зывани пар (пробег, уровень) с кодовыми
числами. Кажда пара (пробег, уровень) сначала отображаетс на кодовое число с
помощью таблицы отображений, выбранной из одного из по меньшей мере двух наборов
отображений, реагирующих на значение макс_пробег, которое определ ет максимальное
значение пробега, которое может быть прин то. Макс_пробег инициализируетс с учетом
числа ненулевых коэффициентов в блоке и обновл етс после кодировани каждой пары
(пробег, уровень). Нижеследующий пример иллюстрирует этот пункт.
Предположим, что блок квантованных коэффициентов преобразовани имеет 5
ненулевых коэффициентов с парами (пробег, уровень) (2, 1), (3, 2), (4, 3), (2, 3) и
(1, 2). Следует отметить, что обычно значени пробега и уровн дл данного
коэффициента упор дочиваютс так, что значение уровн предшествуют св занному с ним
значению пробега. Следовательно, в парах (пробег, уровень), представленных выше,
значени ми уровн вл ютс первые числа в каждой паре (2, 3, 4, 2, 1), а значени пробега вл ютс последними числами каждой пары (1, 2, 3, 3, 2). В начале процесса
кодировани , поскольку имеетс 5 ненулевых коэффициентов, а может быть самое
большее 16 таких коэффициентов, пробег может принимать значение максимум 11.
Отмеча это максимально возможное значение пробега как макс_пробег, можно видеть,
что после кодировани первой пары, т.е. (2, 1), макс_пробег уменьшитс , он станет в
точности равен 10, что находитс обновлением предыдущего значени макс_пробег путем
вычитани текущего значени пробега. В частности, макс_пробег обновл етс по
уравнению:
макс_пробег=макс_пробег-пробег,
где макс_пробег инициализируетс посредством 16-Nc в начале кодировани этого
блока.
Согласно первому аспекту изобретени предлагаетс способ кодировани набора
символов данных, содержащего нулевые символы данных и ненулевые символы данных,
содержащий назначение кодового слова дл представлени ненулевого символа данных и
св занного с ним числа предшествующих или последующих нулевых символов данных
посредством операции отображени . Согласно этому способу операци отображени ,
посредством которой кодовое слово назначаетс ненулевому символу данных и
св занному с ним числу предшествующих или последующих символов данных, зависит от
максимально возможного числа нулевых символов данных в наборе символов данных.
Согласно второму аспекту изобретени предлагаетс способ декодировани набора
Страница: 19
RU 2 335 845 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
кодовых слов, представл ющих набор символов данных, причем набор символов данных
содержит нулевые символы данных и ненулевые символы данных, содержащий прием
указани числа ненулевых символов данных в упом нутом наборе символов данных, прием
кодового слова, представл ющего ненулевой символ данных и св занное с ним число
предшествующих или последующих нулевых символов данных и декодирование этого
кодового слова, чтобы восстановить ненулевой символ данных и св занное с ним число
предшествующих или последующих нулевых символов данных, путем выполнени операции обратного отображени . Согласно этому способу операци обратного
отображени , посредством которой ненулевой символ данных и св занное с ним число
предшествующих и последующих нулевых символов данных декодируютс из упом нутого
кодового слова, зависит от максимально возможного числа нулевых символов данных в
упом нутом наборе символов данных.
Согласно третьему аспекту изобретени предлагаетс кодер дл кодировани набора
символов данных, содержащего нулевые символы данных и ненулевые символы данных,
содержащий средство дл назначени кодового слова дл представлени ненулевого
символа данных и св занного с ним числа предшествующих или последующих нулевых
символов данных путем выполнени операции отображени . Согласно изобретению
предусмотренное в кодере средство дл назначени кодового слова выполнено с
возможностью адаптировать операцию отображени , посредством которой назначаетс кодовое слово, в зависимости от максимально возможного числа нулевых символов данных
в упом нутом наборе символов данных.
Согласно четвертому аспекту изобретени , предлагаетс декодер дл декодировани набора кодовых слов, представл ющих набор символов данных, причем упом нутый набор
символов данных содержит нулевые символы данных и ненулевые символы данных,
содержащий средство дл приема указани числа ненулевых символов данных в
упом нутом наборе символов данных, средство дл приема кодового слова,
представл ющего ненулевой символ данных и св занное с ним число предшествующих или
последующих нулевых символов данных, и средство дл декодировани кодового слова,
чтобы восстановить ненулевой символ данных и св занное с ним число предшествующих
или последующих нулевых символов данных, путем выполнени операции обратного
отображени . Согласно изобретению средство дл декодировани кодового слова
выполнено с возможностью адаптировать операцию обратного отображени , посредством
которой декодируютс ненулевой символ данных и св занное с ним число
предшествующих и последующих нулевых символов данных, в зависимости от
максимально возможного числа нулевых символов в упом нутом наборе символов данных.
Согласно п тому аспекту изобретени предлагаетс мультимедийный терминал,
содержащий кодер по третьему аспекту изобретени .
Согласно шестому аспекту изобретени предлагаетс мультимедийный терминал,
содержащий декодер по четвертому аспекту изобретени .
Предпочтительно мультимедийный терминал по п тому и/или шестому аспектам
изобретени представл ет собой мобильный мультимедийный терминал, выполненный с
возможностью осуществл ть св зь с сетью мобильной св зи посредством
радиосоединени .
Краткое описание чертежей
Ниже описаны варианты выполнени изобретени посредством примера со ссылкой на
сопровождающие чертежи, на которых:
Фиг.1 - блок-схема базового видеокодера согласно уровню техники;
Фиг.2 - блок-схема базового видеодекодера согласно уровню техники и
соответствующего кодеру, показанному на фиг. 1;
Фиг.3 - иллюстраци формировани макроблока согласно уровню техники;
Фиг.4 - иллюстраци примерного пор дка зигзагообразного сканировани ;
Фиг.5 - блок-схема видеокодера согласно варианту выполнени изобретени ;
Фиг. 6 - блок-схема видеодекодера согласно варианту выполнени изобретени и
Страница: 20
RU 2 335 845 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
соответствующего кодеру, показанному на фиг. 5; и
Фиг. 7 - блок-схема мультимедийного терминала св зи, в котором может быть
реализован способ согласно изобретению.
