CN108322746B - 动态地监测数字多维信号的编码的方法和装置 - Google Patents

动态地监测数字多维信号的编码的方法和装置 Download PDF

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Abstract

提供了一种将初始数字信号编码为编码信号的方法。所述初始数字信号包括表示多维空间的样本序列。每个样本被分配有至少一个物理量。所述方法包括：针对所述当前样本中的一些样本，将所述信号局部编码为编码局部数字信号。所述编码信号包括所述编码局部数字信号。所述方法还包括：对与编码信号相关联的特性进行运行中分析，并且按照样本水平对所述局部编码所涉及的至少一个编码参数进行直接或者间接调整，以将特性的值稳定到目标值的公差内。

Description

动态地监测数字多维信号的编码的方法和装置
本申请要求于2017年1月17日提交的法国专利申请第1750340号的优先权，该案以引用的方式并入本文。
技术领域
实施例涉及一种动态地监测数字多维信号的编码的方法和装置。
背景技术
一般而言，在图像处理背景下，待在屏幕(例如，电视屏幕)上显示的图像帧由表示像素网格的数字信息的矩阵结构表示，并且每个像素具有分配给其的多个颜色分量，例如，亮度分量Y以及色度分量Cr和Cb，这些分量中的每个分量具有所考虑的像素的水平(level)或者幅度。因此，这种“位图”或者像素结构与必须在屏幕上显示的图像逐位或者逐像素对应(因此，该图像被称为“光栅”图像)。此外，一般而言，像素结构的格式通常与用于存储在屏幕的视频存储器中的格式相同。并且，由此存储在视频存储器中的光栅帧将按行逐像素并且逐行读取。这就是所谓的“光栅扫描”。
目前，用于高清数字电视(称为HDTV)的帧的大小是所谓的“2k1k”大小，也就是说，包括1080行的1920个像素。此外，频率(即，每秒帧数)是60Hz。
为了在将TV解码器链接至电视的有线链接上传输由该解码器传送的图像信号，必须对由解码器传送的图像信号执行压缩。在实践中，在没有压缩的情况下传输这种图像信号需要极高的穿越速度，该极高的穿越速度通常都很昂贵并且会产生电磁干扰。
这就是为什么要压缩由解码器传送的信号的原因。
压缩/解压缩处理操作对于将图像存储在解码器内部或者外部的存储器中也可能是必要的。
在实践中，视频信号通常以例如根据H264或者HEVC标准的编码格式被接收，然后，被解码成RGB或者YCbCr类型的图像格式，该RGB或者YCbCr类型的图像格式在存储空间方面要求更大。
现在，各种处理操作通常适用于解码图像。此外，在每个处理操作之间，例如，将图像以解码格式存储在缓冲存储器中。为了限制所使用的存储器的容量，在将解码信号存储在存储器之前对该解码信号执行压缩，随后在处理之前对在存储器中的读出进行解压缩，是有利的。
这种压缩/解压缩必需不得引入图像退化。
目前，对视频信号的常规压缩可以通过将二维低通滤波器应用于图像信号的色度分量来执行。然而，即使最后显示在屏幕上的图像的质量仍然是可接受的，图像信号的高频信息也可能会丢失。
以申请者的名义提交的法国专利申请第1650814号提出了一种用于编码/解码多维信号的方法和装置，有利地导致多维信号的压缩/解压缩，使得可以在不受高斯(Gaussian)白噪声显著影响的同时在信号的整个频带内保持光谱性能水平(无线性滤波器)。
在视频域中，该编码/解码方法和装置有利地导致压缩/解压缩，使得可以减少所显示的图像的可见退化，并且使得可以显著增加压缩率以实现(例如至少)3X的压缩率。
该现有技术的编码方法是基于通过将由信号传送的信息(例如，图像的颜色信息)分成一对分量(即，梯度幅度和结构(局部坐标系))而进行的局部编码。梯度幅度/结构配对是通过在可用候选样本区域(例如，位于当前样本附近的区域)中搜索所述具有最小误差的配对来逐样本(例如，逐像素)计算的。
发明内容
本发明的实施方式和实施例涉及数字信号的编码(在特定实施例中涉及数字信号的压缩)——例如，涉及表示多维空间的数字信号(诸如图像信号)的编码——以及对该编码的量的动态控制，以便例如将与编码信号相关联的特性(诸如压缩率)稳定在目标值(例如，目标压缩率)。可以设想其它多维信号，例如多维音频信号。
根据一种实施方式和一个实施例，一种编码方法和一种装置使得可以动态地控制该编码的量，以便例如将与编码信号相关联的特性(诸如压缩率)稳定在目标值。
根据一个方面，提出了一种将初始数字信号(例如，图像信号)编码为编码信号的方法。初始数字信号包括表示多维空间(例如，图像)的样本(例如，像素)序列。
每个样本被分配有至少一个物理量。在图像信号的情况下，每个像素被分配有例如颜色分量，该颜色分量形成物理量。
在多维音频信号的情况下，每个音频样本的物理量可以是信道中的每个信道的声级。
在视频应用的情况下，像素序列可以是图像的完整帧或者要不然是图像的宏块，例如，64×64像素的宏块，宏块然后相继到达。依照“光栅”格式，像素序列也可以被理解为图像的帧的一连串的像素，这些像素相继而且逐行到达。
该方法包括：针对当前样本中的一些样本，将信号局部编码为编码局部数字信号。
编码信号包括编码局部数字信号。
该方法还包括：对与编码信号相关联的特性(例如，信号的压缩率)进行运行中分析，并且按照样本水平对局部编码所涉及的至少一个编码参数进行直接或者间接调整，以将特性的值稳定在目标值(例如，目标压缩率)的公差内。
显然，公差值可能或多或少地低并且根据设想的应用和待被稳定的特性来选择。
压缩率仅仅是期望使值稳定在目标值的特性的非限制性示例。也可以设想使其它特性稳定，例如，使噪声水平稳定，该噪声水平表示与多维空间有关的大多数信号(例如，图像信号或者甚至多信道音频信号或者甚至包括与气象图有关的数据的信号)的重大挑战。
因此，局部编码(即，按照“样本”(例如，像素)水平执行的编码)与对编码信号的特性的运行中分析的组合可以使得可能按照“样本”水平执行调整，以便使特性最好地稳定在目标值，并且这样做不需要显著的计算能力，因为简单的局部方程(按照样本水平)就足够了。
然后，可能实现范围可以达到具有3×8位RGB格式的4.5X(甚至具有10位视频信号的5X)的图像压缩率。
如在下文中将更详细地看到的，在某些情况下，编码参数可以是位，该位的值可以经由中间参数(诸如阈值，例如密度矩阵中的阈值)间接调整或者迫使产生，其中中间参数的值本身根据运行中分析的结果来直接进行调整。
在其它情况下，编码参数可以是例如用于与梯度进行比较的另一阈值，其中将根据运行中分析的结果来直接调整该另一阈值本身。
虽然可以逐像素执行运行中分析，但是，在实践中，根据一种实施方式，可以逐块执行运行中分析。换言之，运行中分析可以包括：确定在序列的当前样本块上的特性的值并且然后针对下一个样本块的每个样本执行调整。
根据第一种可能的实施方式，可以将蓝噪声类型的掩膜施加至样本序列。
在实践中，该蓝噪声类型的掩膜可以是阈值的“抖动”矩阵，因此，这提供了通过使用与任何目标量的期望整体密度成比例的仅仅一个密度参数(阈值)而在多维背景下控制密度的简单解决方案。
然后，可以调整第一编码参数，并且该调整包括：针对每个当前样本，将与该样本相关联的掩膜的值与第一阈值进行比较，根据相对于目标值的特性的值来调整该第一阈值的值。
比较的结果调节该第一编码参数的值。
掩膜可以简单是静态矩阵(即，该静态矩阵的内容与多维空间(例如，图像)的内容解相关)并且包括取自参考值集合的多个值。
此外，当样本的位置与矩阵的值中的一个值对应时，将第一值应用至第一阈值。
作为示例，当特性是编码信号的压缩率时，第一编码参数的值限定编码局部数字信号的大小。
此外，该第一编码参数可以是参考位，当与当前样本相关联的掩膜的值小于或者等于第一阈值时，使该参考位是第一逻辑值。在这种情况下，可以使编码不对信号执行局部压缩。在特性是压缩率的情况下，这使得可以保持更好的图像质量。
然而，当与当前样本相关联的掩膜的值大于第一阈值时，可以使参考位为第一逻辑值，这将会有利于例如在高压缩率上的稳定，但是接受具有总体更退化的图像质量。
因此，在该实施方式中，第一阈值的值根据运行中分析来正确地调整(例如增加或降低)，并且参考位(该参考位是第一编码参数)由此经由第一阈值来间接地调整。
