CN107852510A - 用于编码和解码图像的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

公开了用于编码图像的各种方法和装置。在一些实施例中，该方法包括：在第一数据流和第二数据流中选择数据流，所述第一数据流和所述第二数据流包括上下文‑决策对，所述上下文和所述决策与一个或多个图像或一个或多个图像的部分相关。从选择的比特流获取上下文‑决策对，并且还获取选择的数据流的指示。数据流指示被用于选择包括与选择的数据流相关的参数值的寄存器集合。来自选择的寄存器集合的参数值被提供给算术编码以形成更新的参数值。先前更新的参数值被存储到由先前数据流指示所指示的寄存器集合，所述先前更新的参数值与不同于所述选择的数据流不同的数据流相关。

Description

用于编码和解码图像的方法和装置
技术领域
本发明涉及图像压缩，更具体地涉及一种用于编码图像的方法和用于编码图像的装置。
背景技术
本部分旨在提供权利要求书中记载的本发明的背景或上下文。本文中的描述可以包括可以被追求的概念，但不一定是先前已经被构想过或追求过的那些概念。因此，除非在本文中另外指出，否则本部分中描述的内容不是本申请中的描述和权利要求的现有技术，并且不被承认为通过包括在本部分中而成为现有技术。
联合图像专家组(JPEG)已经发布了压缩图像数据的标准，其被称为JPEG标准。JPEG标准使用离散余弦变换(DCT)压缩算法，其使用霍夫曼编码。为了提高范围更广泛的应用的压缩质量，JPEG开发了“JPEG 2000标准”(国际电信联盟(ITU)推荐T.800，2002年8月)。JPEG 2000标准使用离散小波变换(DWT)和自适应二进制算术编码压缩。
发明内容
各种实施例提供了一种用于编码图像的方法和装置。
在具体实施方式中提供了本发明的示例的各个方面。
根据第一方面，提供了一种方法，其包括：
在第一数据流和第二数据流中选择数据流，所述第一数据流和所述第二数据流包括上下文-决策对，所述上下文和决策与一个或多个图像或一个或多个图像的部分相关；
从选择的数据流获取上下文-决策对和选择的数据流的指示；
使用数据流指示来选择包括与选择的数据流相关的参数值的寄存器集合；
将来自选择的寄存器集合的参数值提供给算术编码以形成更新的参数值；
将先前更新的参数值存储到由先前数据流指示所指示的寄存器集合中，所述先前更新的参数值与不同于所述选择的数据流的数据流相关。
根据第二方面，提供了一种装置，其包括：
第一电路，其被配置成在第一数据流和第二数据流中选择数据流，所述第一数据流和所述第二数据流包括上下文-决策对，所述上下文和决策与一个或多个图像或一个或多个图像的部分相关；
第二电路，其被配置成从选择的数据流获取上下文-决策对和选择的数据流的指示；
第三电路，其被配置成使用数据流指示来选择包括与选择的数据流相关的参数值的寄存器集合；
第四电路，其被配置成向算术编码提供来自选择的寄存器集合的参数值以形成更新的参数值；
第五电路，其被配置成将先前更新的参数值存储到由先前数据流指示所指示的寄存器集合，所述先前更新的参数值与不同于所述选择的数据流的数据流相关。
根据第三方面，提供了一种装置，该装置包括：
部件，其被用于在第一数据流和第二数据流中选择数据流，所述第一数据流和所述第二数据流包括上下文-决策对，所述上下文和决策与一个或多个图像或一个或多个图像的部分相关；
从选择的数据流获取上下文-决策对和选择的数据流的指示；
使用数据流指示来选择包括与选择的数据流相关的参数值的寄存器集合；
向算术编码提供来自选择的寄存器集合的参数值以形成更新的参数值；
将先前更新的参数值存储到由先前数据流指示所指示的寄存器集合，所述先前更新的参数值与不同于所述选择的数据流的数据流相关。
附图说明
为了更完整地理解本发明的示例实施例，现在结合附图参考以下描述，其中
图1a示出了按照示例实施例的包括一个或多个部件的图像；
图1b示出了按照示例实施例的包括矩形像素阵列的图像分量；
图1c示出了按照示例实施例的被划分成拼接块的图像分量；
图2图示了按照实施例的编码装置和解码装置的示例；
图3a图示了按照实施例的以迭代方式对拼接块分量数据进行正向变换的计算；
图3b图示了按照实施例的对拼接块分量数据进行正向变换的计算结果；
图3c描绘了在标记和幅度比特平面中组织的系数的示例；
图4以流程图形式描绘了装置的操作的示例实施例；
图5图示了按照实施例的码块样本的扫描顺序的示例；
图6a和图6b图示了按照实施例的算术编码器的一些细节；
图6c描绘了算术编码器的一些寄存器的内容的示例；
图7示出了根据示例实施例的装置的框图；
图8示出了根据示例实施例的装置；
图9示出了包括多个装置，网络和网络元件的无线通信布置的示例。
具体实施方式
以下实施例是示例性的。尽管本说明书可能在若干个位置中引用“一”，“一个”或“一些”实施例，但这不一定意味着每个这样的引用是针对相同的实施例，或者该特征仅适用于到单个实施例。不同实施例的单个特征也可以被组合以提供其他实施例。
以下提供数字图像的一些细节。如图1a所示，图像可能包括一个或多个分量。如图1b所图示的，每个分量可以包括由矩形样本阵列。每个分量的样本值可以是整数，可以是有标记的，也可以是无标记的，该样本值具有一定的精度，诸如每个样本1比特到38比特。样本数据的标记和精度可以在每个分量的基础上进行指定。所有分量都与源图像中的相同空间范围相关联，但可以表示不同的光谱或辅助信息。例如，RGB(红-绿-蓝)彩色图像具有三个分量。分量中的其中一个分量表示红色平面，另一分量表示绿色平面，而又一分量表示蓝色平面。在灰度图像中，只有一个分量与亮度平面相对应。图像的各个分量不需要以相同的分辨率而被采样，其中分量可以具有不同的大小。例如，当在亮度-色度颜色空间中表示彩色图像时，可以对亮度信息比色度数据进行更精细地采样。