Подробное описание изобретени В нижеследующем подробном описании представлены примерные варианты
выполнени изобретени . Они относ тс к кодированию переменной длины пар (пробег,
уровень), представл ющих ненулевые коэффициенты преобразовани , полученные в
результате поблочного кодировани преобразовани в видеокодере, а также их
последующему декодированию в соответствующем видеодекодере. Однако специалистам
должно быть пон тно, что способ согласно изобретению можно примен ть в общем к
кодированию КПД символов данных, которые представлены как пары (пробег, уровень),
или к любому эквивалентному представлению подлежащего кодированию набора символов
данных.
На Фиг. 5 представлена блок-схема видео кодера 600, в котором может быть применен
способ кодировани КПД согласно изобретению. Структура видеокодера, показанного на
фиг. 5, практически идентична структуре существующего видеокодера, показанного на
фиг. 1, с соответствующими модификаци ми тех частей кодера, которые выполн ют
операции кодировани переменной длины. Все части видеокодера, которые воплощают
функции и могут работать аналогично тому, как это делаетс в ранее описанном
существующем видеокодере, обозначены теми же самыми ссылочными позици ми. В этом
описании предполагаетс , что все операции кодировани переменной длины выполн ютс в видеомультиплексирующем кодере 670. Однако пон тно, что в альтернативных
вариантах выполнени изобретени могут быть предусмотрены отдельные блок или блоки
кодировани переменной длины. Следует также отметить, что способ по изобретению
может примен тьс к определенным символам данных, вырабатываемых видеокодером
(например, пары (пробег, уровень), св занные с ненулевыми коэффициентами
преобразовани ), а дл кодировани других символов данных можно использовать иные
способы кодировани VLC.
Ниже подробно описана работа видеокодера 600. При кодировании кадра цифрового
видеосигнала кодер 600 работает аналогично ранее описанному в св зи с фиг. 1, чтобы
генерировать ВНУТРИ-кодированные и МЕЖ-кодированные сжатые видеокадры. Как
описано выше, в режиме ВНУТРИ-кодировани к каждому блоку данных изображени (значений пикселов) примен етс дискретное косинусное преобразование (ДКП), чтобы
получить соответствующий двумерный массив значений коэффициентов преобразовани .
Операци ДКП выполн етс в блоке 104 преобразовани , и полученные таким образом
коэффициенты поступают в квантователь 106, где они квантуютс . В режиме ВНУТРИкодировани преобразование ДКП, выполненное в блоке 104, примен етс к блокам
значений ошибки предсказани . Коэффициенты преобразовани , полученные в результате
этой операции, также поступают в квантователь 106, где они также квантуютс .
Следует отметить, что МЕЖ-кодированные кадры могут содержать ВНУТРИкодированные блоки изображени , и далее что в некоторых ситуаци х кодирование
преобразовани не примен етс к конкретным блокам изображени . К примеру, если в
режиме ВНУТРИ-кодировани используетс ВНУТРИ-предсказание, некоторые блоки
изображени предсказываютс в кодере из одного или более ранее кодированных блоков
изображени . В этом случае кодер снабжает декодер указанием предыдущих блоков,
подлежащих использованию в предсказании, и не выдает данных коэффициентов
преобразовани . Далее, в режиме МЕЖ-кодировани разность между предсказанием дл некоторого блока и данными изображени самого этого блока может быть настолько малой,
что предпочтительно в терминах отношени сжати данных не передавать никакой
информации ошибки предсказани . Соответственно способ кодировани КПД согласно
изобретению примен етс к тем блокам изображени , которые подвергаютс кодированию
преобразовани и последующему квантованию коэффициентов преобразовани .
Согласно изобретению, когда видеомультиплексирующий кодер 670 принимает блок
Страница: 21
RU 2 335 845 C2
5
10
15
20
25
(двумерный массив) квантованных коэффициентов преобразовани , он находит число Nc
ненулевых коэффициентов в массиве, и указание этого числа передаетс на декодер в
потоке 635 битов. В предпочтительном варианте выполнени изобретени число Nc
кодируетс кодом переменной длины перед передачей. В альтернативных вариантах
выполнени оно может передаватьс как таковое либо можно использовать иной способ
кодировани .
Видеомультиплексирующий кодер 670 затем представл ет ненулевые коэффициенты
как пары (пробег, уровень). Более конкретно, двумерный массив квантованных
коэффициентов преобразовани сначала сканируетс с использованием заранее
определенного пор дка сканировани , такого как показанный на фиг. 4, чтобы получить
упор доченный одномерный массив. Каждое значение ненулевого коэффициента в
упор доченном одномерном массиве представл етс затем значением пробега и
значением уровн , где значение уровн представл ет значение коэффициента, а значение
пробега представл ет число следующих друг за другом нулевых коэффициентов,
предшествующих этому ненулевому коэффициенту.
Видеомультиплексирующий кодер 670 затем примен ет кодирование переменной длины
к значени м пробега и уровн так, что каждой паре (пробег, уровень) назначаетс единственное кодовое слово VLC. Согласно предпочтительному варианту выполнени изобретени пары (пробег, уровень) кодируютс путем выбора отличающегос отображени пар (пробег, уровень) в кодовые числа с учетом максимально
возможного пробега (обозначенного макс_пробег) перед кодированием символа. При
кодировании первой пары (пробег, уровень) в блоке квантованных коэффициентов
преобразовани макс_пробег устанавливаетс равным максимально возможному числу
ненулевых коэффициентов, которые могут быть представлены в блоке, минус ранее
найденное значение Nc. Таким образом, дл блока 4Ч4 макс_пробег инициализируетс как:
макс_пробег = 16 - Nc (1)
Нижеследующий примерный псевдокод представл ет процедуру дл назначени кодового слова паре (пробег, уровень) согласно изобретению:
30
35
40
45
50
Индекс_ПУ = ПУ_индекс [макс_пробег, уровень, пробег]; (2)
где ПУ_индекс отображает целочисленные части значений пробег-уровень на различные
кодовые числа в зависимости от значени макс_пробег. Он инициализируетс после
выполнени моделировани с использованием тестового материала. Наконец Индекс_ПУ
кодируетс одним из кодовых слов VLC, перечисленных в Таблице 2 или Таблице 5.