并且，将在下文中详细地看到，当与当前样本相关联的掩膜的值大于第一阈值时，该参考位的值可以取决于在物理量的梯度值与第二阈值之间的比较。
该第二阈值也可以是第二编码参数，将能够根据运行中分析的结果来调整该第二编码参数的值。
根据该方面的方法有利地(但是以非限制性方式)与在上述法国专利申请中描述的编码方法兼容。
在该方面中，可以在局部坐标系中有利地执行局部编码，该局部坐标系均包括所考虑的当前样本和基于至少一个物理量的最小梯度从序列的可用样本中选取的两个参考样本。
序列的可用样本可以是已经接收到的样本中的全部样本或者一些样本——例如，考虑“光栅”格式时已经到达的样本、或者要不然是已经到达的宏块中的样本，并且包括当前样本。此外，这些可用样本可能已经或者还未经历局部编码。这些可用样本可以是与当前样本相邻或者不相邻的样本，或者要不然是进一步远离该样本的样本。
对包含可用样本的区域的大小的选择具体由在处理复杂度与编码信号所需的精度之间的权衡来引起。
例如，分配给当前样本的物理量的梯度被理解为在该当前样本的水平看到的该物理量的水平的变化，即，理解为在分配给当前样本的物理量的水平与分配给另一样本(例如，与该当前样本相邻的样本)的该相同物理量的水平之间的差异。
在实践中，信号的局部编码的特性优先地被选择，以便每个编码局部数字信号的位数小于表示所考虑的物理量的水平的位数。
例如，如果物理量由10至16位的字表示，则将优先选取局部编码的特性，以便获得小于或者等于9的位数(甚至少得多的位数)的局部编码信号。
因此，局部编码随后导致局部压缩。
也就是说，在某些应用中，例如，对于由8位的字表示的物理量，局部编码针对某些样本将可能导致大于8位(例如9位)的位数编码的局部数字信号。然而，发现，对于其它样本，可以在少得多的位数(例如，3位)编码局部信号，因此，尽管如此，也针对全局编码信号在总体上导致了压缩信号。
每次局部编码有利地包括：针对分配给所考虑的当前样本的每个物理量，对局部坐标系和在局部坐标系中的所考虑的物理量的水平进行数字参数化以获得与当前样本和所考虑的物理量相关联的局部编码信号。
对局部坐标系进行参数化可以包括：创建第一位的分组，该第一位的分组的值从一组可能的结构中限定局部坐标系的结构。
因此，当使参考位为其第一逻辑值时，编码局部数字信号仅仅可以包含第一位的分组和参考位。
如上所示，可以使用与梯度参数的比较操作所涉及的另一阈值作为其它编码参数。
更具体地，根据该其它实施方式，对在局部坐标系中的所考虑的物理量的水平进行参数化包括：创建至少涉及物理量在当前样本与第一参考样本之间的梯度(称为第一梯度)的绝对值的参数(此处称为梯度参数)，将该梯度参数与第二阈值进行比较，并且创建表示比较结果的比较位。
该第二阈值是第二编码参数。
例如，该梯度参数可以是第一梯度本身或者不然是标准化梯度的绝对值。
标准化梯度的使用提供了更高的精度和更好的图像质量，但是可能需要在编码器内执行划分。仅仅第一梯度的绝对值的使用实施更简单并且在大多数应用中证明是足够的。
因此，将能够根据在编码期间压缩率相对于目标压缩率的趋势来有利地调整第二阈值。
对在局部坐标系中的所考虑的物理量的水平进行参数化也可以包括：确定极性位，极性位的值至少指示分配给当前样本的所考虑的物理量的水平相对于分配给第一参考样本的物理量的水平的定位。
此外，如果梯度参数小于或者等于第二阈值，则编码局部数字信号仅仅包含第一位的分组和比较位，然而，如果梯度参数大于该第二阈值，则编码局部数字信号包含第一位的分组，可能的压缩梯度参数、极性位和比较位。
为了进一步增强对编码的控制的质量，可以将先前所示的两种实施方式结合在一起，即，共同作用于上面所提及的第一阈值和第二阈值。
换言之，比较位就是参考位。鉴于已经在上文看到，当与当前样本相关联的掩膜的值小于或者等于第一阈值时，可以使参考位为第一逻辑值(这可以对应于使编码不对信号执行任何局部压缩)，如果与当前样本相关联的掩膜的值大于第一阈值，则该比较位(参考位)的值可以取决于在梯度参数与第二阈值之间的比较的结果。
也为了增强对编码的动态控制，可以考虑累计量化误差并且调整某些参数以获得更小的累计误差。
换言之，根据另一实施方式，对在局部坐标系中的所考虑的物理量的水平进行参数化进一步包括：对梯度参数的第二位的分组进行压缩编码以获得压缩梯度参数，并且对在局部坐标系中的所考虑的物理量的水平进行参数化进一步包括：针对序列的第一样本，
a)从压缩梯度参数创建对压缩梯度参数进行框定(framing)的第一压缩互补数字字和第二压缩互补数字字，
b)解压缩地解码第一压缩互补数字字，从第一解码互补数字字重构物理量的水平以获得物理量的第一重构水平，
c)创建在所考虑的物理量水平与第一重构水平之间的第一误差，
d)解压缩地解码第二压缩数字字，
e)从第二解码互补数字字重构物理量的水平以获得物理量的第二重构水平，
f)创建在所考虑的物理量水平与第二重构水平之间的第二误差，
g)选择给出第一误差和第二误差中的最低误差的第一压缩互补数字字或者第二压缩互补数字字中的压缩互补数字字，以及
针对每一个下一个样本，
h)重复步骤a)至f)，创建等于第一误差和与先前样本相关联的所有最低误差的总和的第一累计误差，创建等于第二误差和与先前样本相关联的所有最低误差的总和的第二累计误差，选择第一压缩互补数字字或者第二压缩互补数字字中的给出第一累计误差和第二累计误差中的最低误差的压缩互补数字字，以及
如果梯度参数小于或者等于第二阈值，则将其视为零(nil)，并且编码局部数字信号仅仅包含第一位的分组和比较位，然而，如果梯度参数大于第二阈值，则编码局部数字信号包含第一位的分组、选择的压缩互补数字字、极性位和比较位。
在另一实施方式中并且仍然为了增强对编码的控制，也可以将序列的每个样本归类为属于类别集合中的类别，并且根据在局部编码中所涉及的类别单独地按照每个类别来直接或者间接调整至少一个编码参数，例如，第一阈值的值，以将特性的值稳定在目标值(例如目标压缩率)的公差内。
因此，作为示例，类别集合包括：
与属于至少一个物理量的梯度在其中是均匀的区域的样本相关联的第一类别，
与至少一个物理量的梯度是局部极值(局部最小值或者最大值)的样本相关联的第二类别，以及
与属于多维空间的至少一个轮廓(例如，图像的轮廓)的样本相关联的第三类别。
此处应该注意，第二类别的样本密度有助于确定编码信号的噪声水平，然后可以例如通过调整第一阈值的值将噪声水平稳定在目标值。
显然，刚刚被考虑用于增强对编码的控制的质量的不同实施例可以单独使用或者它们中的至少一些可以结合使用。
此外，当局部编码与在先前提及的法国专利申请中描述的局部编码一致时，该局部编码可以有利地包括可以在先前描述的所有实施方式中使用的下列特性。
更具体地，每次局部编码可以包括：针对分配给所考虑的当前样本的每个物理量，确定由当前样本和两个参考样本所形成的局部坐标系，所述两个参考样本至少通过确定所考虑的物理量在当前样本与至少两个可用样本(例如，与该当前样本相邻的两个样本)之间的梯度中具有最低绝对值的梯度来选择。
可以至少通过确定所考虑的物理量的梯度中具有最低绝对值的梯度来选择局部坐标系的第一参考样本，并且第二参考样本是：
与第一参考样本和当前样本形成直角的剩余的可用样本，或者
至少通过确定所考虑的物理量的梯度中具有最低绝对值的梯度所选择的剩余的可用样本。
当每个样本被分配有多个物理量时，如同例如针对被分配有多个颜色分量的像素的情况，可以为与该当前样本相关联的每个物理量确定局部坐标系。
也就是说，在实践中，为了简单起见，优选地针对每个当前样本，确定对被分配给该当前样本的所有物理量有效的单个局部坐标系。
确定局部坐标系可以包括：针对属于包括当前样本和至少两个可用样本(例如，与该当前样本相邻的两个样本)的至少三个样本的分组中的每个当前样本，
第一确定步骤包括：针对每个物理量，确定该物理量在当前样本和每个可用样本之间的梯度，
第一参考样本的选择步骤，包括：从可用样本中选择相关联的梯度具有针对所有物理量而计算的梯度中的最低绝对值的可用样本，
第二参考样本的第二确定步骤，包括：从剩余的可用样本中确定与第一参考样本和当前样本形成直角，或者与相关联的梯度具有针对所有物理量而计算的梯度中的最大绝对值的可用样本相对应的可用样本。
