CN104303504A - 稳定信息和瞬时/随机信息的不同编码和解码 - Google Patents

Abstract

用于接收数据流的方法和信号处理器，所述数据流包含至少两组不同的已编码数据，其中的至少一组与信号的瞬时/随机分量有关。至少部分地基于不同的各组已编码数据，信号处理器对每组已编码数据的信号的相应再现进行解码和重构。然后将信号的不同的各组再现组合成重构信号的单个再现。

Description

稳定信息和瞬时/随机信息的不同编码和解码

技术领域

本文中的实施例涉及信号处理，并且更特别地涉及多维信号的编码和解码。

背景技术

常常发生的是数字化信号以相同基本（underlying）信息（作为非限制性示例，其可能是2D图像、3D体积图像或者甚至以超过三个维度为特征的元素的平面）的数个连续样本为特征，创建多维信号（例如，作为非限制性示例，表示连续2D图像序列的3D信号或者表示3D/体积图像序列的4D信号等），其中，针对其维度中的一个，诸如时间维度，在数个连续样本上存在一定程度的信号稳定性。非限制性实际示例将是计算机断层成像扫描中的连续切片、MRI扫描中的连续体积图像、运动图片中的连续帧等。

由于实际传感器和传送信道的性质，类似或者甚至相同的基本信息的不同样本将以不同特性为特征是非常可能的。例如，特定样本可能由于在其他样本中不存在的运动模糊或由于在采样时的略有不同的辐射强度或光条件或者由于传感器中的热噪声或由于信道中的传送误差或由于其他噪声类型等而以与先前和/或后续样本相比的相同基本信息的略有不同的值为特征。最终结果是与将期望的相比而言信号元素的较高统计可变性。这产生大量信息（例如，不必要的强度/色彩变化、错误色彩的平面元素等），其难以与信号中的“真实”和所需细节区别开，并且其能使进一步信号处理（例如，运动估计、内容识别、编码/解码等）复杂化。另外，此类变化妨碍具有相对大的量化步幅的量化的使用，因为其将限制适当地表示相对稳定的信息从一个元素到下一个元素的细微变化的可能性。

数个现有信号处理方法包括在对信号进行编码/解码之前将稳定/相关信息（“核心（core）信号”）从瞬时（transient）/随机信息（“瞬时层信号”）分离。稳定信息通常是详细的且通常能至少部分地根据相邻样本来预测。相反地，瞬时信息通常不可根据相邻样本的瞬时信息预测。

数个现有常规方法旨在过滤/减少/降低信号的瞬时层分量，并且因此特别地改善数据压缩的效率，因为瞬时信息的信息熵的量趋向于高于稳定信息的信息熵的量。那些方法的问题是在一些情况下，具有有限噪声和/或有限瞬时分量的已解码信号被用户认为具有与原始信号的有限保真度的信号，因为实际信号确实以一定量的瞬时元素为特征。换言之，在重构信号中期望一定程度的瞬时/随机元素。

常规方法的另一特性是瞬时层元素在未被完全滤出时连同核心信号分量一起被用相同的编码方法编码，并且因此对比所需更多的细节进行编码。

发明内容

本文中的实施例偏离了常规系统和方法，提供了用来将信号的稳定信息（“核心信号”）及其瞬时/随机分量（“瞬时层信号”）都进行编码和解码的新的且独特的方法。

本文所述的创新和独特方法允许将信号分成两组不同信息（诸如核心信号和瞬时层信号），并且然后独立地对这两组信息进行编码和解码。以这样的方式，能将十分不同的编码/解码方法应用到核心信号和瞬时层信号，其中核心信号要求严格遵守原始信号的重构方案，而瞬时层信号通常只要求具有相同随机特性，但不一定与包含在原始信号中的瞬时层相同的重构方案。

另外，在网络拥塞的情况下，本文所描述的实施例允许通过针对核心信号和针对瞬时层信号独立地调制所需比特率来降低传送信号的再现（rendition）所需的比特率。例如，较高优先级能给予用于传送核心信号，并且因此与其中信号的编码不涉及将核心信号分量与瞬时层信号区别开的方法相比而允许较平滑的质量退化。

本文中的一个实施例包括用于通过将信号的第一已解码再现与至少部分地基于对应于信号的统计性质的所接收参数重构的信息组合来调整信号的第一已解码再现，因此增加所述已解码再现的感知质量。

更具体地，在非限制性示例性实施例中，被配置为解码器的信号处理器接收两组重构数据。第一组重构数据根据第一解码方法被解码，从而重构信号的第一再现（“核心信号层”）。第二组重构数据根据第二解码方法（不同于第一解码方法）被解码，从而重构信号的第二再现（“瞬时层”）。解码器然后将这两个再现组合，获得信号的最终再现。