Более конкретно, функци отображени ПУ_индекс формируетс эмпирически из одной
или более тестовых последовательностей видеоданных путем анализа веро тности
по влени различных пар (пробег, уровень) дл каждого возможного значени макс_пробег. Кодовые числа (т.е. значени Индекс_ПУ), выработанные применением
процедуры отображени , используютс затем дл выбора кодовых слов, представл ющих
пары (пробег, уровень), из таблицы кодовых слов. Предпочтительные варианты
выполнени изобретени используют либо таблицу, показанную выше в Таблице 2, либо ту,
что показана в Таблице 5.
Таблицы 6 и 7 представл ют примерные отображени пар (пробег, уровень) дл кодировани чисел согласно значению макс_пробег. В обеих таблицах строки
соответствуют значени м уровн , а столбцы соответствуют значени м пробега, тогда как
записи в каждой чейке указывают кодовое число кодового слова VLC дл этой конкретной
пары пробег-уровень (т.е. комбинации значений пробег и уровень). Наиболее веро тной
паре назначаетс кодовое число 1, второй наиболее веро тной паре - кодовое число 2, и
т.д. И Таблица 6, и Таблица 7 перечисл ют 15 наиболее веро тных пар. Таблица 6
иллюстрирует случай, когда макс_пробег равен 8, тогда как Таблица 7 показ??вает
ситуацию, когда макс_пробег равен 3.
Таблица 6
макс_пробег = 8
Страница: 22
RU 2 335 845 C2
Пробег
1 2 3 4 6 7 8 11 12
Уровень 5 10 13 15
9
14
5
Таблица 7
макс_пробег = 3
Пробег
1 3 5 9
10
2 7 12
4 10
Уровень 6 14
8
11
15
20
25
30
35
40
45
50
13
15
Выбрав с помощью описанной выше процедуры отображени кодовое слово VLC дл представлени конкретной пары (пробег, уровень), видеомультиплексирующий кодер 670
передает это кодовое слово в декодер в потоке 635 битов. Если имеетс больше пар
(пробег, уровень), подлежащих кодированию дл текущего блока, он затем обновл ет
макс_пробег дл использовани в св зи с кодированием следующей пары (пробег, уровень)
путем вычитани текущего значени пробега, т.е.
макс_пробег=макс_пробег-пробег.
Процедура кодировани продолжаетс до тех пор, пока все пары (пробег, уровень) дл данного блока не будут представлены как кодовые слова, после чего
видеомультиплексирующий кодер 670 принимает следующий блок квантованных
коэффициентов преобразовани дл кодировани и повтор ет этот процесс кодировани дл следующего блока.
Ниже описана работа видеодекодера 700 согласно изобретению со ссылкой на фиг. 6.
Структура видеодекодера, проиллюстрированна на фиг. 6, практически идентична
структуре существующего видеодекодера, показанного на фиг. 2, с соответствующими
модификаци ми тех частей декодера, которые выполн ют операции декодировани переменной длины. Все части видеодекодера, которые реализуют функции и могут
работать аналогично тому, как это делаетс в ранее описанном существующем
видеодекодере, обозначены теми же самыми ссылочными позици ми. В этом описании
предполагаетс , что все операции декодировани переменной длины выполн ютс в
видеомультиплексирующем декодере 770. Однако сно, что в альтернативных вариантах
выполнени изобретени могут быть предусмотрены отдельные блок или блоки
декодировани переменной длины.
Ниже подробно описана работа видеодекодера. Предполагаетс , что видеодекодер по
фиг. 6 соответствует кодеру, описанному в св зи с фиг. 5, и поэтому может принимать и
декодировать поток 635 битов, переданный кодером 600. В декодере поток битов
принимаетс и раздел етс на свои составные части видеомультиплексирующим
декодером 770. Как по сн лось в св зи с приведенным ранее описанием существующего
уровн техники, сжатые видеоданные, выделенные из потока битов, обрабатываютс макроблок за макроблоком. Согласно изобретению сжатые видеоданные дл ВНУТРИкодированного макроблока содержат кодовые слова переменной длины, представл ющие
кодированные КПД пары (пробег, уровень) дл каждого блока в макроблоке, вместе с
указанием числа Nc ненулевых квантованных коэффициентов преобразовани ,
представленных в каждом блоке, и кодированную управл ющую информацию (например,
относ щуюс к параметру ПК квантовани ). Сжатые видеоданные дл МЕЖ-кодированного
макроблока содержат кодированную КПД информацию ошибки предсказани дл каждого
блока (содержащую кодированные пары (пробег, уровень) и указание числа Nc дл Страница: 23
RU 2 335 845 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
каждого блока), информацию вектора движени и кодированную управл ющую
информацию.
Значение Nc и кодированные КПД пары (пробег, уровень) дл каждого блока во ВНУТРИкодированном макроблоке и дл каждого блока данных ошибки предсказани , св занных с
МЕЖ-кодированным макроблоком, обрабатываютс одинаковым образом.
Более конкретно, при декодировании кодированных КПД пар (пробег, уровень) дл ВНУТРИ- и МЕЖ-кодированного блока изображени видеомультиплексирующий декодер
770 сначала находит число ненулевых квантованных коэффициентов преобразовани в
блоке. Как описано выше, информаци , относ ща с к числу Nc ненулевых квантованных
коэффициентов преобразовани , вводитс в поток 635 битов кодером 600.
Видеомультиплексирующий декодер 770 декодера 700 выдел ет эту информацию из
прин того потока битов.