根据有利的实施方式，特别地适合于“光栅扫描”，针对每个当前样本，分组包括当前样本和四个相邻样本，它们已经建立起与这些相邻样本相关联的编码局部数字信号，并且第二参考样本是与第一参考样本和当前样本形成直角的样本。
此外，对在局部坐标系中的所考虑的物理量的水平进行参数化可以进一步有利地包括：对梯度参数的第二位的分组进行压缩编码以获得压缩梯度参数。
根据可能的变型，极性位指示被分配给当前样本的所考虑的物理量的水平是否在被分配给第一参考样本的物理量的水平与被分配给第二参考样本的物理量的水平之间，并且对在局部坐标系中的所考虑的物理量的水平进行参数化进一步包括：
确定物理量在当前样本与第二参考样本之间的梯度(称为第二梯度)的绝对值，
从第一梯度和第二梯度的绝对值确定归一化梯度，该归一化梯度形成梯度参数。
为了考虑误差分散，对在局部坐标系中的所考虑的物理量的水平进行参数化可以进一步有利地包括：将伪随机量添加至参数或者压缩参数相加。
在某些情况下，可以将样本序列细分为多个子序列。例如，当信号是以YCbCr格式420编码的视频信号时，就是这种情况。然后，第一子序列可以包括被分配有分量YCbCr的样本。第二子序列可以由位于第一子序列的样本之间的样本组成，并且第三子序列可以由被分配有分量Y并且由第二子序列的样本包围的样本组成。
然后，可以对这些子序列中的每个序列并行或者相继执行局部压缩。
为了在局部编码中获得另一恒定公差，从对基本信号所执行的预处理产生初始信号可能是有利的，该初始信号将被执行这些局部编码，该预处理包括例如预加重处理。
根据另一方面，提出了一种将数字信号解码为解码信号的方法，已经通过上文所定义的编码方法对数字信号进行了编码，该解码方法包括：针对每个当前样本并且针对每个物理量，从与该当前样本相关联的编码局部数字信号创建所考虑的物理量的水平，以传送解码局部信号，该解码信号包括解码局部信号。
当已经在预加重处理之后对初始数字信号进行编码时，对解码信号执行后处理是有利的，该后处理包括去加重(de-emphasis)处理。
根据另一方面，提出了一种用于将初始数字信号编码为编码信号的装置，初始数字信号包括表示多维空间的样本序列，每个样本被分配有至少一个物理量，该装置包括：处理器，该处理器配置为：针对当前样本中的至少一些样本，对信号执行局部编码为编码局部数字信号，编码信号包括编码局部数字信号；对与编码信号相关联的特性执行运行中分析；以及按照样本水平对局部编码所涉及的至少一个编码参数执行直接或者间接调整，以将特性的值稳定到目标值的公差内。
根据一个实施例，处理器配置为执行运行中分析，该运行中分析包括：确定在序列的当前样本块上的特性的值，并且配置为对下一个样本块的每个样本进行调整。
根据一个实施例，处理器配置为将掩膜施加至样本序列，并且对第一编码参数执行调整，包括：针对每个当前样本，将与该样本相关联的掩膜的值与第一阈值进行比较，根据相对于目标值的特性的值来调整该第一阈值的值，比较的结果调节第一编码参数的值。
掩膜可以是蓝噪声类型的掩膜或者包括取自参考值集合中的多个值的静态矩阵。
特性可以是编码信号的压缩率，并且第一编码参数的值限定编码局部数字信号的大小。
根据一个实施例，第一编码参数是参考位，并且处理器配置为：当与当前样本相关联的掩膜的值小于或者等于第一阈值时，使参考位为第一逻辑值。
根据一个实施例，处理器配置为在局部坐标系中执行局部编码，该局部坐标系分别包括所考虑的当前样本和基于至少一个物理量的最小梯度从序列的可用样本中选取的两个参考样本，并且针对分配给所考虑的当前样本的每个物理量，对局部坐标系和在局部坐标系中的所考虑的物理量的水平进行数字参数化以获得与当前样本和所考虑的物理量相关联的局部编码信号。
根据一个实施例，处理器配置为：针对局部坐标系的参数化，执行创建第一位的分组，该第一位的分组的值从一组可能的结构中限定局部坐标系的结构。
当使参考位为其第一逻辑值时，编码逻辑数字信号仅仅包含第一位的分组和参考位。
根据一个实施例，处理器配置为执行以下步骤：针对在局部坐标系中的所考虑的物理量的水平的参数化，创建至少涉及物理量在当前样本与第一参考样本之间的梯度(称为第一梯度)的绝对值的梯度参数，将该第一梯度参数与第二阈值进行比较，并且创建表示比较结果的比较位，以及其中，第二阈值是第二编码参数。
该比较位可以是上文所提及的参考位。
根据一个实施例，处理器配置为执行以下步骤：针对在局部坐标系中的所考虑的物理量的水平的参数化，确定极性位，该极性位的值至少指示分配给当前样本的所考虑的物理量的水平相对于分配给第一参考样本的物理量的水平的定位。
根据一个实施例，如果梯度参数小于或者等于第二阈值，则编码局部数字信号仅仅包含第一位的分组和比较位，并且如果梯度参数大于第二阈值，则编码局部数字信号包含第一位的分组、可能的压缩梯度参数、极性位和比较位。
根据一个实施例，处理器配置为执行以下操作：针对在局部坐标系中的所考虑的物理量的水平的参数化，在参数的第二位的分组上进行压缩编码以获得压缩梯度参数，并且执行以下操作：为了在局部坐标系中的所考虑的物理量的水平的参数化，针对序列的第一样本，
a)从压缩梯度参数创建对压缩梯度参数进行框定的第一压缩互补数字字和第二压缩互补数字字，
b)解压缩地解码第一压缩互补数字字，从第一解码互补数字字重构物理量的水平以获得物理量的第一重构水平，
c)创建在所考虑的物理量水平与第一重构水平之间的第一误差，
d)解压缩地解码第二压缩数字字，
e)从第二解码互补数字字重构物理量的水平以获得物理量的第二重构水平，
f)创建在所考虑的物理量水平与第二重构水平之间的第二误差，
g)选择第一压缩互补数字字或者第二压缩互补数字字中的给出第一误差和第二误差中的最低误差的压缩互补数字字，以及
针对每一个下一个样本：
h)重复步骤a)至f)，创建等于第一误差和与先前样本相关联的所有最低误差的总和的第一累计误差，创建等于第二误差和与先前样本相关联的所有最低误差的总和的第二累计误差，选择第一压缩互补数字字或者第二压缩互补数字字中的给出第一累计误差和第二累计误差中的最低误差的压缩互补数字字，以及
如果梯度参数小于或者等于第二阈值，则将其视为零，并且编码局部数字信号仅仅包含第一位的分组和比较位，然而，如果梯度参数大于第二阈值，则编码局部数字信号包含第一位的分组、选择的压缩互补数字字、极性位和比较位(或者参考位)。
根据一个实施例，序列的每个样本被归类为属于类别集合中的类别，并且处理器配置为单独按照每个类别来直接或者间接调整在局部编码中所涉及的至少一个编码参数，以将特性的值稳定到目标值(例如，目标压缩率)的公差内。
根据一个实施例，初始数字信号是视频信号，每个样本是像素并且每个物理量是像素的颜色分量。
根据另一方面，提出了一种用于解码由上文所定义的编码装置编码的数字信号的装置，该装置配置为传送解码信号，该装置包括处理器，该处理器配置为：针对每个当前样本，执行从与该当前样本相关联的编码局部数字信号创建所考虑的物理量的水平以传送解码局部信号，解码信号包括解码局部信号。
根据另一方面，提出了一种可以直接加载到计算机系统的存储器中的非暂时性计算机程序产品，其包括软件代码部分，该软件代码部分用于当程序在计算机系统上运行时执行上文所定义的编码方法或者上文所定义的解码方法。
根据另一方面，提出了一种可以由计算机系统读取的介质，该计算机系统具有可以由计算机执行的指令，该指令适于使计算机系统执行上文所定义的编码方法或者上文所定义的解码方法。
附图说明
本发明的其它优点和特征通过研究非限制性实施方式和实施例的详细说明以及附图将变得显而易见，在附图中，图1至图27示意地图示了根据本发明的方法和装置的不同实施方式和实施例。
具体实施方式
在图1中，参考DIS1表示用于编码图像信号的装置。装置DIS1可以并入视频解码器DEC，例如，符合MPEG标准的TV解码器。
装置DIS1接收包括像素PXi,j序列BMP的初始图像信号SIM。
每个像素被分配有多个数字颜色分量，此处是三个颜色分量，即，照度分量Y、色度分量Cr和另一色度分量Cb。
像素序列BMP可以是存储在例如视频存储器中的图像的完整帧。作为一种变型，可以逐个并且逐行(“光栅”格式)相继传送图像的帧的像素。也可以逐宏块传送序列的像素。在该情况下，将宏块存储在视频存储器中，然后，通过装置DIS1处理该宏块。当像素以光栅类型的格式相继到达时，它们也被存储在例如视频存储器中，以便通过装置DIS1随后处理。