在一些非限制性实施例中，所述第二组重构数据包括对应于信号的统计性质的至少一个参数。在其他非限制性实施例中，还至少部分地基于用来将信号的所述第一再现解码的量化参数来重构信号的所述第二再现，经由抖动（dithering）而有效地使量化误差随机化。

在其他非限制性实施例中，解码器根据如下方法来重构信号的所述第二再现：根据数字的随机生成来模拟值的生成，同时利用（leveraging）在编码器侧和解码器侧处都已知的信息（即，允许编码器精确地模拟解码器侧处的信号的第二再现的重构结果）。

在另一非限制性实施例中，解码器基于数字的一个或多个参考表来模拟数字的随机生成，根据在编码和解码侧处都可用的参数来选择表中的起始位置。

在其他非限制性实施例中，解码器接收与参考表相对应的应被用于随机数或看似随机数的生成的参数以及与执行此类数的改变相对应的一个或多个参数（例如，根据缩放（scaling）参数的强度的变化，因此以给定统计分布和给定标准偏差来模拟随机数生成）。

在其他非限制性实施例中，在第二组重构数据内，解码器接收与信号的不同部分相对应的不同参数，并且相应地基于信号的该部分而根据不同的参考表和不同操作来重构信号的第二再现。在非限制性实施例中，这是通过接收辅助参数图（指示用于信号的每个给定部分的参数值）且然后――针对每个部分――至少部分地基于相应参数来重构信号的第二再现来实现的。

下面更详细地论述这些及其他实施例变型。

如以上所提到的，注意，本文中的实施例可用软件或硬件或两者的组合来实现，并且能包括一个或多个计算设备、编码器设备、解码器设备、处理器设备、路由器、网络、工作站、手持式或膝上型计算机、机顶盒等的配置以执行和/或支持本文公开的任何或所有方法和/或操作。换言之，能对一个或多个计算机化设备或处理器进行编程和/或配置以如本文所解释的那样操作以实现不同的实施例。

除如以上所论述的技术之外，本文中还有其他实施例包括软件程序以执行以上概述并且在以下详细公开的步骤和操作。一个此类实施例包括非瞬时性计算机可读介质，其包括以如下方式在其上编码的计算机程序逻辑、指令等：当在具有处理器和相应存储器和/或程序的计算机化设备中执行时，使该处理器执行本文所公开的任何操作。此类布置能被提供为软件和/或以代码和/或在计算机可读介质上设置或编码的其他数据（例如，数据结构）的形式，所述计算机可读介质诸如光学介质（例如，CD-ROM或DVD-ROM）、软盘或硬盘或能够存储计算机可读指令的任何其他介质，所述计算机可读指令诸如一个或多个ROM或RAM或PROM芯片中的固件或微码，或者被提供为专用集成电路（ASIC）。软件或固件或任何其他此类配置能被安装在计算机化设备中并促使所述计算机化设备执行如本文所解释的技术和/或操作。

相应地，本公开的一个特定实施例针对计算机程序产品，其包括具有存储在其上以便支持信号处理操作的指令的计算机可读硬件存储介质。为了清楚起见，已经添加了步骤序列。应注意的是，能以任何适当顺序来执行这些步骤。 

本公开的其他实施例包括软件程序、固件和/或各硬件以执行在以上概述和在以下详细公开的任何方法实施例步骤和操作。

并且，要理解的是，能够将如本文所论述的系统、方法、设备、计算机可读存储介质上的指令等严格地实施为软件程序、实施为软件、固件和/或硬件的混合或者单独地实施为硬件，诸如在处理器内或在操作系统内或在软件应用内等。

如上文所论述的，本文中的技术非常适合于在对信号进行编码、解码和处理的软件、固件和/或硬件应用中使用。然而，应注意的是，本文中的实施例不限于在此类应用中使用，并且本文所论述的技术也非常适合于其他应用。

另外，注意，虽然可在本公开的不同地方论述本文中的不同特征、技术、配置等中的每一个，但意图在于能够相互独立地或相互组合地执行每个概念。相应地，能够以许多不同的方式来实施和查看如本文所述的一个或多个本发明、实施例等。

附图说明

根据以下如附图中所示的优选实施例的更特定描述，本发明的前述及其他目的、特征和优点将变得显而易见，在附图中相似的附图标记贯穿不同的图指示相同部件。

图1A是示出根据本文发明的实施例的提供重构数据的编码器的示例图。

图1B是由图1A中所示的编码器执行的编码方法的流程图。

图2是示出根据本文所描述的实施例的到解码器的数据流的生成和传送的示例图。

图3A是示出根据本文所描述的实施例的对包含已编码核心信号数据和已编码瞬时层信号数据的数据流进行解码的示例图。

图3B是由图3A中所示的解码器执行的解码方法的流程图。

图4是根据在编码和解码侧处都已知的信息对瞬时层解码和重构的流程图。

图5是示出根据本文所描述的实施例的用于执行计算机代码、指令、应用、软件和/或固件等的计算机架构的实例的图。

图6是示出根据本文中的实施例的信号的图像中的噪声的不同分布的示例图。

图7是示出根据本文中的实施例的显示屏的不同区域中的噪声分布随时间的变化的示例图。

具体实施方式

本文所示的方法适合于任何类型的多维信号，不加限制地包括声音信号、多通道声音信号、图片、二维图像、视频信号、多视点视频信号、3D视频信号、体积信号、体积视频信号、医学成像信号、具有多于四个维度的信号等。