Затем видеомультиплексирующий декодер 770 начинает декодировать кодированные
КПД пары (пробег, уровень) дл блока изображени . Согласно изобретению операци декодировани выполн етс аналогично процедуре кодировани , выполн емой в кодере, и
описана выше. Конкретнее при декодировании первого кодового слова переменной длины,
св занного с конкретным блоком изображени , видеомультиплексирующий декодер 770
инициализирует значение макс_пробег путем установки его равным максимальному числу
ненулевых коэффициентов, которые могут присутствовать в блоке, минус значение Nc,
относ щеес к рассматриваемому блоку, которое выделено из прин того потока битов. Он
затем определ ет кодовое число, соответствующее прин тому кодовому слову, и в
зависимости от значени макс_пробег выбирает таблицу отображени , относ щуюс к
кодовому числу дл конкретной комбинации значений пробега и уровн , причем таблица
отображени , используема в декодере, соответствует такой же таблице, использованной
дл генерировани кодовых слов в кодере.
Восстановив значени пробега и уровн , соответствующие первому ненулевому
квантованному коэффициенту преобразовани этого блока, видеомультиплексирующий
декодер 770 обновл ет значение макс_пробег путем вычитани только что найденного
значени пробега и начинает декодирование следующего кодового слова дл этого блока.
Этот процесс продолжаетс до тех пор, пока все кодовые слова, представл ющие
конкретный блок изображени , не будут декодированы, после чего
видеомультиплексирующий декодер 770 восстанавливает значени квантованных
коэффициентов преобразовани дл блока из декодированных пар (пробег, уровень) и
подает их на обратный квантователь 210. Остальные шаги процедуры
видеодекодировани , посредством которых восстановленные значени пикселов
формируютс дл каждого блока изображени , происход т, как описано в св зи с
существующим видеодекодером 200.
Фиг. 7 представл ет терминальное устройство, содержащее видеокодирующее и
декодирующее оборудование, которое может быть адаптировано дл работы в
соответствии с насто щим изобретением. Точнее, этот чертеж иллюстрирует
мультимедийный терминал 80, реализованный согласно рекомендаци м Н.324 ITU-T. Этот
терминал может рассматриватьс как мультимедийное приемопередающее устройство. Он
включает в себ элементы, которые получают, кодируют и мультиплексируют потоки
данных дл передачи по сети св зи, а также элементы, которые принимают,
демультиплексируют, декодируют и отображают прин тое мультимедийное содержание.
Рекомендации Н.324 ITU-T определ ют всю работу терминала и ссылаютс на другие
рекомендации, которые управл ют работой его разных составных частей. Этот вид
мультимедийного терминала можно использовать в приложени х реального времени, таких
как разговорна видеотелефони , или в приложени х не в реальном времени, таких как
извлечение и/или формирование потоков видеоклипов, к примеру, из сервера
мультимедийного содержани в интернете.
В контексте насто щего изобретени пон тно, что терминал Н.324, показанный на фиг.
7, вл етс лишь одним из р да альтернативных реализаций мультимедийного терминала,
Страница: 24
RU 2 335 845 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
пригодных дл применени способа, соответствующего изобретению. Следует отметить,
что существует несколько альтернатив местоположени и реализации терминального
оборудовани . Как иллюстрируетс на фиг. 7, мультимедийный терминал может
располагатьс в оборудовании св зи, соединенном с телефонной сетью на фиксированных
лини х, такой как аналогова телефонна сеть общего пользовани (PCTN). В этом случае
мультимедийный терминал оснащен модемом 91, совместимым с рекомендаци ми V.8,
V.34 и, дополнительно, V.8bis ITU-T. Альтернативно мультимедийный терминал может
соедин тьс с внешним модемом. Модем обеспечивает преобразование
мультиплексированных цифровых данных и управл ющих сигналов, вырабатываемых
мультимедийным терминалом, в аналоговую форму, пригодную дл передачи по сети
PSTN. Он далее позвол ет мультимедийному терминалу принимать данные и
управл ющие сигналы в аналоговом виде из сети PSTN и преобразовывать их в поток
цифровых данных, который можно демультиплексировать и обрабатывать подход щим
образом с помощью терминала.
Мультимедийный терминал Н.324 может быть также реализован таким образом, что он
может подключатьс непосредственно к цифровой сети с фиксированными лини ми, такой
как цифрова сеть с предоставлением комплексных услуг (ISDN). В этом случае модем 91
замен етс интерфейсом пользователь-сеть ISDN. На фиг. 7 этот интерфейс
пользователь-сеть ISDN представлен альтернативным блоком 92.
Мультимедийный терминал Н.324 может быть также адаптирован дл использовани в
приложени х мобильной св зи. При использовании с беспроводной линией св зи модем 91
можно заменить любым подход щим беспроводным интерфейсом, как представлено
альтернативным блоком 93 на фиг.7. К примеру, мультимедийный терминал Н.324/М может
включать в себ радиоприемопередатчик, обеспечивающий подключение к нынешней
мобильной телефонной сети GSM второго поколени или к предлагаемой сети UMTS
(Универсальна мобильна телефонна система) третьего поколени .
Следует отметить, что в мультимедийных терминалах, разработанных дл двунаправленной св зи, т.е. дл передачи и приема видеоданных, предпочтительно
обеспечивать как видеокодер, так и видеодекодер, реализованные согласно насто щему
изобретению. Така пара кодера и декодера часто реализуетс как единый
функциональный блок, называемый «кодек».
Ниже подробно описан типичный мультимедийный терминал Н.324 со ссылкой на фиг. 7.
Мультимедийный терминал 80 включает в себ множество элементов, упоминаемых как
«терминальное оборудование». Это оборудование включает в себ видео-, аудио- и
телематические устройства, обозначенные в общем ссылочными позици ми 81, 82 и 83
соответственно. Видеооборудование 81 может включать в себ , к примеру, видеокамеру
дл получени видеоизображений, монитор дл отображени прин того видеосодержани и дополнительное оборудование видеообработки. Аудиооборудование 82 обыкновенно
включает в себ микрофон, например, дл получени речевых сообщений, и
громкоговоритель дл воспроизведени прин того аудиосодержани . Аудиооборудование
может также включать в себ дополнительные блоки аудиообработки. Телематическое
оборудование 83 может включать в себ терминал данных, клавиатуру, электронную доску
или приемопередатчик неподвижных изображений, такой как блок факсимильной св зи.
Видеооборудование 81 соедин етс с видеокодеком 85. Видеокодек 85 содержит
видеокодер и соответствующий видеодекодер, реализованные согласно изобретению.