装置DIS1包括处理器MT1，该处理器MT1用于处理图像信号SIM并且针对每个颜色分量传送编码图像信号SIC。该编码图像信号实际上是压缩图像信号。
然后，经由，例如，有线链接，将该信号SIC传送至包括解码装置DIS2的屏幕控制器CTRL。信号SIC由处理器MT2处理，这重构了被分配有三个颜色分量Y、Cr、Cb的像素序列BMP，以便将图像显示在屏幕ECR(例如，高清电视的屏幕)上。
处理器MT1和MT2可以例如由专用集成电路(ASIC)或者另外由在处理器中的软件模块产生，这些软件模块能够被存储在例如只读存储器类型(ROM、EEPROM等)的程序存储器中。
现在更特别地参照图2和后续附图来更详细地说明根据本发明的编码图像信号SIM的方法的示例性实施方式，该方法由并入例如MPEG解码器DEC中的编码装置DIS1的处理器MT1实施。
一般而言，如图2所示，编码方法2包括：针对图像信号SIM的当前块BLCj的当前样本PRi的至少一些样本，并且针对分配给该当前样本的每个物理量，对信号进行局部编码20。
然后，针对所考虑的该物理量并且针对所考虑的样本，获得编码局部数字信号SICL。与所考虑的物理量相关联的一组编码局部信号SICL形成与所考虑的物理量相关联的编码图像信号SIC。
然后，对与编码信号SIC相关联的特性(例如，该编码信号的压缩率)进行运行中(on-the-fly)分析(步骤21)。
该压缩率通常是编码信号SIC的位数与初始信号SIM的位数的比率。在此处所描述的示例中，该运行中分析21包括：确定在样本序列中的样本的当前块BLCj上的特性(例如，压缩率)的值。
例如，该当前块的大小可以是大约1000个至数千个样本。
随后，对局部编码所涉及的至少一个编码参数进行直接或者间接的调整22，以便将特性(例如，压缩率)的值稳定在目标值TG(目标压缩率)的公差内。
同样，虽然此处已经完成对样本的当前块BLCj进行运行中分析，但是针对下一个样本块BLCj+1的每个样本执行调整22(步骤23)。
如将在下文中更详细地看到的，该调整可以是直接的或者间接的。
换言之，在某些情况下，有可能根据第一阈值对编码参数(通常是位，该位的逻辑值将例如指示没有执行压缩)进行调整，将根据分析的结果来直接调整该第一阈值本身。
在该情况下，经由中间参数(在该情况下是第一阈值)来间接调整编码参数，直接调整该中间参数本身以便使特性(压缩率)的值稳定在目标值TG。
在其它情况下，编码参数也可以是第二阈值，该第二阈值就其本身而言将能够直接调整，以便使压缩率的值稳定在目标值TG。
在更详细地回到将能够被调整以使压缩率的值稳定在目标值的编码参数的示例之前，现在更详细地描述在上文所提及的法国专利申请中描述的局部编码的类型的局部编码的特定示例，但是本发明并不限于该类型的局部编码。
更具体地，在局部坐标系RLC中执行局部编码(图3)，该局部坐标系RLC分别包括所考虑的当前样本和来自序列的可用样本(例如在当前样本附近)中基于至少一个物理量的最小梯度所选取的两个参考样本。
同样，每次局部编码20包括：针对分配给所考虑的当前样本的每个物理量，对局部坐标系RLC和在局部坐标系中的所考虑的物理量的水平进行数字参数化以获得与当前样本和所考虑的物理量相关联的局部编码信号SICL。
现在更特别地参照图4来图示使得针对所考虑的当前样本(像素)PR确定局部坐标系RLC成为可能的实施方式。
选择序列的NA个可用样本，在该示例中，假设NA个可用样本是与当前样本相邻的NA个样本，NA至少等于2。然后，在步骤30中，针对像素PR的考虑具有水平(幅度)APR的物理量，确定所考虑的物理量在当前样本PR与相邻样本之间的梯度GPk，所述相邻样本的物理量具有水平APk。
更具体地，GPk等于APR与APk之间的差。
在已经针对与当前样本相邻的NA个样本中的每个样本执行该确定之后，在步骤31中，从先前计算的一组梯度GPk中确定具有最低绝对值的梯度。
随后，针对分配给当前样本的所有物理量重复这些操作，并且，在步骤32中，从针对所有相邻样本和所有物理量所确定的一组梯度中确定具有最低绝对值的梯度。
然后，将被分配有该最小梯度的相邻样本指定为第一参考样本A(步骤33)。
然后，确定第二参考样本B，在该情况下，该第二参考样本B是与样本A和当前样本PR形成直角的剩余的相邻样本。
参考样本PR和两个参考样本A和B一起形成与当前样本PR相关联的局部坐标系RLC。
现在将更具体地参照图5至图9来图示局部坐标系的可能的示例。
在图5中，假设像素以“光栅”类型的格式相继到达。
在图5中，还假设具有坐标xi和yj的当前像素(样本)PR当前正在处理并且已经通过编码方法处理了先前像素ECH2、ECH3、ECH4和ECH5。
相比之下，还未处理其它像素，即，属于行j的坐标xi+1,yj的像素和属于行j+1的像素。
因此，与像素PR相邻的样本是像素ECH2、ECH3、ECH4和ECH5，将从该样本中确定第一参考样本A和第二参考样本B。
在该示例中，该确定的局部坐标系RLC将是与当前样本PR相关联并且对于当前样本的所有物理量(即，此处是所有颜色分量)的编码是有效的单个局部坐标系。
因此，在图6中，第一参考样本A是样本ECH2并且第二参考样本B是样本ECH4。
在图7中图示了另一可能的配置，其中，第一参考样本A此时是样本ECH4，而第二参考样本B此时是样本ECH2。
如图8所示，也可以具有局部坐标系RLC的另一结构。在该结构中，第一参考样本A是样本ECH3并且第二参考样本B是样本ECH5。
在图9所示的结构中，第一参考样本A是样本ECH5并且第二参考样本B是样本ECH3。
因此，可以看出，有可能定义出第一位的分组，该第一位的分组使得可能对局部坐标系的结构进行参数化。
在此处所描述的示例中并且如图10所示，第一位的分组STRC包括两个位，该两个位使得可能对第一参考样本A的四个可能的位置并且因此对局部坐标系RLC的四个可能的结构进行参数化。
因此，在此处所描述的示例中，如果第一参考样本A是样本ECH2，则两个位STRC分别具有值00。
如果参考样本A是样本ECH3，则两个位STRC具有值01。
如果第一参考样本A是样本ECH4，则两个位STRC具有值1和0，然而，如果第一样本A位于样本ECH5的水平处，则两个位STRC具有值1和1。
如图11所示，其它局部坐标系结构是可能的，而不一定在分别将当前样本链接至两个参考样本的两线之间提供直角。也就是说，虽然第一参考样本A总是与具有最低绝对值的梯度相关联的样本，但是第二参考样本要么是与当前样本和第一参考样本形成直角的样本，或者要么是与当前样本相邻的、和计算得到的所有梯度的最大绝对值相关联的样本。
此外，例如，当不以“光栅”格式但是例如逐宏块处理图像时，也可以使用这种局部坐标系。
在刚刚已经描述的示例中，用于确定参考样本A和B的候选样本是与当前样本PR相邻的样本。
也就是说，其它可用的候选样本是可能的并且可以离当前样本PR更远。
在图12和图13中所示的示例中，情况就是这样。
在图12中，除了样本ECH2至ECH5之外，也可以考虑用于确定参考样本A和B的样本ECH6。
在图13中，除了样本ECH2至ECH5之外，也可以考虑用于确定参考样本A和B的样本ECH0、ECH1和ECH6。
显然，根据所考虑的样本数并且因此根据可能的结构数，第一位的分组STRC可以包括2个以上的位。
利用已经对局部坐标系执行的参数化，处理器MT1配置为在该局部坐标系中对所考虑的物理量的水平APR进行参数化。
特别地，在图14中图示了第一可能的变型。
在步骤110中，处理器MT1验证物理量APR的水平是否位于与第一参考样本A相关联的物理量的水平APA之间和在分配给第二参考样本B的物理量的水平APB之间，或者要不然是在APB与APA之间。
如果情况是这样，则这是内插的情况，并且例如处理器将逻辑值0分配给极性位POL。
否则，这是外插的情况，即，水平APR大于或者等于水平APA，该水平APA本身大于或者等于水平APB。在该情况下，处理器将值1授予极性位POL。
应该注意，在外插的情况下，如果水平APR大于水平APA和APB，则水平APB无法高于水平APA，因为第一参考样本A是具有最小梯度的样本。
类似地，在水平APR低于两个水平APA和APB的情况下，由于相同的原因(第一参考样本A的最小梯度)，水平APA无法高于水平APB。