在一些情形下，与可用于编解码器的存储器量相比较，图像可能相当大。因而，将整个图像编码为单个单元可能并不总是可行的。因此，图像可以被分解为更小的片段，这些片段中的每个片段可以被独立地编码。更具体地，图像可以被划分成被称为拼接块的一个或多个不相交的矩形区域。图1c描绘了这种划分的示例。
图2以简化框图的形式描绘了编码装置100的示例和解码装置200的示例。编码器100可以包括以下元件：前向多分量变换块110、分量内变换块120、量化块130、层1编码块140、层2编码块150和速率控制块160。解码器结构基本上反映了编码器的结构。因此，编码器和解码器中的功能块之间可能存在一一对应关系。因此，按照实施例并且如图2所图示的，以下元件可以是图像解码器200的部分：层2解码块210、层2解码块220、反量化部件230、反向分量内变换块240和逆多分量变换块250。解码器200中的每个功能块可以精确地或近似地逆转(invert)编码器100中其对应块的效果。
由于拼接块可以被彼此独立地被编码，所以输入图像可以一次处理一个拼接块。
在下文中，对上述各块的操作进行更详细地解释。
前向多分量变换块110可以将多分量变换应用于拼接块分量数据。这种变换可以一起对所有分量进行操作，并且可以用来减少分量之间的相关性，从而带来编码效率的提高。
多分量变换可以是不可逆颜色变换(ICT)或可逆颜色变换(RCT)。不可逆颜色变换是不可逆的，并且其本质上是实数到实数的，而可逆颜色变换是可逆的，并且其是整数到整数的。这两种变换都将图像数据从RGB映射到YCrCb色彩空间。假定分量0、1和2与红色平面、绿色平面和蓝色平面相对应，则变换可以对图像的前三个分量进行操作。由于这些变换的性质，它们对其进行操作的分量以相同的分辨率被采样。换句话说，分量具有相同的大小。在编码器100中的多分量变换阶段之后，可以独立处理来自每个分量的数据。
分量内变换块120可以对个别分量操作。分量内变换的示例是离散小波变换(DWT)，其中分量内变换块120可以应用二维离散小波变换(2D DWT)。分量内变换的另一示例是从无标记数字表示到有标记数字表示的改变，并且进一步示例是到零DC偏移的改变，其中中值用数字零表示，最小值用范围的最小负数表示，最大值用该范围的最大正值表示。离散小波变换将分量划分成许多频带(即，子带)。由于这些子带信号的统计特性，所以相比与原始未变换的数据，可以对变换的数据进行更高效地编码。可逆的整数到整数离散小波变换和不可逆的实数到实数离散小波变换两者均可以被编码器100采用。离散小波变换可以将若干个滤波器组应用于预处理的图像样本，并且针对每个拼接块而生成小波系数集合。
由于图像是二维(2D)信号，所以在水平方向和垂直方向上应用离散小波变换。然后，可以通过将二维离散小波变换递归地应用于在分解中的每个级处所获取的低通子带信号，以便计算小波变换。
在下文中，假定要采用(R-1)级小波变换。如图3a所图示的，可以以迭代方式计算到拼接块分量数据进行正向变换，其中产生了若干个子带信号。正向变换的每个应用产生四个子带：1)水平和垂直低通(LL)、2)水平低通和垂直高通(LH)、3)水平高通和垂直低通(HL)以及4)水平和垂直高通(HH)。(R-1)级小波分解与编号从0到R-1的R个分辨率级别相关联，其中0和R-1分别与最精细的分辨率和最粗糙的分辨率相对应。分解的每个子带可以通过其取向(例如，LL、LH、HL、HH)及其对应的分辨率级别(例如，0，1，...，R-1)来标识。输入拼接块分量信号被认为是LL0频带。在每个分辨率级别处(最高的R-1级别除外)，LL频带可能会被进一步分解。例如，LL0频带被分解，以产生LL1、LH1、HL1和HH1频带。然后，在下一级别处，LL1频带被分解，依此类推。可以重复该过程，直到获取LLR-1频带为止，并且产生图3b所图示的子带结构。
可以通过二维离散小波变换获取变换系数，以使如图3a所描绘的从每个重复中收集若干个系数。从来自水平和垂直高通子带HH0的离散小波变换系数的第一通道(firstpass)，可以获取来自水平高通和垂直低通子带HL0的系数以及来自水平低通和垂直高通子带LH0的系数，以表示那些子带。类似地，从来自水平和垂直高通子带HH1的离散子波变换系数的第二通道(second pass)，可以获取来自水平高通和垂直低通子带HL1的系数以及来自水平低通和垂直高通子带LH1的系数，以表示那些子带的系数。以相同的方式，可以从每个通道获取三个子带的系数。从来自离散小波变换的最后一个通道(lastpass)，获取每个来自子带的系数，这些子带是水平和垂直高通子带HH2、水平高通和垂直低通子带HL2、水平低通和垂直高通子带LH2以及水平和垂直低通子带HH2。
例如，如下所述，系数的比特可以被布置在不同的比特平面中。系数的标记可以形成标记层，如果n是系数(包括标记)的比特数，则系数的最高有效比特(MSB)可以形成最高有效比特平面或层n-2是系数(包括标记)的比特数，则系数的下一最高有效比特可以形成下一比特平面或层n-3等。系数的最低有效比特(LSB)可以形成最低有效比特平面或层0。除标记层以外的比特平面还可以被称为幅度比特平面ν(n-2)至ν(0)。标记比特平面可以被称为χ。图3c描绘了在比特平面中组织的系数的示例。