Такие кодер и декодер будут описаны ниже. Видеокодек 85 реагирует на кодированные
полученные видеоданные в подход щем виде дл дальнейшей передачи по линии св зи и
декодировани сжатого видеосодержани , прин того из сети св зи. В примере, показанном
на фиг.7, видеокодек реализован согласно рекомендаци м Н.26L ITU-T с
соответствующими модификаци ми дл реализации способа адаптивного кодировани переменной длины согласно изобретению как в кодере, так и в декодере видеокодека.
Терминальное аудиооборудование соедин етс с аудиокодеком, обозначенном на фиг.
7 ссылочной позицией 86. Как и в случае видеокодека, аудиокодек содержит пару
Страница: 25
RU 2 335 845 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
кодер/декодер. Она преобразует аудиоданные, полученные терминальным
аудиооборудованием, в вид, пригодный дл передачи по линии св зи, и преобразует
кодированные аудиоданные, прин тые из сети, обратно к виду, пригодному дл воспроизведени , например, в терминальном громкоговорителе. Выходной сигнал
аудиокодека подаетс в блок 87 задержки. Он компенсирует задержки, вызванные
процессом видеокодировани , и тем самым обеспечивает синхронизацию аудио и
видеосодержани .
Системный блок 84 управлени мультимедийного терминала управл ет сигнализацией
окончание-сеть с помощью подход щего протокола управлени (блок 88 сигнализации),
чтобы установить общий режим работы между передающим и принимающим терминалом.
Блок 88 сигнализации осуществл ет обмен информацией о возможност х кодировани и
декодировани передающего и принимающего терминалов и может использоватьс дл обеспечени различных режимов кодировани видеокодера. Системный блок 84
управлени управл ет также использованием шифровани данных. Информаци ,
касающа с типа подлежащего использованию шифровани при передаче данных,
подаетс из блока 89 шифровани в мультиплексор/демультиплексор 90 (блок MUX/DMUX).
Во врем передачи данных от мультимедийного терминала блок 90 MUX/DMUX
объедин ет кодированные и синхронизированные видео и аудиопотоки с данными,
поступающими от телематического оборудовани 83, и возможными управл ющими
данными, чтобы сформировать единый поток битов. Информаци , касающа с типа
шифровани данных (если она имеетс ), подлежаща применению к потоку битов,
предоставл ема блоком 89 шифровани , используетс дл выбора режима шифровани .
Соответственно, когда принимаетс мультиплексированный и, возможно, зашифрованный
мультимедийный поток битов, блок 90 MUX/DMUX обеспечивает дешифрование потока
битов, раздел его на составл ющие мультимедийные компоненты и пропуска эти
компоненты на соответствующий кодек(и) и/или терминальное оборудование дл декодировани и воспроизведени .
Следует отметить, что функциональные элементы мультимедийного терминала видеокодер, декодер и видеокодек согласно изобретению - могут быть реализованы как
программное обеспечение или специализированное аппаратное обеспечение, либо
комбинаци обоих. Способы кодировани и декодировани переменной длины согласно
изобретению специально приспособлены дл реализации в виде компьютерной программы,
содержащей машиночитаемые команды дл выполнени функциональных этапов
изобретени . Как таковые кодер и декодер переменной длины согласно изобретению могут
быть реализованы как программные коды, хран щиес на носителе данных и выполн емые
в компьютере, таком как персональный настольный компьютер.
Если мультимедийный терминал 80 вл етс мобильным терминалом, т.е. если он
снабжен радиоприемопередатчиком 92, специалисту пон тно, что он может содержать
дополнительные элементы. В одном варианте выполнени он содержит пользовательский
интерфейс, имеющий дисплей и клавиатуру, которые обеспечивают работу
мультимедийного терминала 80 дл пользовател , центральный блок обработки, такой как
микропроцессор, который управл ет блоками, реагирующими на различные функции
мультимедийного терминала, Оперативное запоминающее устройство ОЗУ (RAM),
посто нное запоминающее устройство ПЗУ (ROM) и цифровую камеру.
Микропроцессорные рабочие команды, т.е. программные коды, соответствующие основным
функци м мультимедийного терминала 80, хран тс в ПЗУ и могут выполн тьс , как это
требуетс микропроцессору, например, под управлением пользовател . В соответствии с
программным кодом микропроцессор использует радиоприемопередатчик 93 дл установлени соединени с сетью мобильной св зи, позвол мультимедийному терминалу
передавать информацию в сеть мобильной св зи и принимать информацию из сети
мобильной св зи по радиоканалу.
Микропроцессор отслеживает состо ние пользовательского интерфейса и управл ет
цифровой камерой. В ответ на команду пользовател микропроцессор выдает команду
Страница: 26
RU 2 335 845 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
камере записывать цифровые изображени в ОЗУ. Когда изображение получено или,
альтернативно, в процессе его получени , микропроцессор сегментирует это изображение
на сегменты изображени (например, макроблоки) и использует кодер дл выполнени кодировани со скомпенсированным движением этих сегментов дл генерации
последовательности сжатых изображений, как по снено выше. Пользователь может выдать
команду мультимедийному терминалу 80 отобразить полученные изображени на дисплее
или послать последовательность сжатых изображений с помощью
радиоприемопередатчика 93 к другому мультимедийному терминалу, видеотелефону,
соединенному с сетью PSTN, или какому-то иному устройству св зи. В предпочтительном
варианте выполнени передача данных изображени начинаетс , как только кодируетс первый сегмент, так что получатель может начать соответствующий процесс
декодировани с минимальной задержкой.
Хот изобретение описано в контексте конкретных вариантов выполнени , специалистам
пон тно, что возможны модификации и различные изменени описанных вариантов. Так,
хот изобретение в частности показано и описано в отношении одного или более его
предпочтительных вариантов выполнени , специалистам пон тно, что в нем могут быть
сделаны некоторые модификации или изменени без отклонени от объема и сущности
изобретени , как оно изложено выше.