一种特别简单的确定情况是内插还是外插的方式在于，确定等于APR-APA的梯度GPA的符号与等于APR-APB的梯度GPB的符号的乘积。
如果该乘积的符号是正的，则将极性位POL设置为1(外插)，然而，如果乘积的符号是负的，则将极性位POL设置为零(内插)。
如图15所示，考虑极性位POL，在外插状况的情况下，通过将幅度APB转换为等于APR+GPB的幅度来恢复外插位置，这是在解压缩水平(也就是说，在重构APR水平)时为可逆的操作。
在步骤111中，处理器MT1确定值GPA’等于GPA(GPA＝APR-APA)的绝对值并且值GPB’等于GPB(GPB＝APR-APB)的绝对值。
然后，处理器MT1从GPA’和GPB’中确定梯度参数，在该示例性实施方式中，该梯度参数是归一化梯度。
该归一化梯度GPAN等于GPA’/(GPA’+GPB’)。
此外，由于已经执行了在值0与1之间延伸的归一化，归一化梯度GPAN也等于1-(GPB’/(GPA’+GB’))，在误差内。
然后，在步骤113中，处理器对归一化梯度GPAN执行压缩编码以在第二位的分组上获得压缩归一化梯度GPANC。作为指示，如果将归一化梯度GPAN编码在10位上，则可以做出提供以将压缩归一化梯度GPANC编码在5位上。
通过使用压缩曲线以本身已知的方式并且以常规方式并且来执行压缩。
现在更具体地参照图16和图17来图示对第一编码参数进行的有助于使压缩率稳定在目标压缩率的调整。
如将在下文中看到的，该第一编码参数是参考位ZMAP(图17)，将经由中间参数来间接调整该参考位ZMAP，该中间参数是第一阈值DTH，根据针对当前像素块所评估的压缩率的当前值相对于该压缩率的目标值TG之间的偏差来直接调整该第一阈值DTH。
如图16所示，将掩膜MSK施加至样本序列。
一般而言，该掩膜MSK是可能像矩阵一样的蓝色噪声类型(blue noise type)的掩膜。这种矩阵是所谓的“抖动”矩阵，该“抖动”矩阵可以对将位于某个阈值之下的样本密度进行调制。同样，该第一阈值DTH在影响图像的感知质量的同时将可以具有最大校正率。
本领域的技术人员知道如何创建蓝色噪声类型的掩膜。在这一方面，例如，可以参照J.Bacca Rodriguez等人于2008年8月在IEEE Transactions On Image Processing第17卷第8期中发表的标题是“Blue-noise Multitone Dithering”的文章。
也就是说，将静态矩阵用作掩膜MSK(即，在不知道多维空间的内容的情况下(在此情况中为图像的内容)确立，并且由此充分地与多维空间的内容解相关(decorrelated))在某些应用中可以是足够的。
如图16所示，此处，该静态矩阵MSK包括取自参考值集合V1至V4的四个值V1至V4的重复图案MTF。在此处所描述的示例中，值V1至V4分别是1至4。
显然，此处所描述的矩阵MSK的示例是非限制性的，并且包括例如四个以上的值的重复图案的其它静态矩阵结构是可能的。更具体地，可以将这种矩阵构建为使得针对取自可能的参考值集合中的每个阈值，位于该阈值水平或者低于该阈值水平的样本密度——即，等于或者小于阈值的图案的值Vi的数目(并且因此，归因于图案是重复的所造成的矩阵的值的数目)——在误差内与该阈值成比例。
因此，在上文所给出的示例中，针对密度1，小于或者等于1的图案的值的数目等于1。
针对密度2，小于或者等于2的图案的值的数目等于2。
针对密度3，小于或者等于3的图案的值的数目等于3。
针对密度4，小于或者等于4的图案的值的数目等于4。
因此，在图案中的比例因子为1。在矩阵内，如果矩阵包括k个图案，则比例因子当然等于k。
此外，针对给定密度(即，针对给定阈值)，在图案内并且因此在矩阵内伪随机地生成与该密度对应的值(例如，值1、2和3的集合，密度3)的布置，以便与多维空间(此情况为图像)的内容充分地解相关。
因此，在图16所示的值的图案内的布置仅仅是示例并且可能有所不同。
反复地将密度矩阵MSK施加至“光栅”格式的图像。
然后，如图17所示，对于坐标xi,yj的每个当前样本，有掩膜MSK的值Vi中的一个值与之对应。
然后，将与该样本相关联的掩膜的值Vi与第一阈值DTH进行比较，该第一阈值DTH的值(取自四个值V1至V4)已经根据压缩率的值来选择，压缩率的值根据先前样本块相对于目标值而确定。同样，比较的结果将调节第一编码参数的值，此处，该第一编码参数是参考位ZMAP。
同样，该第一编码参数ZMAP的值将定义出编码局部数字信号SICL的大小。
更具体地，当与当前样本相关联的掩膜的值Vi小于或者等于第一阈值DTH时，使该参考位ZMAP为第一逻辑值，例如，值0(步骤1701)。
在该情况下，与所考虑的物理量的水平相关的编码局部信号SICL作为数字块BSTR包括参考位ZMAP、表示压缩归一化梯度GPANC的第二位的分组、极性位POL、和表示局部坐标系的结构的第一位STRC。
显然，在数字块BSTR中的这些不同位的顺序是完全任意的并且可以有所不同。
在实践中，在该情况下，使编码参数(参考位)ZMAP为0可以被比作对信号不进行局部压缩。
然而，如果在步骤1700中与当前样本PR相关联的掩膜的值Vi大于第一阈值DTH，则将归一化梯度GPAN与第二阈值TH1进行比较130。同样，编码参数ZMAP的值将随后取决于图18所示的该比较130的结果。
因此，如果归一化梯度小于或者等于第二阈值TH1，则ZMAP等于1，然而，如果归一化梯度GPAN大于第二阈值TH1，则ZMAP等于0。
第二阈值TH1的值取决于应用和重构图像所需的精度。
作为一个指示，将可以选择等于0.1的第二阈值TH1。
如果归一化梯度GPAN小于或者等于阈值TH1，则处理器MT1认为该归一化梯度GPAN是零(步骤131)。
在该情况下，表示分配给样本的所考虑的物理量的编码局部信号SICL包括数字块BSTR，该数字块BSTR仅仅包括ZMAP位和表示局部坐标系的结构的第一STRC位。
相比之下，如果在步骤132中已经将ZMAP位设置为等于零，则与所考虑的物理量的水平相关的编码局部信号SICL作为数字块BSTR包括ZMAP位、表示压缩归一化梯度GPANC的第二位的分组、极性位POL、和表示局部坐标系的结构的第一STRC位。
显然，这里同样地，在数字块BSTR中的这些不同位的顺序是完全任意的并且可以有所不同。
图19现在示意地图示了通过调整第一阈值DTH并且可选地调整第二阈值TH1(此处认为该第二阈值TH1是第二编码参数)来间接调整第一编码参数ZMAP的示例。
因此，如果例如对当前样本块BLCj所评估的压缩率TCP小于或者等于目标值TG(步骤1900)，则有可能在步骤1901中降低阈值DTH的值(显然倘若还未达到最小值的话)。
因此，如果例如已经针对块BLCj将阈值DTH设置为等于3，则可以将该值降低至值2。
然而，如果在比较步骤1900中压缩率TCP大于目标值TG，则在步骤1902中可以增加第一阈值DTH的值(这当然只有在还未达到最大值时才这样做)。
同样，第一阈值DTH的该新值将适合于下一个样本块BLCj+1的每个像素。
可选地但是有利地，也可以调整第二阈值TH1的值，然后，将第二阈值TH1视作第二编码参数。
更具体地，如图19所示，在步骤1901中减小第一阈值DTH的值的情况下，可以在步骤1903中进行增加第二阈值TH1的值。
相反，如果在步骤1902中已经增加了第一阈值DTH的值，则可以在步骤1904中进行减小第二阈值TH1的值。
同样，这里同样地，这些新的阈值将适合于下一个像素块的每个像素。
尽管已经描述了根据当前压缩率和目标值的偏差对两个阈值DTH和TH1进行的组合调整，但是当然可以仅仅调整第一阈值DTH或者可能地将该阈值DTH视作常数并且仅仅调整第二阈值TH1。
除了已经描述的对第一编码参数和/或第二编码参数的(多次)调整之外，可以基于已经针对在当前像素之前的所有像素所合计的最小累计误差来动态地控制每个像素的量化误差。
现在将更具体地参照图20和图21来对此进行更详细的描述。
在步骤140中，处理器MT1针对序列的第一样本PR1从压缩归一化梯度GPANC创建对压缩梯度参数GPANC进行分帧的第一压缩互补数字字GPANC1和第二压缩互补数字字GPANC2。
一般而言，术语“框定(framing)”应该在非常广泛的意义上进行采用。因此，字GPANC1和GPANC2可能与GPANC不同。即，在实践中，可以使两个字GPANC1或者GPANC2中的一个字等于字GPANC。此外，在该情况下，第一字GPANC1将例如被选择为等于压缩归一化梯度GPANC，而互补数字字GPANC2将例如比压缩归一化梯度GPANC稍微高(例如，通过对压缩归一化梯度GPANC增加1个最低有效位(LSB))。
然后，处理器MT1通过使用与用于压缩的曲线相同的曲线来对第一互补数字字GPANC1进行解压缩解码141。
然后，获得第一解压缩互补数字字GPAND1。
然后，处理器MT1从字GPAND1和从水平APB和APA重构所考虑的物理量的水平APRE1。
更具体地，APRE1等于GPAND1(APB-APA)+APA。
然后，在步骤144中，处理器确定等于APR与APRE1之间的差的绝对值的第一误差ERR1。
类似地，处理器MT1对第二互补数字字GPANC2执行解压缩解码以获得解压缩字GPAND2，然后，在步骤145中，以与在步骤142中完成的方式相似的方式从字GPAND2和从水平APB和APA重构所考虑的物理量的水平APRE2。
然后，在步骤147中，处理器确定等于APR与APRE2之间的差的绝对值的第二误差ERR2。
然后，在步骤148中，处理器MT1确定最低误差ERRF，并且因此，在步骤149中，选择所选择的压缩互补数字字GPANCS作为两个字GPANC1或者GPANC2中与最低误差相关联的字。
此外，将该最低误差ERRF存储在累加寄存器中(步骤1480)。
然后，如图21所示，针对每个下一个当前样本PRi，重复图20的步骤14的框，并且，在步骤2100中，生成等于第一误差ERR1和与先前样本相关联的所有最低误差ERRFk(k＝1至i-1)的总和的第一累计误差ERR1C。
类似地，在步骤2101中，生成等于第二误差ERR2和与先前样本相关联的所有最低误差ERRFk的总和的第二累计误差ERR2C。
然后，在步骤2102中，确定两个累计误差ERR1C和ERR2C中的最低累计误差。
然后，在步骤2104中，从第一压缩互补数字字GPANC1或者第二压缩互补数字字GPANC2中选择给出第一累计误差和第二累计误差中的最低误差的压缩互补数字字。
同样，如图22所示，在ZMAP位等于零的情况下，编码局部信号SICL包括数字块BSTR，此时，该数字块BSTR包括选择的压缩数字字GPANCS代替压缩归一化梯度GPANC。
在另一变型中，可以不使用归一化梯度GPAN作为参数，而是可以直接使用GPA’作为参数，GPA’即APR与APA之间的差的绝对值，即，已经在之前提及的法国专利申请中描述的第一梯度GPA的绝对值。
为了随机地分散量化误差，将伪随机量添加至归一化梯度GPAN或者要不然添加至压缩归一化梯度GPAC或者要不然添加至GPA’是特别有利的。
为了进一步完善对编码的动态控制以获得压缩率相对于目标压缩率的更好的稳定，如图23所示，将序列的每个样本PR归类为属于类别集合(此处，例如，三个类别CL1、CL2、CL3)的类别，并且根据该类别来至少调整第一阈值DTH的值。
因此，类别CL1将被分配有第一阈值DTH1，类别CL2将被分配有第一阈值DTH2，并且类别CL3将被分配有第一阈值DTH3。
在图23所示的示例中，假设当前像素PR属于类别CL2。在该情况下，在步骤2300中，将掩膜MSK中与该像素PR相关联的值Vi与阈值DTH2进行比较以确定是否在步骤1701中使ZMAP位为零或者是否进行比较步骤130，如参照图17所描述的。
通过指示，此处，这类别集合包括：
第一类别CL1，与属于至少一个物理量的梯度在其中是均匀的区域的样本相关联，
第二类别CL2，与至少一个物理量的梯度是局部极值的样本相关联的，以及
第三类别，与属于多维空间的至少一个轮廓(在该情况下，是图像的轮廓)的样本相关联的。
作为一个示例，类别1包含梯度小于或者等于极限值(例如，0.01)的每个像素。例如，类别3包含梯度大于或者等于该极限值(例如，0.01)的每个像素。
在接收中，如图24所示，处理器MT2将针对每个当前样本并且针对分配给该当前样本的每个物理量，从在步骤200中接收到的数字块BSTR创建所考虑的物理量的水平，以便传送解码局部信号SIDL，即，传送所考虑的物理量的水平。
一组解码局部信号SIDL形成解码信号SID。
该创建将考虑接收到的数字块BSTR的内容，并且特别地考虑ZMAP和STRC位的值，并且可能还考虑POL和GPAC或者POL和GPANC位的值。
假设可能使用的参数是归一化梯度GPAN。
如果ZMAP位等于1，则意味着情况是，GPAN是零，并且因此，分配给当前样本PR的物理量的值仅仅等于分配给参考样本A的该物理量的APA值。
之前已经对该样本A进行了处理。
因此，APA值是已知的。
此外，STRC位可以确定局部坐标系的配置并且因此确定该样本A在像素矩阵中的坐标。
在ZMAP位等于零的情况下，可以设想多种情况。
在极性位POL为1的情况下，即，在外插配置的情况下，从下列公式重新计算所考虑的物理量的APR水平：
APR＝APA+(APB-APA)GPAN/(2GPAN-1) (1)
在该公式中，已经通过对GPANC(或者GPANCS)进行解压缩解码来获得GPAN。
应该注意，公式(1)对于两种可能的外插情况是有效的，即，在APB小于或者等于APA的情况下，其中APA本身小于或者等于APR；以及在APB大于或者等于APA的情况下，其中APA本身大于或者等于APR。
在极性位POL为零的情况下，即，在内插情况下，从下列公式(2)或者公式(3)重新计算所考虑的物理量的APR水平：
APR＝APA-APA.GPAN+APB.GPAN (2)
APR＝APB+APA.GPAN-APB.GPAN (3)
它们分别取决于APA是小于或者大于APB。
更具体地，如果APA小于或者等于APR，APR本身小于或者等于APB，则应用公式(2)。
如果APB小于或者等于APR，APR本身小于或者等于APA，则应用公式(3)。
同样，既然由于这些水平被分配给已经处理的样本，所以这些水平是已经知道的，那么由处理器MT2本身来确定条件APA小于或者大于APB。
在编码中所使用的参数是第一梯度GPA(GPA’＝|GPA|＝|APR-APA|)的绝对值GPA’并且POL位表示APR-APA的符号((POL)＝sign(APR-APA))的情况下，则在ZMAP＝0的情形时，通过下列公式来重构分配给当前样本PR的物理量的APR水平：
APR＝APA+GPAC如果POL＝0
APR＝APA-GPAC如果POL＝1
GPAC是在数字块BSTR中接收到的压缩参数。
显然，如果ZMAP＝1，则如在先前变型中，APR＝APA。
本发明并不限于刚刚描述的实施方式和实施例，但是涵盖所有变型。
因此，如图25所示，在编码2之前进行预加重(pre-emphasis)预处理是特别有利的，例如，按照惯例，该预加重预处理由校正γ(x-γ)或者通过使用感知量化曲线或者甚至利用S型的曲线或者使用查找表来执行。
在该情况下，解码3之后通过使用在处理210中所使用的函数的逆函数来进行去加重后处理(de-emphasis post-processing)211。
在某些情况下，可以将样本序列(例如，像素序列)分解成子序列。
例如，如图26所示就是这种情况，其中，像素以YCB格式420编码。
更具体地，(像素的)子序列(A)包括被分配有分量YCbCr的像素。
子序列(B)包括被分配有分量Y的像素，并且子序列(C)包括由子序列(B)的像素所框定(framed)的并且也被分配有分量Y的像素。
在该情况下，处理器MT1可以相继或者并行(图27)应用已经分别在子序列(A)、(B)和(C)中描述的编码处理和(多个)编码参数调整环路，以传送编码信号SICA、SICB和SICC。显然，在该情况下，针对例如子序列(A)，将从与当前像素(A)相邻的像素(A)中选择与该当前像素(A)相邻的像素。
这同样适用于像素(B)和(C)。
此外，在某些情况下，某些样本可能不会经过刚刚已经描述的编码处理。
更具体地，针对编码装置和解码装置已知的一些预定样本位置，可以针对每个所考虑的物理量直接发送器APR水平，但不必需发送ZMAP位。例如，对于宏块或帧的第一行和第一列的每个像素或者甚至对于成螺旋形地检查的宏块或帧中的第一像素，就是这种情况。
此外，在尤其需要更高精度的一些应用中，在已经确定当前样本的ZMAP位之后，有可能不计算归一化梯度GPANC或者第一梯度GPA的绝对值GPA’并且直接发送所考虑的物理量的APR水平。
在该情况下，如果ZMAP位等于零，则数字块BSTR包括ZMAP位，该ZMAP位后跟随有APR水平；而如果ZMAP位等于1，则数字块BSTR包括该ZMAP位，该ZMAP位后跟随有第一STRC位。

Claims (34)

1.一种将初始数字信号编码为编码局部数字信号的方法，包括：
针对至少一些当前样本，将所述初始数字信号局部编码为编码局部数字信号，编码信号包括所述编码局部数字信号，其中，所述初始数字信号包括表示多维空间的样本序列，每个样本被分配有至少一个物理量；
对与所述编码信号相关联的特性执行运行中分析，其中执行所述运行中分析包括：确定在所述序列的当前样本块上的所述特性的值；以及
针对下一样本块中的每个样本，按照样本水平对所述局部编码所涉及的编码参数执行直接或者间接调整，以将所述特性的值稳定到目标值的公差内。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：将掩模施加至所述样本序列，并且针对每个当前样本，通过将与所述样本相关联的所述掩模的值与第一阈值进行比较来调整第一编码参数，根据相对于所述目标值的所述特性的值来调整所述第一阈值的值，所述比较的结果调节所述第一编码参数的值。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述掩模是蓝噪声类型的掩模或者包括取自参考值集合中的多个值的静态矩阵。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述特性是所述编码信号的压缩率，并且所述第一编码参数的值定义所述编码局部数字信号的大小。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一编码参数是参考位，当与所述当前样本相关联的所述掩模的值小于或者等于所述第一阈值时，使所述参考位为第一逻辑值。
6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述序列的每个样本被归类为属于类别集合中的类别，并且根据所述类别来调整所述第一阈值的值。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述类别集合包括与属于所述物理量的梯度在其中是均匀的区域的样本相关联的第一类别、与所述物理量的梯度是局部极值的样本相关联的第二类别、以及与属于所述多维空间的至少一个轮廓的样本相关联的第三类别。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，在局部坐标系中执行所述局部编码，所述局部坐标系均包括所考虑的所述当前样本和基于所述物理量的最小梯度从所述序列的可用样本中选取的两个参考样本，并且每次局部编码包括：针对分配给所考虑的所述当前样本的每个物理量，对所述局部坐标系和在所述局部坐标系中的所考虑的所述物理量的水平进行数字参数化，以获得与所考虑的所述当前样本和所述物理量相关联的局部编码信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，第一编码参数是参考位，当与所述当前样本相关联的掩模的值小于或者等于第一阈值时，使所述参考位为第一逻辑值，以及其中，对所述局部坐标系进行所述参数化包括：创建第一位的分组，所述第一位的分组的值从一组可能的结构中限定所述局部坐标系的结构。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，当使所述参考位为其第一逻辑值时，则所述编码局部数字信号仅包含所述第一位的分组和第三位。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，对在所述局部坐标系中的所考虑的所述物理量的水平进行所述参数化包括：创建至少涉及所述物理量在所述当前样本与第一参考样本之间的梯度、即称为第一梯度的绝对值的梯度参数；将第一梯度参数与第二阈值进行比较；并且创建表示所述比较的结果的比较位；以及其中，所述第二阈值是第二编码参数。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，对在所述局部坐标系中的所考虑的所述物理量的水平进行参数化进一步包括：对所述参数的第二位的分组进行压缩编码，以便获得压缩梯度参数，并且对在所述局部坐标系中的所考虑的所述物理量的水平进行所述参数化进一步包括：针对所述序列的第一样本，
a)从所述压缩梯度参数创建对所述压缩梯度参数进行框定的第一压缩互补数字字和第二压缩互补数字字，
b)解压缩地解码所述第一压缩互补数字字，从第一解码互补数字字重构所述物理量的水平以获得所述物理量的第一重构水平，
c)创建在所考虑的所述物理量的水平与所述第一重构水平之间的第一误差，
d)解压缩地解码所述第二压缩互补数字字，
e)从第二解码互补数字字重构所述物理量的水平以获得所述物理量的第二重构水平，
f)创建在所考虑的所述物理量的水平与所述第二重构水平之间的第二误差，
g)选择给出所述第一误差和所述第二误差中的最低误差的所述第一压缩互补数字字或者所述第二压缩互补数字字，以及
针对每一个下一个样本，
h)重复步骤a)至f)，创建等于所述第一误差和与先前样本相关联的所有最低误差的总和的第一累计误差；创建等于所述第二误差和与先前样本相关联的所有最低误差的总和的第二累计误差；选择所述第一压缩互补数字字或者所述第二压缩互补数字字以获得所述第一累计误差和所述第二累计误差中的所述最低误差；
其中，如果所述梯度参数小于或者等于所述第二阈值，则所述编码局部数字信号仅仅包含第一位的分组和所述比较位；以及
其中，如果所述梯度参数大于所述第二阈值，则所述编码局部数字信号包含所述第一位的分组、所选择的压缩互补数字字、极性位和所述比较位。
13.根据权利要求8所述的方法，其中，对在所述局部坐标系中的所考虑的所述物理量的水平进行所述参数化包括：确定极性位，所述极性位的值至少指示分配给所述当前样本的所考虑的所述物理量的水平相对于分配给第一参考样本的所述物理量的水平的定位。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，第一编码参数是参考位，当与所述当前样本相关联的掩模的值小于或者等于第一阈值时，使所述参考位为第一逻辑值，以及其中，对所述局部坐标系进行所述参数化包括：创建第一位的分组，所述第一位的分组的值从一组可能的结构中限定出所述局部坐标系的结构；
其中，对在所述局部坐标系中的所考虑的所述物理量的水平进行所述参数化包括：创建至少涉及所述物理量在所述当前样本与第一参考样本之间的梯度的绝对值的梯度参数，即称为第一梯度参数；将所述第一梯度参数与第二阈值进行比较；并且创建表示所述比较的结果的比较位，以及其中，所述第二阈值是第二编码参数；以及
其中，如果所述梯度参数小于或者等于所述第二阈值，则所述编码局部数字信号仅仅包含所述第一位的分组和所述比较位，并且如果所述梯度参数大于所述第二阈值，则所述编码局部数字信号包含所述第一位的分组、可能的压缩梯度参数、所述极性位和所述比较位。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述第一编码参数是参考位，当与所述当前样本相关联的所述掩模的值小于或者等于所述第一阈值时，使所述参考位为第一逻辑值，以及其中，所述比较位是所述参考位，并且如果与所述当前样本相关联的所述掩模的值大于所述第一阈值，则所述比较位的值取决于在所述梯度参数与所述第二阈值之间的所述比较的结果。
16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述初始数字信号是视频信号，每个样本是像素并且每个物理量是所述像素的颜色分量。