量化块130量化通过二维离散小波变换而获取的变换的系数。量化可以允许通过以获取期望的图像质量水平所需的更小但是足够高的精度，来表示变换系数而实现更大的压缩。可以使用标量量化来量化变换系数。每个子带的系数可以采用不同的量化器，并且每个量化器可以只有一个参数(即，步长)。变换系数的量化可以是编码路径中信息损失的一个来源，其中在无损编码中，可以不执行量化。例如，量化的小波系数然后可以被算术编码。系数的每个子带可以独立于其他子带被编码，并且可以使用块编码方法。
每个子带的系数可以被划分成代码块，例如，在层1编码块140中。码块的形状是矩形，并且它们的标称(nominal)大小可以是受制于某些约束的编码过程的自由参数。代码块的标称宽度和高度可以是2的整数次幂，并且标称宽度和高度的乘积不能超过某个值，诸如4096。由于码块不被准许跨过分区(precinct)边界，所以如果分区大小足够小，则可能需要减小标称码块的大小。不同子带的码块大小可以相同，或者不同子带的码块大小可以不同。
码块的编码还可以被称为系数比特建模(CBM)，这可以在算术编码之后。在上下文建模中，可以处理码块中的比特平面上的系数，以使针对比特平面中的每个系数在以下三个通道中的一个通道中生成上下文标签：显著性传播通道(SPP)、幅度细化通道MRP)或清除通道(CU)，并且每个上下文标签被用来描述那个比特平面中该系数的上下文(CX)。另外，每个上下文都给予决策比特(D)。当遇到第一非零幅度比特时，系数在显著性传播通道或清除通道中可能变得重要。幅度为0(比特值为0)的系数比特的显著性状态，无论如何其都会影响其邻居系数的上下文。
在子带已经被划分成码块之后，码块中的每个码块可以被独立地编码。对于每个代码块，可以产生由许多编码通道组成的嵌入码。因此，层1编码过程的输出是各个码块的编码通道的集合CX-D对(来自集合CX-D对的标记上下文决策对(SCD-SD)是另一示例)的算术编码。按照实施例，使用本说明书中稍后描述的并行单通道系数比特建模单元，来执行系数比特建模。
在层2编码块150中，码块被分组为所谓的分区。层2编码过程的输入是在层1编码期间生成的比特平面编码通道集合。在层2编码中，编码通道信息被封装成在被称为分组化的过程中被称为分组的数据单元。然后，将所得分组输出到最终码流。分组化过程对输出码流中的编码通道数据施加特定组织。该组织促进许多所期望的编解码器特征，其包括速率可缩放性和保真度或分辨率的逐步恢复。
分组是编码通道数据集合，包括例如两部分：头部和主体。头部指示分组中包括哪些编码通道，而主体包括实际编码通道数据本身。在编码的比特流中，头部和主体不需要一起出现，而是可以被分开传送。
每个编码通道都与特定分量、分辨率级别、子带和码块相关联。在层2编码中，可以针对每个分量、分辨率级别、层和分区4-元组生成一个分组。分组根本不需要包括任何编码通道数据。也就是说，分组可以是空的。有时可能需要空分组，这是因为即使所得分组没有传达新信息，也应该为每个分量分辨率层分区组合生成分组。
由于来自不同分区的编码通道数据在不同的分组中进行编码，所有使用较小的分区减少了每个分组中包括的数据量。如果分组中包括的数据较少，则比特错差很可能会导致信息丢失较少(由于在某种程度上，一个分组中的比特误差不会影响其他分组的解码)。因此，使用较小的分区大小可以导致误差恢复的改善，同时由于具有较大数目的分组而导致开销增加，所以编码效率可能会被降级。
速率控制块160可以通过层实现速率可缩放性。每个拼接块的编码的数据被组织成编号从0到L-1的L个层，其中L≥1。每个编码过程被指派给L个层中的一个层或被丢弃。包括最重要数据的编码通道可以被包括在较低层中，而与较精细的细节相关联的编码通道可以被包括在较高层中。在解码期间，重建的图像质量可以随着每个连续层被处理而递增地提高。在有损压缩的情况下，可以丢弃一些编码通道，其中速率控制块160可以决定哪些通道包括在最终码流中。在无损情况下，所有编码通道都应该包括在内。如果采用多个层(即，L>1)，则速率控制块160可以决定要在哪个层中包括每个编码通道。由于一些编码通道可能被丢弃，所以层2编码可能是编码路径中信息丢失的一个来源。速率控制还可以调整量化块130中所使用的量化器。
在下文中，假设码块的大小是32×32比特，并且每个DWT系数具有11比特。然而，这些原理可以用其他码块大小(诸如，64×64比特)和不同于11比特的系数大小来实现。更进一步地，码块不必是方形的，也可以是矩形的。根据垂直条带扫描模型，按图5中所图示的顺序，即，从最左列的顶部(即，从码块的左上角开始)扫描码块的样本，并且向下扫描列四个样本的列，然后移动到右侧的下一四样本列，扫描四个样本的列等。当最后一个最右列的样本已经被扫描时，过程从第二列的下一四个样本继续。列的这四个样本可以被称为条带，并且术语条带行可以被用于该列，即，码块的每一列中的相同行中的条带的集合。例如，前四行上的样本形成第一条带行，第五到第八行上的样本形成第二条带行，以此类推。当最后一个条带行被扫描时，如果需要则可以处理下一码块。
对于码块的每个比特平面的每个系数可以被指派被称为显著性状态的变量。如果样本是重要的，则显著性状态值可以是例如1，如果样本不重要(即，非重要)，则显著性状态值可以是0。在码块编码的开始，每个样本的显著性状态可以被指派默认值“不重要”。在编码过程的传播期间，显著性状态然后可以切换到重要。