Альтернативный вариант выполнени изобретени базируетс на наблюдении того, что
зигзагообразное сканирование коэффициентов имеет тенденцию к упор дочению
коэффициентов согласно их значени м, так что коэффициенты, расположенные раньше в
одномерном массиве, с большей веро тностью имеют более высокие абсолютные
значени , нежели коэффициенты, расположенные позже в этом массиве. Поэтому
следующие друг за другом значени уровн про вл ют значительное сходство, т.е. в
пределах данного блока коэффициентов преобразовани уровень подлежащего
кодированию коэффициента имеет в общем величину, практически одинаковую с уровнем
предыдущего закодированного коэффициента. Этот альтернативный вариант выполнени использует это сходство путем кодировани пар (пробег, уровень) согласно следующему
соотношению:
Индекс_ПУ=ПУ_индекс[макс_пробег, уровень, пробег, предыдущ_уровень] (3)
где предыдущ_уровень представл ет собой ранее закодированное значение уровн в
блоке. По сравнению с ранее описанными вариантами выполнени здесь имеетс дополнительный параметр (а именно, предыдущ_уровень), который вли ет на назначение
индексных значений парам (пробег, уровень).
Еще один вариант выполнени изобретени основываетс на том факте, что следующие
друг за другом значени уровн про вл ют сильную взаимосв зь. Более конкретно ранее
закодированные значени уровн могут быть использованы дл назначени отличающейс кодовой книги VLC, чтобы кодировать текущий символ, в дополнение к используемой в
назначении индексов. Нижеследующий примерный псевдокод обеспечивает процедуру дл назначени кодовой книги VLC кодовому числу пары (пробег, уровень), найденному за
счет использовани одного из ранее описанных вариантов выполнени изобретени :
VLC_N = Nc_отображ[предыдущ_уровень] (4)
45
50
где предыдущ_уровень представл ет собой ранее закодированное значение уровн в
блоке, а Nc_отображ представл ет собой массив, который отображает целочисленные
значени на различные доступные коды VLC.
Формула изобретени 1. Способ кодировани набора символов данных, содержащего нулевые символы
данных и ненулевые символы данных, отличающийс тем, что
назначают кодовое слово дл представлени пары символов данных, представл ющей
собой комбинацию ненулевого символа данных и св занного с ним числа предшествующих
или последующих нулевых символов данных, путем выполнени операции отображени ,
Страница: 27
CL
RU 2 335 845 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
причем операцию отображени , посредством которой назначают кодовое слово,
адаптируют в зависимости, по меньшей мере частично, от максимально возможного числа
нулевых символов данных в упом нутом наборе символов данных, и
обновл ют максимально возможное число нулевых символов данных в упом нутом
наборе символов данных в св зи с назначением пары символов данных кодовому слову
путем вычитани упом нутого св занного числа предшествующих или последующих
нулевых символов данных из упом нутого максимально возможного числа нулевых
символов данных, чтобы получить обновленное максимально возможное число нулевых
символов данных, при этом операцию отображени , посредством которой следующее
кодовое слово назначаетс паре символов данных, адаптируют в зависимости, по меньшей
мере частично, от упом нутого обновленного максимально возможного числа нулевых
символов данных.
2. Способ кодировани по п.1, отличающийс тем, что продолжают кодирование до тех
пор, пока всем парам символов данных в упом нутом наборе символов данных не будет
присвоено кодовое слово.
3. Способ кодировани по п.1 или 2, отличающийс тем, что максимально возможное
число из числа нулевых символов данных в упом нутом наборе символов данных
определ ют путем вычитани числа ненулевых символов данных в упом нутом наборе
символов данных из общего числа символов данных в упом нутом наборе.
4. Способ кодировани по п.1 или 2, отличающийс тем, что указание числа ненулевых
символов данных в упом нутом наборе символов данных передают к соответствующему
декодирующему устройству.
5. Способ кодировани по п.1 или 2, отличающийс тем, что упом нутую операцию
отображени выполн ют путем выбора конкретной таблицы отображени из набора таблиц
отображени в зависимости, по меньшей мере частично, от упом нутого максимально
возможного числа нулевых символов данных в упом нутом наборе символов данных,
причем кажда таблица отображени из упом нутого набора определ ет назначение
символов данных кодовым словам.
6. Способ кодировани по п.5, отличающийс тем, что кажда из упом нутых таблиц
отображени определ ет назначение пар символов данных кодовым словам.
7. Способ кодировани по п.5, отличающийс тем, что кажда из упом нутых таблиц
отображени определ ет назначение пар символов данных кодовым числам, причем
каждое кодовое число представл ет кодовое слово в наборе кодовых слов и используетс в качестве ссылки в этот набор кодовых слов, определ при этом назначение пар
символов данных кодовым словам.
8. Способ кодировани по п.1 или 2, отличающийс тем, что упом нутый набор символов
данных представл ет значени коэффициентов преобразовани .
9. Способ кодировани по п.1 или 2, отличающийс тем, что значение предыдущего
закодированного ненулевого символа данных используют дл назначени кодовой книги из
набора кодовых книг, содержащих кодовые слова, чтобы кодировать текущий ненулевой
символ данных.
10. Способ кодировани по п.1 или 2, отличающийс тем, что его используют в
видеокодере.
11. Способ декодировани набора кодовых слов, представл ющих набор символов
данных, причем упом нутый набор символов данных содержит нулевые символы данных и
ненулевые символы данных, отличающийс тем, что
принимают кодовое слово, представл ющее пару символов данных, котора представл ет собой комбинацию ненулевого символа данных и св занного с ним числа
предшествующих или последующих нулевых символов данных;
декодируют упом нутое кодовое слово, чтобы восстановить упом нутую пару символов
данных, путем выполнени операции обратного отображени , при этом операцию
обратного отображени , посредством которой декодируетс пара символов данных,
адаптируют в зависимости, по меньшей мере частично, от максимально возможного числа
Страница: 28
RU 2 335 845 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
нулевых символов данных в упом нутом наборе символов данных; и
обновл ют упом нутое максимально возможное число нулевых символов данных в
упом нутом наборе символов данных в св зи с декодированием прин того кодового слова
дл восстановлени пары символов данных, представленной упом нутым кодовым словом,
путем вычитани упом нутого св занного числа предшествующих или последующих
нулевых символов данных из упом нутого максимально возможного числа нулевых
символов данных, чтобы получить обновленное максимально возможное число нулевых
символов данных, при этом операцию обратного отображени , посредством которой
следующее кодовое слово декодируетс дл восстановлени пары символов данных,
представленной упом нутым следующим кодовым словом, адаптируют в зависимости, по
меньшей мере частично, от упом нутого обновленного максимально возможного числа
нулевых символов данных.