17.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：将所述编码信号解码为解码信号，所述解码包括：针对每个当前样本并且针对每个物理量，从与该当前样本相关联的所述编码局部数字信号创建所考虑的所述物理量的水平，以便传送解码局部信号，所述解码信号包括所述解码局部信号。
18.一种用于将初始数字信号编码为编码局部数字信号的装置，所述装置包括：
处理器；以及
非暂时性计算机可读存储介质，所述非暂时性计算机可读存储介质存储待由所述处理器执行的程序，所述程序包括指令，所述指令用于：
针对当前样本，将所述初始数字信号局部编码为编码局部数字信号，编码信号包括所述编码局部数字信号，其中，所述初始数字信号包括表示多维空间的样本序列，每个样本被分配有至少一个物理量；
对与所述编码信号相关联的特性执行运行中分析,其中执行所述运行中分析包括：确定在所述序列的当前样本块上的所述特性的值；以及
针对下一个样本块的每个样本，按照样本水平对所述局部编码所涉及的至少一个编码参数执行直接或者间接调整，以便将所述特性的值稳定到目标值的公差内。
19.根据权利要求18所述的装置，其中，所述处理器配置为将掩模施加至所述样本序列，并且对第一编码参数执行所述调整，包括：针对每个当前样本，将与该样本相关联的所述掩模的值与第一阈值进行比较，根据相对于所述目标值的所述特性的值来调整所述第一阈值的值，所述比较的结果调节所述第一编码参数的值。
20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述掩模是蓝噪声类型的掩模或者包括取自参考值集合的多个值的静态矩阵。
21.根据权利要求19所述的装置，其中，所述特性是所述编码信号的压缩率，并且所述第一编码参数的值定义所述编码局部数字信号的大小。
22.根据权利要求19所述的装置，其中，所述第一编码参数是参考位，并且所述处理器配置为：当与所述当前样本相关联的所述掩模的值小于或者等于所述第一阈值时，使所述参考位为第一逻辑值。
23.根据权利要求19所述的装置，其中，所述序列的每个样本被归类为属于类别集合中的类别，并且所述处理器配置为根据所述类别来至少调整所述第一阈值的值。
24.根据权利要求23所述的装置，其中，所述类别集合包括与属于所述至少一个物理量的梯度在其中是均匀的区域的样本相关联的第一类别、与所述至少一个物理量的梯度是局部极值的样本相关联的第二类别、以及与属于所述多维空间的至少一个轮廓的样本相关联的第三类别。
25.根据权利要求18所述的装置，其中，所述处理器配置为在局部坐标系中执行所述局部编码，所述局部坐标系均包括所考虑的所述当前样本和基于所述物理量的最小梯度从所述序列的可用样本中选取的两个参考样本，并且针对分配给所考虑的所述当前样本的每个物理量，对所述局部坐标系和在所述局部坐标系中的所考虑的所述物理量的水平进行数字参数化，以便获得与所述当前样本和所考虑的所述物理量相关联的局部编码信号。
26.根据权利要求25所述的装置，其中，所述处理器配置为：针对所述局部坐标系的所述参数化，创建第一位的分组，所述第一位的分组的值从一组可能的结构中限定所述局部坐标系的结构。
27.根据权利要求26所述的装置，其中，第一编码参数是参考位，并且所述处理器配置为：当与所述当前样本相关联的掩模的值小于或者等于第一阈值时，使所述参考位为第一逻辑值；
其中，所述处理器配置为在局部坐标系中执行所述局部编码，所述局部坐标系均包括所考虑的所述当前样本和基于所述物理量的最小梯度从所述序列的可用样本中选取的两个参考样本，并且针对分配给所考虑的所述当前样本的每个物理量，对所述局部坐标系和在所述局部坐标系中的所考虑的所述物理量的水平进行数字参数化，以便获得与所述当前样本和所考虑的所述物理量相关联的所述局部编码信号；以及
其中，当使所述参考位为其第一逻辑值时，则所述编码局部数字信号仅包含所述第一位的分组和所述参考位。
28.根据权利要求25所述的装置，其中，所述处理器配置为：为了在所述局部坐标系中的所考虑的所述物理量的水平的所述参数化，创建至少涉及所述物理量在所述当前样本与第一参考样本之间的梯度、即称为第一梯度的绝对值的梯度参数；将第一梯度参数与第二阈值进行比较；并且创建表示所述比较的结果的比较位，以及其中，所述第二阈值是第二编码参数。
29.根据权利要求28所述的装置，其中，所述处理器配置为：为了在所述局部坐标系中的所考虑的所述物理量的水平的所述参数化，对所述梯度参数的第二位的分组进行压缩编码以获得压缩梯度参数，并且为了在所述局部坐标系中的所考虑的所述物理量的水平的所述参数化，针对所述序列的第一样本，执行以下操作：
a)从所述压缩梯度参数创建对所述压缩梯度参数进行框定的第一压缩互补数字字和第二压缩互补数字字，
b)解压缩地解码所述第一压缩互补数字字，从第一解码互补数字字重构所述物理量的水平以获得所述物理量的第一重构水平，
c)创建在所考虑的所述物理量的水平与所述第一重构水平之间的第一误差，
d)解压缩地解码所述第二压缩互补数字字，
e)从第二解码互补数字字重构所述物理量的水平以获得所述物理量的第二重构水平，
f)创建在所考虑的所述物理量的水平与所述第二重构水平之间的第二误差，
g)选择给出所述第一误差和所述第二误差中的最低误差的所述第一压缩互补数字字或者所述第二压缩互补数字字，以及
针对每一个下一个样本，
h)重复步骤a)至f)，创建等于所述第一误差和与先前样本相关联的所有最低误差的总和的第一累计误差，创建等于所述第二误差和与先前样本相关联的所有最低误差的总和的第二累计误差，选择所述第一压缩互补数字字或者所述第二压缩互补数字字中的给出所述第一累计误差和所述第二累计误差中的所述最低误差的压缩互补数字字；
其中，如果所述梯度参数小于或者等于所述第二阈值，则所述编码局部数字信号仅仅包含第一位的分组和所述比较位；以及
其中，如果所述梯度参数大于所述第二阈值，则所述编码局部数字信号包含所述第一位的分组、所选择的压缩互补数字字、极性位和所述比较位。
30.根据权利要求25所述的装置，其中，所述处理器配置为：为了在所述局部坐标系中的所考虑的所述物理量的水平的所述参数化，确定极性位，所述极性位的值至少指示分配给所述当前样本的所考虑的所述物理量的水平相对于分配给第一参考样本的所述物理量的水平的定位。
31.根据权利要求30所述的装置，其中，所述处理器配置为：为了所述局部坐标系的所述参数化，创建第一位的分组，所述第一位的分组的值从一组可能的结构中限定所述局部坐标系的结构；
其中，所述处理器配置为：为了在所述局部坐标系中的所考虑的所述物理量的水平的所述参数化，创建梯度参数，所述梯度参数至少涉及所述物理量在所述当前样本与第一参考样本之间的梯度的绝对值，所述梯度参数称为第一梯度参数；将所述第一梯度参数与第二阈值进行比较，并且创建表示所述比较的结果的比较位，以及其中，所述第二阈值是第二编码参数；以及
其中，如果所述梯度参数小于或者等于所述第二阈值，则所述编码局部数字信号仅仅包含所述第一位的分组和所述比较位，并且如果所述梯度参数大于所述第二阈值，则所述编码局部数字信号包含所述第一位的分组、可能的压缩梯度参数、所述极性位和所述比较位。
32.根据权利要求31所述的装置，其中，第一编码参数是参考位，并且所述处理器配置为：当与所述当前样本相关联的掩模的值小于或者等于第一阈值时，使所述参考位为第一逻辑值，以及其中，所述比较位是所述参考位，并且如果与所述当前样本相关联的所述掩模的值大于所述第一阈值，则所述比较位的值取决于在所述梯度参数与所述第二阈值之间的所述比较的结果。
33.根据权利要求18所述的装置，其中，所述初始数字信号是视频信号，每个样本是像素并且每个物理量是所述像素的颜色分量。
34.一种能够直接加载到计算机系统的存储器中的非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质包括用于执行编码方法的软件代码部分，所述编码方法包括：
针对至少一些当前样本，将初始数字信号局部编码为编码局部数字信号，编码信号包括所述编码局部数字信号，其中，所述初始数字信号包括表示多维空间的样本序列，每个样本被分配有至少一个物理量；
对与所述编码信号相关联的特性执行运行中分析，其中执行所述运行中分析包括：确定在所述序列的当前样本块上的所述特性的值；以及
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