可以检查码块的幅度比特平面，从例如从其中至少一个比特是非零(即，是1)的最高重要幅度比特平面开始。这个比特平面可以被称为最重要非零比特平面。然后，使用垂直条带扫描模型，可以从最重要非零比特平面开始扫描码块的样本。
上下文建模的输出可以是用于条带的每个比特的上下文标签Cx和决策D对，以及在其中生成上下文的通道的指示。
上下文输出可以被输入到算术编码器144，其对上下文输出进行编码并且将编码结果提供给层2编码块150。速率控制块160可以执行速率控制以调整要传送的数据量。
在下文中，按照实施例，将参照图6a至图6c的框图和图4的流程图对算术编码器144的操作进行更详细地描述。算术编码器144可以包括例如所谓的MQ编码器616。
假定算术编码器144能够获取作为两个或更多个独立数据流的上下文标签Cx-决策D对。在图6a中，这是用附图标记602和604来图示。对于每个上下文-决策对，数据流可以包括上下文标签Dx，决策D，通过其可以生成上下文决策对的通道的指示以及数据流的指示ID。数据流可以被存储到缓冲器606、608中，这些缓冲器606、608可以被称为先入先出缓冲器(FIFO)。控制块610可以一次选择402数据流中的一个数据流，以获取404下一决策-上下文对以及来自缓冲器606，608中的一个缓冲器的通道的对应指示。然而，可能不需要这些缓冲器606、608，其中控制块610可以从数据流中的一个数据流获取下一决策-上下文对和通道的对应指示。控制块610可以向MQ编码器616提供决策-上下文对，指示ID和通道，该MQ编码器616可以使用数据流的指示ID和通道以在不同的寄存器集合612，614中选择406寄存器集合。寄存器集合包括要用于算术编码的某些参数值的信息。那些参数包括A值、C值、B值、Ct值和状态信息。状态包括上下文标签的当前状态索引及其最可能符号(MPS)值的信息。这些值将在本说明书后面进行更详细地解释。作为示例，如果数据流的当前指示ID指示当前上下文-决策对取自第一数据流602并且通道指示该对由显著性传播通道(SPP)生成，则复用器614然后可以被用于从第一寄存器集合612中选择SPP寄存器。
参数A，C，B，Ct和状态被馈送408到MQ编码逻辑628。这在图6b中用框618来图示。该复用器输出和MQ编码逻辑628之间可以存在或者不存在寄存器。这可以与实现方式相关。
控制块610还可以使用上下文标签Cx来定义MQ编码逻辑628的状态。上下文标签Cx和状态还可以被用于通过Qe计算逻辑620来计算Qe值。Qe计算逻辑620提供Qe值，下一最可能符号(NMPS)索引，下一最小可能符号(NLPS)索引和开关值。所计算的Qe值，NMPS索引，NLPS索引，开关值和决策D可以被提供给MQ编码逻辑628，用于压缩当前上下文标签Cx和决策D。
当所有上文所提及的值被提供给MQ编码逻辑628时，MQ编码逻辑628的状态机可以进一步使用这些值进行。这些结果是更新的状态(状态')的集合、更新的A值(A')、更新的C值(C')、更新的B值(B')和更新的Ct值(Ct')。这些值被提供410给解复用器624，该解复用器624将这些值录入到正确的寄存器集合中。要使用的寄存器集合可以由数据流标识符的先前值和通道确定。这在图6b中用延迟块626来说明。因此，更新的值是在MQ编码逻辑628的状态机的先前运行时生成的值。换句话说，更新的值基于与同一数据流相关的这些先前值。如稍后解释的，MQ编码逻辑可以请求来自控制块610的跳过。当这种情况发生时，延迟块626还进一步延迟寄存器612和614的更新操作。
作为示例，如果数据流的当前指示ID指示当前上下文-决策对取自第一数据流602并且数据流标识符的先前值是指第二数据流604并且通道是指幅度细化通道，则更新的值可以被写到第二寄存器集合614的MRP寄存器。
可能发生MQ编码逻辑628可能无法在为同一数据流获取下一个上下文-决策对之前获取更新的值。例如，如果MQ编码逻辑628的状态机需要多于一个时钟周期来处理与第一数据流相关的当前值，则MQ编码逻辑628可以向控制块610生成跳过信号请求，以使控制块610不会从第一数据流602获取新的上下文-决策对，而是插入具有指示其为‘空’的或否则不是有效数据流的部分的ID的任意上下文-决策对。
有时，控制块610可以向MQ编码逻辑628生成清空信号，其使得MQ编码逻辑628执行任务以终止由清空信号指示的数据流的编码。
图6c图示了按照实施例的可以由寄存器集合612，614的SPP寄存器，MRP寄存器和CU寄存器存储的值。这些值包括A值、C值、B值、Ct值和状态值。它们还可以包括第一指示和预先指示。第一指示可以被用于指示该数据流的字节输出是否已经发生。因此，当关于数据流的第一字节出现时，该指示可以从第一值(例如，0)设置为第二值(例如，1)。预先指示指示接收到的数据流是否已经包括与寄存器集合相关的那个数据流。因此，当从传入数据流602，604中获取第一上下文-决策对或特定数据流时，该指示可以从第一值(例如，0)设置为第二值(例如，1)。作为示例，如果第一寄存器集合612附有第一数据流，在数据流的获取的标识ID指示第一数据流时，第一寄存器集合612的预先指示被设置。
上下文建模要执行的可能通道可以包括上文所提及的三种不同的通道。因此，按照实施例，每个寄存器集合612，614中的寄存器的数目可以是三个(SPP、MRP、CU)，并且集合的数目可以是两个或更多个。