12. Способ декодировани по п.11, отличающийс тем, что принимают указание числа
ненулевых символов данных в упом нутом наборе символов данных.
13. Способ декодировани по п.11 или 12, отличающийс тем, что максимально
возможное число нулевых символов данных в упом нутом наборе символов данных
определ ют путем вычитани числа ненулевых символов данных в упом нутом наборе
символов данных из общего числа символов данных в упом нутом наборе.
14. Способ декодировани по п.12, отличающийс тем, что указание числа ненулевых
символов данных в упом нутом наборе символов данных принимают из соответствующего
кодирующего устройства.
15. Способ декодировани по п.11 или 12, отличающийс тем, что упом нутую операцию
обратного отображени выполн ют путем выбора конкретной таблицы обратного
отображени из набора таблиц обратного отображени в зависимости, по меньшей мере
частично, от упом нутого максимально возможного числа нулевых символов данных в
упом нутом наборе символов данных, причем кажда таблица обратного отображени упом нутого набора определ ет назначение кодовых слов символам данных.
16. Способ декодировани по п.15, отличающийс тем, что кажда из упом нутых таблиц
обратного отображени определ ет назначение кодовых слов парам символов данных.
17. Способ декодировани по п.15, отличающийс тем, что упом нутое прин тое
кодовое слово декодируют дл восстановлени кодового числа, причем упом нутое
кодовое число используют в качестве ссылки в конкретную таблицу обратного
отображени , выбранную в зависимости, по меньшей мере частично, от упом нутого
максимально возможного числа нулевых символов данных в упом нутом наборе символов
данных, при этом восстанавливают пару символов данных, представленную упом нутым
кодовым словом.
18. Способ декодировани по п.11 или 12, отличающийс тем, что упом нутый набор
символов данных представл ет значени коэффициентов преобразовани .
19. Способ декодировани по п.11 или 12, отличающийс тем, что значение
предыдущего декодированного ненулевого символа данных используют дл выбора
кодовой книги из набора кодовых книг, содержащих кодовые слова, представл ющие
ненулевые символы данных, дл декодировани текущего кодового слова.
20. Способ декодировани по п.11 или 12, отличающийс тем, что его используют в
видеодекодере.
21. Кодер дл кодировани набора символов данных, содержащего нулевые символы
данных и ненулевые символы данных, отличающийс тем, что содержит:
средство дл назначени кодового слова дл представлени пары символов данных,
котора представл ет собой комбинацию ненулевого символа данных и св занного с ним
числа предшествующих или последующих нулевых символов данных, путем выполнени операции отображени , при этом упом нутое средство дл назначени кодового слова
выполнено с возможностью адаптировать операцию отображени , посредством которой
назначаетс кодовое слово, в зависимости, по меньшей мере частично, от максимально
возможного числа нулевых символов данных в упом нутом наборе символов данных; и
Страница: 29
RU 2 335 845 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
средство дл обновлени максимально возможного числа нулевых символов данных в
упом нутом наборе символов данных в св зи с назначением пары символов данных
кодовому слову путем вычитани упом нутого св занного числа предшествующих или
последующих нулевых символов данных из упом нутого максимально возможного числа
нулевых символов данных, чтобы получить обновленное максимально возможное число
нулевых символов данных, причем упом нутое средство дл назначени кодового слова
дл представлени пары символов данных выполнено с возможностью адаптировать
операцию отображени , посредством которой следующее кодовое слово назначаетс паре
символов данных, в зависимости, по меньшей мере, частично, от упом нутого
обновленного максимально возможного числа нулевых символов данных.
22. Кодер по п.21, отличающийс тем, что он выполнен с возможностью продолжени кодировани до тех пор, пока всем парам символов данных в упом нутом наборе символов
данных не будет присвоено кодовое слово.
23. Кодер по п.21 или 22, отличающийс тем, что он выполнен с возможностью
определени максимально возможного числа из числа нулевых символов данных в
упом нутом наборе символов данных путем вычитани числа ненулевых символов данных
в упом нутом наборе символов данных из общего числа символов данных в упом нутом
наборе.
24. Кодер по п.21 или 22, отличающийс тем, что он выполнен с возможностью передачи
указани числа ненулевых символов данных в упом нутом наборе символов данных к
соответствующему декодирующему устройству.
25. Кодер по п.21 или 22, отличающийс тем, что упом нутое средство дл назначени кодового слова дл представлени пары символов данных выполнено с возможностью
осуществлени упом нутой операции отображени путем выбора конкретной таблицы
отображени из набора таблиц отображени в зависимости, по меньшей мере частично, от
упом нутого максимально возможного числа нулевых символов данных в упом нутом
наборе символов данных, причем кажда таблица отображени упом нутого набора
определ ет назначение символов данных кодовым словам.
26. Кодер по п.25, отличающийс тем, что кажда из упом нутых таблиц отображени определ ет назначение пар символов данных кодовым словам.
27. Кодер по п.25, отличающийс тем, что кажда из упом нутых таблиц отображени определ ет назначение пар символов данных кодовым числам, причем каждое кодовое
число представл ет кодовое слово в наборе кодовых слов, при этом упом нутое средство
дл назначени кодового слова дл представлени пары символов данных выполнено с
возможностью использовани упом нутых кодовых чисел в качестве ссылок в набор
кодовых слов, при этом определ етс назначение пар символов данных кодовым словам.
28. Кодер по п.21 или 22, отличающийс тем, что упом нутый набор символов данных
представл ет значени коэффициентов преобразовани .
29. Кодер по п.21 или 22, отличающийс тем, что значение предыдущего
закодированного ненулевого символа данных используетс дл назначени кодовой книги
из набора кодовых книг, содержащих кодовые слова, чтобы кодировать текущий ненулевой
символ данных.