为了简单起见，根据本描述，示出的实施例通常采用由2D图像序列（通常被称为“帧”，或者在隔行扫描视频信号的情况下“字段（field）”）构成的视频序列的使用情况，其中用适当色彩空间（例如YUV、RGB、HSV等）中的一组色彩设置来表征每个元素(在此类非限制性示例性情况下通常称为“像素”或者作为“平面元素”或“像元（pel）”)。然而，相同的概念不限于时基信号，而是可应用于其中至少一个维度T适合于稳定性假设的任何其他类型的多维信号。本质上，假设信号沿着维度T具有一定程度的可预测性。对于不适合于执行稳定性假设的维度，假设损失详细信息是不期望的，即使该信息是非常局部的和/或与沿着那些维度的信号的其他部分不相关（例如，借助于非限制性示例，将针对仅一个帧保持在图片中的白色背景上的随机点视为具有有限重要性的统计波动，而将针对20个连续帧保持在图片中的类似随机点视为相关信息，并且不应仅仅因为其相邻像素全部是白色的而将其视为统计波动）。本领域的技术人员能很容易理解如何将相同的方法也应用于其他类型的信号。

能相互地和/或与其他方法相结合地使用本文所示的方法和实施例。本文所示的许多优选实施例描述了以实现压缩为目、即以最小量的比特编码信号的适当再现的技术和算法。这也是非限制性示例：其他非限制性实施例实现不同的目的，诸如稳健且高效的滤波、信号质量增强、图像降噪等。

图1和2示出要被传送的多维信号的编码。该信号针对维度中的至少一个支持稳定性假设，使得――沿着这样的维度并且针对给定数目的邻接元素――能够将包含信号的更相关信息分量的稳定信息（“核心信号”）与包含噪声及其他高度易失性信息的瞬时信息（“瞬时层信号”）分开。

在诸如编码器设备之类的编码器110中，信号处理器设备被配置成在步骤110B期间接收信号100并在步骤120B中用降噪器120对其进行处理。如其名称所表明的，降噪器从信号100去除噪声或瞬时量并输出核心信号130-1。能根据任何适当的降噪方法来实现降噪器120。

在步骤125B中，用减法器125从信号100减去核心信号130-1，从而导致瞬时层信号130-2（例如，包括噪声、瞬时量等）的输出。如上所述，核心信号130-1和瞬时层信号130-2以不同的特性和性质为特征。在所述示例中，在一个实施例中，瞬时层信号130-2表现得像白噪声，即在T＝t处的给定时刻瞬时层信号130-2的每个元素以具有零的期望值的随机特性为特征，并且不与跨维度T的信号的在前或后续样本的任何相应值相关。

在步骤140B中，借助于核心信号编码器140来对核心信号130-1进行编码，而在步骤150B中，借助于瞬时层信号编码器150来对瞬时层信号130-2进行编码。编码器140和150生成已编码核心信号数据160和已编码瞬时层信号数据170，共同地称为“已编码重构数据”。

在所述示例中，能将不同的编码方法用于对核心信号130-1和瞬时层信号130-2进行编码，核心信号130-1将以高保真度来重构，因为其包含基本信息，而瞬时层信号130-2通常不需要以高保真度来重构，而是仅以与原始信号的统计相似性来重构。

在步骤160B和170B中，将各组已编码重构数据存储在储存库160和170中。

在所描述的非限制性实施例中，编码器140和150产生已编码重构数据（例如，用于核心信号130-1的重构数据160-1、……、重构数据160-N；以及用于瞬时信号130-2的重构数据170-1、……、重构数据170-N），允许根据信号分辨率（resolution）和对原始信号的遵守性（adherence）以不同质量水平对不同信号进行重构。

在特定非限制性示例性实施例中，由于单独地对核心信号和瞬时层信号进行编码，所以能用不同层级的质量水平对那些信号进行编码。如图1中所示，用N个质量水平对核心信号进行编码，同时用M个质量水平对瞬时层信号进行编码。

在另一非限制性实施例中，瞬时层信号编码器150用常规信号编码技术（即，针对瞬时层的准确重构对信号“”进行编码）以及如下的编码技术来对瞬时层信号130-2进行编码：该编码技术涉及提取和编码瞬时层的关键统计特性（例如，谱分布等），使得可能的是向解码器传送有限量的已编码数据，其仍允许将瞬时层重构为具有与原始瞬时层的那些特性类似但不一定相同的特性。 换言之，能识别并表征接收到的信号100中的瞬时信息。当再生信号100的再现时，不必使用信号中的精确的原始噪声（例如，瞬时信号130-2，其将要求很多的带宽以进行捕捉），因为该噪声在其提供效果方面是无关的并且不关键。存储在瞬时层信号数据170中的噪声信号信息能表示以不同质量水平编码的信号100中的原始噪声和/或表示以不同质量水平编码的原始噪声的替代（substitute）。

在一个实施例中，编码器110分析接收到的信号100中的原始噪声信号分量以确定存在于接收到的信号100中的噪声量。编码器110生成替代噪声信号分量以便代替原始噪声信号分量而使用。替代噪声信号分量能具有与存在于接收到的信号100中的噪声量基本上类似的噪声量。

根据本文中的实施例，根据诸如带宽可用性之类的参数或传送的再现的目标保真度，被配置为流服务器的信号处理器能选择是以精确保真度（以较大量的传送信息为代价）还是仅仅以统计保真度（即，减少重构对原始信号的遵守，而且减少要传送的信息量）来传送瞬时层。因此，如果带宽可用，则本文中的实施例能包括传送包括原始噪声的原始信号以用于恢复（restitution）。传送包括原始噪声的信号能要求相当大的带宽，即使精确的噪声对于恢复而言并不是关键的。当较少带宽可用于向目标接收者传送数据时，能向目标接收者传送替代噪声信息（即，具有原始噪声的统计特性）来代替传送要求相当大的额外带宽的原始噪声。

在一个非限制性示例性实施例中，能识别在信号中识别的噪声的统计特性并根据基于层（tier）的分级编码方法来将其编码为替代噪声。

根据另一实施例，编码器110能接收信号。能将编码器110配置成将信号100解析成包括噪声信号分量（诸如信号130-2）和非噪声信号分量（诸如核心信号130-1）的多个分量。编码器与对非噪声信号分量进行编码相独立地对噪声信号分量进行编码并将已编码非噪声信号分量和已编码噪声信号分量存储在一个或多个储存库中。

编码器能在多个恢复质量水平对信号的原始非噪声信号分量进行编码，同时还在多个恢复质量水平对原始噪声信号分量进行编码。

如稍后在图2中所论述的，响应于接收对用信号100表示的内容的请求，相应服务器资源自适应地通过相应通信链路向远程解码器传送在变化的质量水平的已编码原始非噪声信号分量和已编码原始噪声信号分量。

本文中的一个实施例包括检测通信链路上的可用带宽的减少。响应于此类条件，能将服务器资源配置成保持在特定质量水平的已编码非噪声信号分量的传送并降低原始噪声信号分量通过通信链路被传送给解码器设备的质量水平以适应可用带宽的减少。换言之，本文中的实施例能包括传送适当的已编码信号数据（与信号100相关联）以在解码器处提供良好质量恢复。本文中的实施例能包括降低原始噪声的质量水平和/或响应于检测到拥塞而向目标设备提供替代噪声。因此，从降低噪声质量中节省的带宽（其可对内容的重放版本几乎没有影响）能用来发送信号100的已编码、诸如已压缩非噪声部分。

再次参考图1，根据还有其他实施例，能将编码器配置成接收信号100并将信号100解析成多个分量，所述多个分量包括原始噪声信号分量（诸如信号130-2）和原始非噪声信号分量（诸如信号130-1）。编码器110将原始噪声信号分量转换成替代噪声信号分量。替代噪声信号分量表示接收到的信号中的噪声但并不与之相同。编码器110提供、诸如存储替代噪声信号分量作为原始噪声信号分量的替换。在一个实施例中，编码器110以不同的质量水平产生替代噪声信号分量。

在一个实施例中，编码器110生成替代噪声信号分量以具有与原始噪声信号分量中的噪声分布基本上类似的噪声分布。在还有其他实施例中，编码器110将与信号100相关联的替代噪声信号分量产生为与原始噪声信号分量相比显著更少的数据位。

能将编码器110配置成将替代噪声信号分量生成为显然等效于原始噪声信号分量。也即，非噪声信号分量和替代噪声分量的恢复能显然与非噪声信号分量和原始噪声信号分量的恢复相同或基本上类似。然而，与捕捉原始信号100中的原始噪声信号分量所需的相比可以显著更少的比特来捕捉替代噪声分量。

本文中的其他实施例包括：对替代噪声信号分量进行编码；将已编码替代噪声信号分量存储在储存库中；压缩原始非噪声信号分量；将接收到的信号的已压缩原始非噪声信号分量存储在储存库中；以及分发已编码替代噪声信号分量和已压缩原始非噪声信号以用于恢复。

图2示出根据本发明编码的信号的传送。访问储存库160和170并由包括例如信号处理器的流服务器250来提取和处理数据。流服务器250对数据流260进行汇编（assemble）并将其传送到远程解码器280（诸如通过网络而位于远程位置处的解码器设备），远程解码器280然后对重构信号290的再现进行重构并将其发送到恢复设备295以用于恢复。

以非限制性示例的方式，在一个实施例中，流服务器250通过将已编码核心信号数据和已编码瞬时层信号数据组合成一个单一数据流来对数据流260进行汇编。

在本文所述的非限制性示例性实施例中，流服务器250还接收表示到解码器280的传送信道的数据业务状况的信息255。基于诸如支持传送到远程位置处的解码器的数字数据流的输送的通信链路的拥塞之类的业务状况，流服务器250被配置成选择不同的数据以对数据流260进行汇编。

更确切地，在该实施例中，能将流服务器250配置成向储存库160中的已编码核心信号数据和向储存库170中的已编码瞬时层信号数据分配不同的优先级。这允许流服务器250例如将相对较高质量水平的核心信号与相对较低质量水平的瞬时层信号组合。在某些情况下，期望以高质量水平传送表示核心信号的已编码数据，因为其通常是原始信号100的最重要部分。如所提到的，响应于检测拥塞，能以较低质量水平来传送瞬时层信号或其替代。

在根据基于层或多尺度方法编码的重构数据的情况下，仅连同已编码瞬时层数据170-2一起传送已编码核心信号数据160-1至160-N，或者在根据常规编码方法编码的重构数据的情况下，能替代地连同已编码瞬时层数据一起来传送已编码核心信号数据160-N。原则上，与瞬时层的质量水平不同地调制核心信号的质量水平允许在流服务器250被迫减小数据流260的大小/比特流时重构信号290的总体质量的较小可感知退化。信号的退化能是更加渐进的，并且向用户提供更平滑的观看体验。

根据其他实施例，为了支持传送高质量水平的核心信号130-1而以较低质量水平发送检测到的瞬时层信号130-2提供了在拥塞期间更好的观看体验。

图3A和3B示出包含已编码核心信号数据和已编码瞬时层信号数据的数据流260的解码。

以非限制性示例的方式，能将数据流260作为包括核心信号信息和瞬时层信息的单个数据流来接收。在步骤300B中由解码器280来接收数据流260，所述解码器产生如先前所论述的重构信号290。

在所述示例中，在步骤310B中，数据流260被分离器310分离成两组不同数据：即，已编码核心信号310-1和已编码瞬时层信号310-2。

每组数据（即，核心信号310-1和瞬时层信号310-2）然后根据其各自编码方法的特定要求而被独立地解码。在图3A和3B中所示的特定实施例中，在步骤330B中，由核心信号解码器330将已编码核心信号310-1解码，产生信号的稳定分量的再现350-1（诸如没有噪声的核心信息）。在步骤340B中，已编码瞬时层信号310-2被瞬时层信号解码器340解码，产生信号的噪声及其他瞬时分量的信息的再现350-2。

信息的再现350-2被发送到瞬时层重构器（reconstructor）360，其在步骤360B中产生瞬时层信号的再现350-3。再现350-1和350-3在步骤370B期间被组合器370组合以生成重构信号290。

在一个实施例中，再现350-1和350-3具有不同分辨率且所述组合包括对再现进行重新采样以获得相同分辨率的再现以及逐个元素地将其加和。通常，对较低分辨率的再现进行上采样（upsample），使得所有再现具有相同分辨率。

在另一实施例中，信号350-2的噪声及其他瞬时分量的信息的再现能包含指示原始瞬时层信号130-2的谱分布性质的参数。在这种情况下，已编码数据不包含用于瞬时层信号130-2的准确重构的某种信息，而是包含用于瞬时层信号130-2的代理（proxy）的重构的信息。相应地，瞬时层重构器360生成具有与原始瞬时层信号130-2的性质基本上类似的谱分布性质的瞬时层信号350-3的再现。

图4示出重构步骤360B的非限制性实施例，其中根据在编码和解码侧处都已知的信息来重构瞬时层。

在步骤4.01中，解码器接收与应被利用来以便生成瞬时层的元素的值的参考表相对应的一个或多个参数。广泛地说，所述参考表对应于瞬时层的统计性质（例如，以非限制性示例的方式，以根据拉普拉斯分布而分布的值为特征），并且允许根据所述统计性质而生成看似随机数。在该非限制性实施例中，相同的参考表在编码和解码时都是可用的，从而允许编码器生成将由解码器生成的精确地相同的看似随机数，因此精确地模拟瞬时层的解码过程。

在步骤4.02中，解码器接收参数，该参数指示所述表中的起始位置，即包含在表中的从其开始以便根据对应于所述表的统计性质来生成看似随机数的数序列中的位置。在该非限制性实施例中，解码器基于在编码和解码时都已知的信息（例如，图像的特定性质）来计算起始位置，而不需要编码器向解码器发送起始位置。

在步骤4.03中，解码器接收对应于对借助于参考表生成的数执行的改变的至少一个参数。在该非限制性实施例中，所述参数包括Y分量（亮度）的缩放参数以及U和V分量的缩放参数。

在步骤4.04中，解码器通过选择所述参考表（从所述起始位置开始）的值序列中的值并且通过根据所述参数来改变它们而生成瞬时层的元素。

在其他非限制性实施例中，解码器接收用于信号的不同部分的不同参数，因此通过选择不同的参考表和/或根据瞬时层中的每个给定元素的位置以不同的方式来改变参考表的数而生成用于瞬时层的所述给定元素的值。在此类非限制性实施例中的一些中，解码器接收较低质量水平的辅助参数图，将其提升（upscale）至必须被重构的瞬时层的质量水平（因此生成用于必须被重构的瞬时层的每个元素的参数），并且然后根据瞬时层的每个给定元素的对应参数来生成所述给定元素的值。

在另一非限制性实施例中，为了生成对应于给定核心信号的瞬时层，解码器选择参考表并生成适当参数以至少部分地基于用来解码与所述瞬时层相对应的核心信号的一个或多个量化参数来改变参考表的值。

在另一非限制性实施例中，解码器生成与相同核心信号相对应的多个瞬时层并且然后将其组合以便重构与所述核心信号相对应的单个瞬时层。

图5是根据本文所描述的实施例的实现诸如解码和/或解码之类的信号处理的计算机系统800的示例性框图。

除非另外特别声明，如从以下论述显而易见的，要领会到贯穿本说明书，利用诸如“处理”、“计算”、“核算”、“确定”等术语的论述指的是诸如计算机或类似电子计算设备之类的计算平台的动作或过程，其对表示为计算平台的存储器、寄存器或其他信息存储设备、传送设备或显示设备内的物理电量或磁量的数据进行操纵或变换。

根据本文所描述的不同实施例，计算机系统800可以是任何的各种类型的设备，包括但不限于个人计算机系统、桌面型计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、上网本计算机、大型计算机系统、手持式计算机、平板计算机、智能电话、工作站、网络计算机、应用服务器、存储设备、消费者电子设备，诸如摄像机、录像摄像机、机顶盒、移动设备、视频游戏控制台、手持式视频游戏设备、诸如交换机、调制解调器、路由器之类的外围设备或者一般地任何类型的计算或电子设备。

如图中所示，本示例的计算机系统800包括与在其中能存储和检索数字信息的计算机可读存储介质812耦合的互连811。计算机系统800还能包括处理器813、I/O接口814和通信接口817。

I/O接口814提供到储存库180的连接和（如果存在的话）显示屏和外围设备816，诸如键盘和/或计算机鼠标等。

通信接口817使得计算机系统800能够通过网络190进行通信以从远程源检索信息并与其他计算机、交换机、客户端、服务器等进行通信。I/O接口814还使得信号处理器813能够从储存库180检索或尝试检索存储的信息。

注意，还能将计算机系统800或编码器110或流服务器250或解码器280实施成包括用于存储数据和/或逻辑指令的计算机可读存储介质812。

所述计算机可读存储介质812能是任何适当设备和/或硬件，诸如存储器、光存储装置、硬盘驱动器、软盘等。计算机可读存储介质还能是用来存储与信号处理器110、250和/或280相关联的指令的非瞬时性存储介质。所述指令被诸如信号处理器813之类的各资源执行以执行如本文所论述的任何操作。如所示，能用由信号处理器813在处理840-2时执行的信号处理器应用840-1对计算机可读存储介质812进行编码。

计算机系统800能够包括信号处理器813以执行此类指令并执行如本文所论述的操作。相应地，当被执行时，与信号处理器应用840-1相关联的代码能够支持如本文所论述的处理功能。如所提到的，能够将信号处理器813配置成支持编码和/或解码。在非限制性实施例中，信号处理器813经由互连811的使用来访问计算机可读存储介质812以便启动、运行、实行、解释或以另外方式执行存储在计算机可读存储介质812中的信号处理器应用840-1的指令。信号处理器应用840-1的执行产生信号处理器813中的处理功能。换言之，与处理器813相关联的过程840-2表示在计算机系统800中的信号处理器813内或上执行信号处理器应用840-1的一个或多个方面。

注意，以上论述提供了指示如何执行与信号处理器813相关联的功能的基本实施例。然而，应注意的是，用于执行如本文所描述的操作的实际配置能够根据应用而改变。

本领域的技术人员将理解的是，计算机系统800能够包括其他过程和/或软件和硬件部件，诸如控制硬件处理资源的分配和使用来执行信号处理器应用840-1的操作系统。

图6是示出根据本文中的实施例的信号的图像（在没有限制的情况下，例如，帧）中的瞬时信息（在没有限制的情况下，例如，噪声）的不同分布的示例图。

如先前所论述的，诸如编码器110之类的适当处理资源处理信号100并将其解析成原始瞬时（例如，噪声）信号分量610-1和原始核心（例如，非噪声）信号分量620。

信号100能是随时间推移在显示屏630上可播放的时基显示信号。例如，信号100能指定在显示屏630上的每个像素随时间推移的设置。

处理资源将原始噪声信号分量610-1转换成替代噪声信号分量620-2。这能包括：针对与要在显示屏630上显示的显示信息的帧相对应的原始噪声信号的一部分，分析原始噪声信号分量610-1的该部分以识别存在于显示屏的多个区域中的不同噪声水平。例如，处理资源检测到区域650-1具有对应的噪声分布#1；处理资源检测到区域650-2具有对应的噪声分布#3；处理资源检测到资源650-3具有对应的噪声分布#2；等等。每个区域能具有不同的噪声水平。

基于区域650中检测到的噪声的量，处理资源产生替代噪声信号分量620-2以反映或指定要在多个不同区域中使用的噪声的替代分布。

图7是示出根据本文中的实施例的显示屏的不同区域中的噪声分布随时间的变化的示例图。

如先前所提到的，信号100能是可播放图像和/或音频的时基信号（诸如图像序列或帧）。不同区域中的瞬时信息（在本非限制性示例中，例如噪声）的量能随时间推移而改变。在一个实施例中，处理资源分析不同区域并确定存在于信号100中的瞬时信息的量。

例如，诸如编码器110之类的处理资源分析用于帧1的像素段730中的原始瞬时信号分量620-1中的设置并确定存在于区域711-1中的噪声水平A；存在于区域711-2中的噪声水平B；存在于区域711-3中的噪声水平F。处理资源产生用于帧1的替代噪声信号分量620-2以反映噪声的这些所检测量。

诸如编码器110之类的处理资源分析用于帧2的像素段730中的原始噪声信号分量620-1中的设置并确定存在于区域712-1中的噪声水平B和存在于区域712-2中的噪声水平C。处理资源产生用于帧2的替代噪声信号分量620-2以反映噪声的这些所检测量。

诸如编码器110之类的处理资源分析用于帧3的像素段730中的原始噪声信号分量620-1中的设置并确定存在于区域713-1中的噪声水平C和存在于区域713-2中的噪声水平A。处理资源产生用于帧3的替代噪声信号分量620-2以反映噪声的这些所检测量。

虽然已经特别参考其优选实施例示出并描述了本发明，但本领域的技术人员将理解的是，在不脱离由随附权利要求限定的本申请的精神和范围的情况下可对其进行形式和细节方面的各种修改。此类变型意图被本申请的范围覆盖。因此，本申请的前述实施例的描述并不意图是限制性的。而是，对本发明的任何限制都在随附权利要求中呈现。 

Claims (25)

1. 一种对信号进行解码的方法，所述信号能被分离成至少两组不同的已编码重构数据，所述方法包括： 

检索所述至少两组不同的已编码重构数据，已编码重构数据的所述组中之一包括与要被解码的所述信号的瞬时或随机数据相对应的信息； 

使用至少两个不同的解码过程来对所述至少两组不同的已编码重构数据中的每一组进行解码以生成对应的不同信号再现；以及 

将所述不同信号再现组合成单个重构信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，检索至少两组不同的已编码重构数据包括： 

将所述信号作为包括所述至少两组不同的已编码重构数据的单个已编码数据流来接收；以及 

将接收到的单个已编码流分离成所述至少两组不同的已编码重构数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，对包括与要被解码的所述信号的瞬时或随机数据相对应的信息的重构数据进行解码包括：与当对另一组已编码重构数据进行解码时生成的信号再现相比，生成不同质量水平和/或分辨率的信号再现。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，将所述不同信号再现组合包括： 

对所述信号再现中的至少一个进行重新采样以使所有信号再现处于相同分辨率， 

处理所述重新采样的再现，生成要被组合的再现，以及 

对要被组合的所述信号再现进行组合。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，与瞬时或随机数据相对应的所述信息包括描述性参数，所述描述性参数对应于选自于由以下各项组成的组中的要被解码的信号的以下分量中的至少一项：噪声、量化噪声、胶片颗粒、高度可变分量、非可预测分量、具有用于识别信号内容的较低优先级的高熵信息、与要被解码的所述信号相关联的统计性质。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，对包括与要被解码的所述信号的瞬时或随机数据相对应的信息的所述数据进行解码包括： 

对所述描述性参数进行解码；以及 

生成以类似描述性参数为特征的信号再现。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，通过处理具有相应统计性质的值的一个或多个已知序列来生成以类似描述性参数为特征的所述信号再现。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，相同的已知序列在编码和解码侧都能用，并且所述方法包括接收在生成所述信号再现时要被使用的特定已知序列的标识符。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述方法在生成所述已编码重构数据的不同组中的另一组的编码环路内使用，即包含与要被解码的所述信号的核心信号分量相对应的信息的那组已编码重构数据至少部分地基于包含与要被解码的所述信号的瞬时或随机数据相对应的信息的那组已编码重构数据。

10.能直接加载到数字处理器的内部存储器中的计算机程序，包括用于当所述程序在处理器上运行时执行权利要求1的方法的软件代码部分。

11.一种被配置成用于对信号进行解码的解码器，所述信号能被分离成至少两组不同的已编码重构数据，所述解码器包括： 

接收器，被配置成用于检索所述至少两组不同的已编码重构数据，已编码重构数据的所述组中之一包括与要被解码的所述信号的瞬时或随机数据相对应的信息； 

解码器，被配置成使用至少两个不同的解码过程来对所述至少两组不同的已编码重构数据中的每一组进行解码以生成对应的不同信号再现；以及 

处理器，被配置成将所述不同信号再现组合成单个重构信号。

12.根据权利要求11所述的解码器，还被配置成用于执行根据任何权利要求1至9的方法。

13.一种用于对信号进行编码的方法，包括： 

接收要被编码的信号； 

将所述信号解析成包括瞬时信号分量和核心信号分量的多个分量；以及 

使用至少两个不同的编码过程来对瞬时信号分量和核心信号分量进行编码。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括： 

以多个恢复质量水平对所述信号的原始核心信号分量进行编码；以及 

以多个恢复质量水平对原始瞬时信号分量进行编码。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括： 

接收对所述信号进行传送的请求；以及 

通过通信链路向远程解码器传送处于适于所述请求的质量水平的已编码原始核心信号分量和已编码原始瞬时信号分量。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述传送包括： 

检测通信链路上的可用带宽的减少，并且根据所述变化： 

传送处于特定质量水平的已编码核心信号分量；以及 

传送比所述特定质量水平低的质量水平的瞬时信号分量。

17.根据权利要求15所述的方法，其中，对瞬时信号分量进行编码包括： 

将原始瞬时信号分量转换成替代瞬时信号分量，所述替代瞬时信号分量表示所述瞬时信息；以及 

将所述替代瞬时信号分量提供为原始瞬时信号分量的替换。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，将原始瞬时信号分量进行转换包括： 

生成具有与原始瞬时信号分量的信息分布基本上类似的统计分布的替代瞬时信号分量。

19.根据权利要求17所述的方法，其中，将原始瞬时信号分量进行转换包括： 

产生具有比原始瞬时信号分量相比显著更少的数据位的替代瞬时信号分量。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，将原始瞬时信号分量进行转换包括： 

将替代瞬时信号分量生成为可察觉地等效于原始瞬时信号分量。

21.根据权利要求17所述的方法，其中，将原始瞬时信号分量进行转换包括： 

分析原始瞬时信号分量以确定存在于接收到的信号中的瞬时信息的量；以及 

将替代瞬时信号分量生成为具有与存在于接收到的信号中的噪声量基本上类似的噪声量。

22.根据权利要求17所述的方法，还包括： 

将所述信号作为在显示屏上随时间能重放的时基显示信号来接收；以及 

其中，将原始瞬时信号分量转换成替代瞬时信号分量包括： 

针对与要在显示屏上显示的显示信息的帧相对应的原始瞬时信号的一部分，分析原始瞬时信号分量的该部分以识别存在于显示屏的多个区域中的不同原始水平的瞬时信息；以及 

产生替代瞬时信号分量以指定要在所述多个区域中使用的瞬时信息的替代分布。

23.能直接加载到数字处理器的内部存储器中的计算机程序，包括用于当所述程序在处理器上运行时执行权利要求13的方法的软件代码部分。

24.一种被配置成用于对信号进行编码的编码器，包括： 

接收器，被配置成用于接收要被编码的信号； 

处理器，被配置成用于将所述信号解析成包括瞬时信号分量和核心信号分量的多个分量；以及 

编码器，被配置成使用至少两个不同的编码过程来对瞬时信号分量和核心信号分量进行编码。

25.根据权利要求24所述的编码器，还被配置成用于执行根据权利要求13至22中的任一项的方法。