按照实施例，在表1中对A寄存器和C寄存器的结构进行了描述。
表1：A和C寄存器结构
32位寄存器 MSB LSB
C(代码寄存器) 0000 cbbb bbbb bsss xxxx xxxx xxxx xxxx
A(当前间隔值) 0000 0000 0000 0000 aaaa aaaa aaaa aaaa
在C寄存器中，“x”表示分数比特，“s”表示空间比特，其提供关于进位的约束，并且可以降低“b”比特中进位传播的概率，“b”表示字节输出的比特，而“c”标识进位比特。
在下文中，按照实施例对MQ编码逻辑628的状态机的操作进行说明。当上下文标签已经被录入到计算逻辑620时，可以检查初始索引上下文查找表，以在上下文标签(Cx)的基础上找出初始索引值I(Cx)。表2公开了上下文标签-索引值关系的示例。
表2：索引-上下文查找表
然后，从初始索引查找表获取的索引可以被用于找出例如用于最低有效符号(LSB)的预测概率。这个概率可能被标记为Qe。该概率可以从概率估计查找表获取，该概率估计查找表保存编码器所达到的所有可能状态的概率估计。概率估计查找表的示例如表3所示。
还可能存在最可能的符号上下文查找表(MPS(Cx))，当接收到新的数据流时，它可以被初始化为全零。最可能的符号上下文查找表可以提供上下文Cx的更可能符号(例如，1或0)的意义。
表3：用于Qe值和概率估计的查找表
除了概率估计之外，概率估计查找表还包括用于最可能符号(NMPS)和最小可能符号(NLPS)的下一索引的列以及开关值。NMPS(I(CX))和NLPS(I(CX))可以被用于分别标识下一MPS/LPS索引值，并且SWITCH(I(CX))可以指示MPS(CX)的意义是否必须被反转。
MQ编码逻辑628还可以包括A寄存器和C寄存器以及用于存储某些A值和C值的缓冲器。A寄存器和C寄存器的结构可能与上文在表1中描述的寄存器相似。
在数据流的开始处，上下文标签值被用作索引上下文查找表的索引，其中可以获取初始索引值。然后，初始索引值可以被用作概率估计查找表的索引来找出当前上下文Cx的预测概率Qe。
之后，MQ编码逻辑628的状态机可以被用于将上下文标签和决策压缩成压缩数据流。
状态机可以包括例如以下操作。假定使用的间隔是[0,1,5)，其中间隔一半的长度是0.75。因此，A寄存器可以被初始化为长度值(在该示例中与间隔的上限相对应的0x8000)，并且C寄存器可以被初始化为0x0000。A寄存器的值被设计成保持在0.75≤A≤1.5之内。如果A寄存器的值低于下限，则可以通过向左移位A寄存器进行校正。这个过程可能被称为重正化(renormalization)。在这种情况下，C寄存器也会向左移位相同次数。
然后，决策值可以被用于决定是最可能符号编码还是最不可能符号编码将被用于当前上下文标签决策对。例如，如果决策指示0值并且最可能符号是0，则可以执行最可能符号编码。作为另一示例，如果决策指示0值并且最可能符号是1，则可以执行最不可能符号编码。
最可能符号编码可以包括以下内容。A寄存器的值会递减概率值Qe。如果新的A寄存器值低于最小值(例如，上文所提及的0.75(0x8000))，则可以进一步检查A寄存器的值是否小于概率值Qe。如果是，则A寄存器被设置为等于概率值。如果A寄存器的值不小于概率值Qe，则C寄存器会递增概率值Qe。然后，可能发生MPS重正化过程。然而，如果A寄存器的值保持高于在从A寄存器递减概率值Qe之后的最小值，则不需要重正化，并且C寄存器值与概率值Qe相加。
另一方面，最小可能符号编码可以包括以下内容。A寄存器的值会递减概率值Qe。如果新的A寄存器值小于概率值Qe，则C寄存器与概率值Qe相加。如果A寄存器的值不小于概率值Qe，则A寄存器将被设置为等于C寄存器的值。不管是否用概率值Qe递减A寄存器而导致A寄存器的值变得小于概率值Qe，都可能发生LPS重正化过程。
MPS重正化可以包括例如以下内容。A寄存器多次向左移位，以使得A寄存器不小于最小值。C寄存器也向左移位相同的次数。当发生向左移位时，Ct寄存器的值也会递减1。当Ct寄存器变为0时，C寄存器的“b”比特的内容可以作为新字节输出而移动到B寄存器。可以使用当前索引作为指向查找表的指示符从概率估计查找表中获取新上下文索引。来自NMPS列的值指示当前上下文的新索引。更进一步，还可以使用新索引作为指向表的新指示符而从相同的查找表中获取新概率值Qe，其中Qe列指示概率的新值。
LPS重正化可以包括例如以下内容。A寄存器多次向左移位，使得A寄存器不小于最小值。C寄存器也向左移位相同的次数。当发生左移时，Ct寄存器的值也会递减1。当Ct寄存器变为0时，C寄存器的“b”比特的内容可以作为新字节输出而被移动到B寄存器。可以使用当前索引作为指向查找表的指示符从概率估计查找表中获取新上下文索引。来自NMPS列的值指示当前上下文的新索引。更进一步，还可以使用新索引作为指向表的新指示而从相同的查找表中获取新概率值Qe，其中Qe列指示概率的新值。
如在该说明书中更早所描述的，A寄存器(A')，C寄存器(C')，B寄存器(B')和Ct寄存器(Ct')的更新的值可以被存储以等待相同数据流的下一轮压缩。
接下来，可以获取414来自另一数据流的另一上下文标签-决策对，并且可以重复上文所描述的过程，直到在数据流中没有更多上下文标签-决策对为止(这是在图4中的框412中图示的)。
按照实施例，在复用器614中可以存在多于两个的数据流和对应的寄存器集合612、614以及输入。多路分解器624也可以因此需要对应数目的输出。此外，延迟的数目626可以增加，以使更新的值将被存储在正确的寄存器集合612、614中。
当出现字节输出时，MQ编码器可以输出最新字节所属的数据流的字节和指示。该字节可以被存储到压缩数据流缓冲器(未示出)，在准备好时可以从该压缩数据流缓冲器访问压缩信息。如果为单独的数据流保留了单独的缓冲器，或者数据流指示可以附有所存储的字节以指示该字节所属的数据流，则数据流指示符可以被用于选择与数据流相对应的压缩的数据流缓冲器。
如上文已提及的，解码器200可以执行解码操作，其主要与编码器100的反向操作相对应。编码的码流可以被接收并且提供给层2解码块210以形成重建的算术码字。这些码字可以由层1解码块220解码。所得重建的量化系数值可以由解量化块230解量化以产生重建的解量化系数值。这些可以由反向分量内变换块240和反向多分量变换块250进行反向变换，以产生编码图像的重建的像素值。
装置100和/或200的体系架构可以被实现，例如，作为执行上文所描述的过程的通用现场可编程门阵列(FPGA)、专用指令集处理器(ASIP)、专用集成电路(ASIC)实现方式或其他类型的集成电路实现方式、或者这些的任意组合。
以下进一步详细描述用于实现本发明的实施例的合适的装置和可能的机构。在这点上，首先参考图7，其示出了图8中描绘的示例性装置或电子设备50的示意性框图，其可以并入根据本发明实施例的发射机。
电子设备50例如可以是无线通信系统的移动终端或用户设备。然而，应当领会，本发明的实施例可以在可能需要传输射频信号的任何电子设备或装置内实现。
装置50可以包括用于围绕和保护设备的壳体30。该装置50还可以包括液晶显示器形式的显示器32。在本发明的其他实施例中，显示器可以是适合于显示图像或视频的任何合适的显示器技术。装置50还可以包括小键盘34。在本发明的其他实施例中，可以采用任何合适的数据或用户接口机构。例如，用户接口可以被实现为作为触敏显示器的部分的虚拟键盘或数据输入系统。该装置可以包括麦克风36或者可以是数字或模拟信号输入的任何合适的音频输入。装置50还可以包括音频输出设备，其在本发明的实施例中，可以是以下各项中的任一项：耳机38，扬声器或模拟音频或数字音频输出连接。装置50还可以包括电池40(或者在本发明的其他实施例中，该设备可以由任何合适的移动能量设备(诸如太阳能电池，燃料电池或发条发电机)供电)。结合实施例讨论的术语电池还可以是这些移动能量设备中的一个移动能量设备。进一步地，装置50可以包括不同种类的能量设备的组合，例如，可充电电池和太阳能电池。该装置还可以包括用于到其他设备的短程视线通信的红外端口41。在其他实施例中，装置50还可以包括任何合适的短程通信解决方案(诸如例如，蓝牙无线连接或USB/火线有线连接)。
装置50可以包括用于控制装置50的控制器56或处理器。控制器56可以连接到存储器58，该存储器58在本发明的实施例中又可以存储数据和/或还可以存储用于在控制器56上实现的指令。控制器56还可以连接到编解码器电路54，该编解码器电路54适合于执行音频和/或视频数据的编码和解码或者协助由控制器56执行的编码和解码。
装置50还可以包括读卡器48和智能卡46，例如，UICC读取器和UICC，该UICC用于提供用户信息并且适合于提供用于在网络处对用户的认证和授权的认证信息。
装置50可以包括无线电接口电路52，其连接到控制器并且适合于生成例如用于与蜂窝通信网络，无线通信系统或无线局域网的通信的无线通信信号。装置50还可以包括连接到无线电接口电路52的天线60，用于将在无线电接口电路52处生成的无线电频率信号传送到其他装置并且用于从其他装置接收无线电频率信号。
在本发明的一些实施例中，装置50包括能够记录或检测成像的相机42。
关于图9，示出了可以利用本发明的实施例的系统的示例。系统10包括多个通信设备，其可以通过一个或多个网络进行通信。系统10可以包括有线网络和/或无线网络的任何组合，包括但不限于无线蜂窝电话网络(诸如全球移动通信系统(GSM)、通用移动电信系统(UMTS)、码分多址(CDMA)网络等)、诸如由IEEE 802.x标准中的任一个IEEE 802.x标准所定义的无线局域网(WLAN)、蓝牙个域网、以太网局域网、令牌环局域网、广域网和因特网。
例如，图9中所示的系统示出了移动电话网络11和因特网28的表示。到因特网28的连接性可以包括但不限于长距离无线连接、短程无线连接以及各种有线连接，这些有线连接包括但不限于电话线路、电缆线路、电力线路和类似的通信路径。
系统10中所示的示例通信设备可以包括但不限于电子设备或装置50、个人数字助理(PDA)和移动电话14的组合、PDA 16、集成消息传送设备(IMD)18、台式计算机20、笔记本计算机22、平板计算机。当由正在移动的个人携带时，装置50可以是静止的或移动的。装置50还可以位于运输模式中，包括但不限于汽车、卡车、出租车、公共汽车、火车、船、飞机、自行车、摩托车或任何类似的合适的模式的运输。
一些或另外的装置可以发送和接收呼叫和消息，并且通过到基站24的无线连接25与服务提供商通信。基站24可以连接到网络服务器26，该网络服务器26允许移动电话网络11和因特网28之间通信。该系统可以包括附加的通信设备和各种类型的通信设备。
通信设备可以使用各种传输技术进行通信，包括但不限于码分多址(CDMA)、全球移动通信系统(GSM)、通用移动电信系统(UMTS)、时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、传输控制协议-因特网协议(TCP-IP)、短消息传送服务(SMS)、多媒体消息传送服务(MMS)，电子邮件、即时消息传送服务(IMS)、蓝牙、IEEE 802.11、长期演进无线通信技术(LTE)和任何类似的无线通信技术。在实现本发明的各种实施例时所涉及的通信设备可以使用各种介质进行通信，这些介质包括但不限于无线电、红外线、激光、电缆连接以及任何合适的连接。在下文中，对利用本发明的装置的一些示例实现方式进行更详细地描述。
尽管上述示例描述了在无线通信设备内操作的本发明的实施例，但是应当领会，如上文所描述的本发明可以被实现为包括其中传送和接收射频信号的电路的任何装置的部分。因此，例如，本发明的实施例可以在移动电话、基站、诸如包括射频通信器件(例如，无线局域网、蜂窝无线电等)的台式计算机或平板计算机的计算机中实现。
一般而言，本发明的各种实施例可以以硬件或专用电路或其任何组合来实现。虽然本发明的各个方面可以被图示和描述为框图或使用一些其他图示表示来图示和描述，但是应当很好理解，本文中所描述的这些框、装置、系统，技术或者方法可以作为非限制性示例以硬件，软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其他计算设备，或其一些组合来实现。
本发明的实施例可以在诸如集成电路部件之类的各种部件中实践。集成电路的设计大体上是高度自动化的过程。复杂和强大的软件工具可用于将逻辑级设计转换成准备在半导体衬底上蚀刻和形成的半导体电路设计。
诸如加利福尼亚州Mountain View的Synopsys公司和加利福尼亚州San Jose的Cadence设计公司提供的这些程序之类的程序使用已经建立的设计规则以及预先存储的设计部件的库来自动路由导体并且在半导体芯片上定位部件。一旦半导体电路的设计已经完成，采用标准化的电子格式(例如，Opus、GDSII等)的所得设计可以被传送到半导体制造设施或“fab”以进行制造。
以上描述已经通过示例性而非限制性的示例提供了本发明的示例性实施例的全面的和信息性的描述。然而，当结合附图和所附权利要求阅读时，鉴于以上描述，各种修改和适应对于相关领域的技术人员而言可以变得显而易见。然而，对本发明的教导的所有这些和类似的修改仍然落入本发明的范围内。
下面将提供一些示例。
根据第一示例，提供了一种方法，其包括：
在第一数据流和第二数据流中选择数据流，所述第一数据流和所述第二数据流包括上下文-决策对，所述上下文和决策与一个或多个图像或一个或多个图像的部分相关；
从选择的数据流获取上下文-决策对和选择的数据流的指示；
使用数据流指示来选择包括与选择的数据流相关的参数值的寄存器集合；
向算术编码提供来自选择的寄存器集合的参数值以形成更新的参数值；
将先前更新的参数值存储到由先前数据流指示所指示的寄存器集合，所述先前更新的参数值与不同于所述选择的数据流的数据流相关。
按照实施例，该方法还包括：
将两个或更多个系数的幅度比特存储到幅度矩阵中。
按照实施例，该方法还包括：
获取通道集合中已经生成上下文-决策对的的通道的指示；以及
使用指示来选择所述选择的寄存器集合中与所述通道相对应的寄存器，
其中参数值是从所述选择的寄存器集合的选择的寄存器提供的。
按照实施例，该方法还包括：
获取通道集合中先前更新的参数值与其相关的的通道的指示；以及
使用通道的指示来选择由先前数据流指示所指示的所述寄存器集合中与所述通道相对应的寄存器，
其中先前更新的参数值被存储到由先前数据流指示所指示的所述寄存器集合的选择的寄存器。
按照实施例，该方法还包括：
从第一数据流选择上下文-决策对；
从第二数据流选择下一个上下文-决策对。
根据第二示例，提供了一种装置，其包括：
第一电路，其被配置成在第一数据流和第二数据流中选择数据流，所述第一数据流和所述第二数据流包括上下文-决策对，所述上下文和决策与一个或多个图像或一个或多个图像的部分相关；
第二电路，其被配置成从选择的数据流获取上下文-决策对和选择的数据流的指示；
第三电路，其被配置成使用数据流指示来选择包括与选择的数据流相关的参数值的寄存器集合；
第四电路，其被配置成向算术编码提供来自选择的寄存器集合的参数值以形成更新的参数值；
第五电路，其被配置成将先前更新的参数值存储到由先前数据流指示所指示的寄存器集合，所述先前更新的参数值与不同于所述选择的数据流的数据流相关。
根据第三示例，提供了一种装置，其包括：
部件，其被用于在第一数据流和第二数据流中选择数据流，所述第一数据流和所述第二数据流包括上下文-决策对，所述上下文和决策与一个或多个图像或一个或多个图像的部分相关；
从选择的数据流获取上下文-决策对和选择的数据流的指示；
使用数据流指示来选择包括与选择的数据流相关的参数值的寄存器集合；
向算术编码提供来自选择的寄存器集合的参数值以形成更新的参数值；
将先前更新的参数值存储到由先前数据流指示所指示的寄存器集合，所述先前更新的参数值与不同于所述选择的数据流的数据流相关。

Claims (16)

1.一种方法，包括：
在第一数据流和第二数据流中选择数据流，所述第一数据流和所述第二数据流包括上下文-决策对，所述上下文和所述决策与一个或多个图像相关或与一个或多个图像的部分相关；
从选择的所述数据流获取上下文-决策对以及选择的所述数据流的指示；
使用所述数据流的指示来选择寄存器集合，所述寄存器集合包括与选择的所述数据流相关的参数值；
向算术编码提供来自选择的所述寄存器集合的所述参数值，以形成更新的参数值；
将先前更新的参数值存储到由先前数据流指示所指示的寄存器集合，所述先前更新的参数值与不同于选择的所述数据流的数据流相关。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
将两个或更多个系数的幅度比特存储到幅度矩阵中。
3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：
获取通道集合中已经生成所述上下文-决策对的通道的指示；以及
使用所述通道的指示来选择选择的所述寄存器集合中与所述通道相对应的寄存器，
其中所述参数值从选择的所述寄存器集合中的选择的所述寄存器被提供。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，还包括：
获取通道集合中所述先前更新的参数值与其相关的通道的指示；以及
使用所述通道的指示来选择由所述先前数据流指示所指示的所述寄存器集合中与所述通道相对应的寄存器，
其中所述先前更新的参数值被存储到由所述先前数据流指示所指示的所述寄存器集合中的选择的所述寄存器。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中
所述通道集合包括显著性传播通道、幅度细化通道和清除通道。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，还包括：
从所述第一数据流选择所述上下文-决策对；
从所述第二数据流选择下一个上下文-决策对。
7.一种装置，包括：
第一电路，其被配置成在第一数据流和第二数据流中选择数据流，所述第一数据流和所述第二数据流包括上下文-决策对，所述上下文和所述决策与一个或多个图像相关或与一个或多个图像的部分相关；
第二电路，其被配置成从选择的所述数据流获取上下文-决策对以及选择的所述数据流的指示；
第三电路，其被配置成使用所述数据流的指示来选择寄存器集合，所述寄存器集合包括与选择的所述数据流相关的参数值；
第四电路，其被配置成向算术编码提供来自选择的所述寄存器集合的所述参数值，以形成更新的参数值；
第五电路，其被配置成将先前更新的参数值存储到由先前数据流指示所指示的寄存器集合，所述先前更新的参数值与不同于选择的所述数据流的数据流相关。
8.根据权利要求7所述的装置，还包括：
存储器，其用于将两个或更多个系数的幅度比特存储到幅度矩阵中。
9.根据权利要求7或8所述的装置，还包括：
第六电路，其被配置成获取通道集合中已经生成所述上下文-决策对的通道的指示；
其中所述第三电路被配置成使用所述通道的指示来选择选择的所述寄存器集合中与所述通道相对应的寄存器，以及
所述第四电路被配置成从选择的所述寄存器集合中的选择的所述寄存器提供所述参数值。
10.根据权利要求7、8或9所述的设备，还包括：
第七电路，其被配置成获取通道集合中所述先前更新的参数值与其相关的通道的指示；以及
第八电路，其被配置成使用所述通道的指示来选择由所述先前数据流指示所指示的所述寄存器集合中与所述通道相对应的寄存器，
第九电路，其被配置成将所述先前更新的参数值存储到由所述先前数据流指示所指示的所述寄存器集合中的选择的所述寄存器。
11.根据权利要求7至10中的任一项所述的设备，其中
所述第一电路被配置成：从所述第一数据流选择所述上下文-决策对；以及从所述第二数据流选择下一个上下文-决策对。
12.一种装置，包括：
用于在第一数据流和第二数据流中选择数据流的部件，所述第一数据流和所述第二数据流包括上下文-决策对，所述上下文和所述决策与一个或多个图像相关或与一个或多个图像的部分相关；
用于从选择的所述数据流获取上下文-决策对以及选择的所述数据流的指示的部件；
用于使用所述数据流的指示来选择寄存器集合的部件，所述寄存器集合包括与选择的所述数据流相关的参数值；
用于向算术编码提供来自选择的所述寄存器集合的所述参数值以形成更新的参数值的部件；以及
用于将先前更新的参数值存储到由先前数据流指示所指示的寄存器集合的部件，所述先前更新的参数值与不同于选择的所述数据流的数据流相关。
13.根据权利要求12所述的装置，还包括：
用于将两个或更多个系数的幅度比特存储到幅度矩阵中的部件。
14.根据权利要求12或13所述的装置，还包括：
用于获取通道集合中已经生成所述上下文-决策对的通道的指示的部件；
其中用于使用的所述部件被配置成使用所述通道的指示来选择选择的所述寄存器集合中与所述通道相对应的寄存器，以及
用于提供的所述部件被配置成提供来自选择的所述寄存器集合中的选择的所述寄存器的所述参数值。
15.根据权利要求12、13或14所述的装置，还包括：
用于获取通道集合中所述先前更新的参数值与其相关的通道的指示的部件；以及
用于使用所述通道的指示来选择由所述先前数据流指示所指示的所述寄存器集合中与所述通道相对应的寄存器的部件，
用于将所述先前更新的参数值存储到由所述先前数据流指示所指示的所述寄存器集合中的选择的所述寄存器的部件。
16.根据权利要求12至15中的任一项所述的装置，其中
用于选择的所述部件被配置成从所述第一数据流选择所述上下文-决策对以及从所述第二数据流选择下一个上下文-决策对。
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