30. Видеокодер, содержащий кодер по любому из пп.21-29.
31. Декодер дл декодировани набора кодовых слов, представл ющих набор символов
данных, причем упом нутый набор символов данных содержит нулевые символы данных и
ненулевые символы данных, отличающийс тем, что содержит:
средство дл приема кодового слова, представл ющего пару символов данных,
представл ющую собой комбинацию ненулевого символа данных и св занного с ним числа
предшествующих или последующих нулевых символов данных;
средство дл декодировани прин того кодового слова, чтобы восстановить упом нутую
пару символов данных, путем выполнени операции обратного отображени , при этом
упом нутое средство дл декодировани упом нутого кодового слова выполнено с
возможностью адаптировать операцию обратного отображени , посредством которой
Страница: 30
RU 2 335 845 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
декодируетс пара символов данных, в зависимости, по меньшей мере частично, от
максимально возможного числа нулевых символов в упом нутом наборе символов данных;
и
средство дл обновлени максимально возможного числа нулевых символов данных в
упом нутом наборе символов данных в св зи с декодированием прин того кодового слова
дл восстановлени пары символов данных, представленной упом нутым кодовым словом,
путем вычитани упом нутого св занного числа предшествующих или последующих
нулевых символов данных из упом нутого максимально возможного числа нулевых
символов данных, чтобы получить обновленное максимально возможное число нулевых
символов данных, причем упом нутое средство дл декодировани кодового слова
выполнено с возможностью адаптировать операцию обратного отображени , посредством
которой следующее кодовое слово декодируетс дл восстановлени пары символов
данных, представленной упом нутым следующим кодовым словом, в зависимости, по
меньшей мере частично, от упом нутого обновленного максимально возможного числа
нулевых символов данных.
32. Декодер по п.31, отличающийс тем, что он выполнен с возможностью приема
указани числа ненулевых символов данных в упом нутом наборе символов данных.
33. Декодер по п.31 или 32, отличающийс тем, что он выполнен с возможностью
определени максимально возможного числа нулевых символов данных в упом нутом
наборе символов данных путем вычитани числа ненулевых символов данных в
упом нутом наборе символов данных из общего числа символов данных в упом нутом
наборе.
34. Декодер по п.32, отличающийс тем, что он содержит средство дл приема
упом нутого указани числа ненулевых символов данных в упом нутом наборе символов
данных из соответствующего кодирующего устройства.
35. Декодер по п.31 или 32, отличающийс тем, что упом нутое средство дл декодировани кодового слова выполнено с возможностью выполнени операции
обратного отображени путем выбора конкретной таблицы обратного отображени из
набора таблиц обратного отображени в зависимости, по меньшей мере частично, от
упом нутого максимально возможного числа нулевых символов данных в упом нутом
наборе символов данных, причем кажда таблица обратного отображени упом нутого
набора определ ет назначение кодовых слов символам данных.
36. Декодер по п.35, отличающийс тем, что кажда из упом нутых таблиц обратного
отображени определ ет назначение кодовых слов парам символов данных.
37. Декодер по п.35, отличающийс тем, что упом нутое средство дл декодировани кодового слова выполнено с возможностью декодировани прин того кодового слова дл восстановлени кодового числа и дл использовани упом нутого кодового числа в
качестве ссылки в конкретную таблицу обратного отображени , выбранную в зависимости,
по меньшей мере частично, от упом нутого максимально возможного числа нулевых
символов данных в упом нутом наборе символов данных, при этом восстанавливаетс пара символов данных, представленна упом нутым кодовым словом.
38. Декодер по п.31 или 32, отличающийс тем, что упом нутый набор символов данных
представл ет значени коэффициентов преобразовани .
39. Декодер по п.31 или 32, отличающийс тем, что упом нутое средство дл декодировани кодового слова выполнено с возможностью использовани значени предыдущего декодированного ненулевого символа данных дл выбора кодовой книги из
набора кодовых книг, содержащих кодовые слова, представл ющие ненулевые символы
данных, дл декодировани текущего кодового слова.
40. Видеодекодер, содержащий декодер по любому из пп.31-39.
41. Мультимедийный терминал, содержащий видеокодер по п.30.
42. Мультимедийный терминал, содержащий видеодекодер по п.40.
43. Мультимедийный терминал по п.41, отличающийс тем, что он содержит
приемопередающее средство дл передачи информации в сеть мобильной св зи и приема
Страница: 31
RU 2 335 845 C2
информации из сети мобильной св зи по радиоканалу.
44. Мультимедийный терминал по п.42, отличающийс тем, что он содержит
приемопередающее средство дл передачи информации в сеть мобильной св зи и приема
информации из сети мобильной св зи по радиоканалу.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Страница: 32
RU 2 335 845 C2
Страница: 33
DR
RU 2 335 845 C2
Страница: 34
RU 2 335 845 C2
Страница: 35
RU 2 335 845 C2
Страница: 36
? анализа веро тности
по влени различных пар (пробег, уровень) дл каждого возможного значени макс_пробег. Кодовые числа (т.е. значени Индекс_ПУ), выработанные применением
процедуры отображени , используютс затем дл выбора кодовых слов, представл ющих
пары (пробег, уровень), из таблицы кодовых слов. Предпочтительные варианты
выполнени изобретени используют либо таблицу, показанную выше в Таблице 2, либо ту,
что показана в Таблице 5.
Таблицы 6 и 7 представл ют примерные отображени пар (пробег, уровень) дл кодировани чисел согласно значению макс_пробег. В обеих таблицах строки
соответствуют значени м уровн , а столбцы соответствуют значени м пробега, тогда как
записи в каждой чейке указывают кодовое число кодового слова VLC дл этой конкретной
пары пробег-уровень (т.е. комбинации значений пробег и уровень). Наиболее веро тной
паре назначаетс кодовое число 1, второй наиболее веро тной паре - кодовое число 2, и
т.д. И Таблица 6, и Таблица 7 перечисл ют 15 наиболее веро тных пар. Таблица 6
иллюстрирует случай, когда макс_пробег равен 8, тогда как Таблица 7 показ?
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
538 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа