CN110312136A - 一种对多分量数据的编码和解码方法 - Google Patents

一种对多分量数据的编码和解码方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110312136A
CN110312136A CN201910389312.9A CN201910389312A CN110312136A CN 110312136 A CN110312136 A CN 110312136A CN 201910389312 A CN201910389312 A CN 201910389312A CN 110312136 A CN110312136 A CN 110312136A
Authority
CN
China
Prior art keywords
component
scheme
data
displacement
variety
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910389312.9A
Other languages
English (en)
Inventor
林涛
王月美
焦孟草
周开伦
黄庆庆
王淑慧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tongji University
Original Assignee
Tongji University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tongji University filed Critical Tongji University
Priority to CN201910389312.9A priority Critical patent/CN110312136A/zh
Publication of CN110312136A publication Critical patent/CN110312136A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/103Selection of coding mode or of prediction mode
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/17Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object
    • H04N19/174Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object the region being a slice, e.g. a line of blocks or a group of blocks
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/17Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object
    • H04N19/176Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object the region being a block, e.g. a macroblock
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/186Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being a colour or a chrominance component

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种对多分量数据的编码和解码方法,其技术方案要点是:一种使用多种分量置换和分量空间转换的数据压缩方法,包括如下步骤:步骤1:选定方案,预设定多种分量置换方案,分析多分量数据的特性,选择预定的多种分量置换方案之一,对数据进行分量置换;步骤2:对置换后分量数据进行至少包括分量空间转换的编码操作;步骤3:将分量置换和编码操作的结果写入压缩数据码流,压缩数据码流中至少包括表示选定方案是哪种方案所需要的部分或全部信息。本发明对多分量数据,按照预定规则,根据其特性,选择预定的多种分量置换方案之一进行分量置换,再对置换后的分量进行分量空间转换,起到减弱分量之间相关性的作用。

Description

一种对多分量数据的编码和解码方法
技术领域
本发明涉及数据编码和解码领域,尤其涉及到一种对多分量数据的编码和解码方法。
背景技术
随着人类社会进入人工智能、大数据、虚拟现实、增强现实、混合现实、云计算、移动计算、云-移动计算、超高清(4K)和特超高清(8K) 视频图像分辨率、4G/5G通讯的时代,对各种数据,包括大数据、图像数据、视频数据、以及各种新形态的数据,进行超高压缩比和极高质量的数据压缩成为必不可少的技术。
数据集是由数据元素(例如:字节、比特、像素、像素分量、空间采样点、变换域系数)组成的集合。
对数据集进行编码或解码(简称为编解码)时,通常将数据元素按照预定规则排序即规定前后顺序,依前后顺序进行编解码。
对排列成一定空间(一维、二维、或多维)形状的数据集(例如:一个一维数据队列、一个二维数据文件、一帧图像、一个视频序列、一个变换域、一个变换块、多个变换块、一个三维场景、一个持续变化的三维场景的序列),特别是二维或以上数据集进行数据压缩的编码(以及相应的解码)时,有时还把此数据集划分成若干具有预定形状和/或大小(即元素数目)的子集,称为整压缩单元,以整压缩单元为单位,以预定的顺序,一个一个整压缩单元地进行编码或者解码。在任一时刻,正在编码或者解码中的整压缩单元称为当前整压缩单元。正在编码或者解码中的数据元素(有时也简称为元素)称为当前编码数据元素或者当前解码数据元素,统称为当前数据元素,简称为当前元素。元素由N个分量(通常1≤N≤5)组成,因此数据集和整压缩单元也都由N个分量组成。
在数据集划分成整压缩单元的情形,排序的一种预定规则是首先对整压缩单元排序,再对每个整压缩单元内的元素排序。
在多分量即N>1数据的情形,数据的各分量之间通常具有较强的相关性。数据压缩中的一种常用手段是使用分量空间转换将数据从一种分量间相关性较强的分量空间转换成另一种分量间相关性较弱的分量空间,以提高后续熵编码的编码效率。
例如,在数据集是彩色的图像或图像的序列或视频的情形,图像元素即像素的原始分量空间通常是(R,G,B)即(红,绿,蓝)空间。R,G, B这三个分量之间通常有较强的相关性。因此,在图像和视频压缩中,通常首先进行分量空间转换,将(R,G,B)转换为分量间相关性较弱的统称为(Y,U,V)即(亮度,色度1,色度2)的分量空间。
现有技术中,最常用的从(R,G,B)到(Y,U,V)的转换包括下列通常称为YCbCr的转换:
Y=Kr*R+(1–Kr–Kb)*G+Kb*B,
U=p*(B–Y)=–p*Kr*R–p*(1–Kr–Kb)*G+p*(1–Kb)*B
V=q*(R–Y)=q*(1–Kr)*R–q*(1–Kr–Kb)*G–q*Kb*B
由于在摄像机摄取的自然图像和视频中,绿色(G)的成分通常最强,因此,在计算Y的公式中,G的权重最大,1–Kr–Kb远大于Kr和Kb。例如,在国际《ITU-R Rec.BT.709YCbCr》标准规范中,Kr=0.2126,Kb =0.0722,1–Kr–Kb=0.7152。
与传统的自然图像和视频不同,在计算机屏幕内容图像、互联网内容图像等各种新形态的图像和视频中,一般并没有绿色成分最强的规律。不少图像或者图像的一部分区域中,红色或蓝色的成分也可能强于其他颜色成分。
现有技术中,单纯使用分量空间转换并不能在各种场合都起到较大程度地减弱分量之间相关性的作用,影响了编码效率的提高。但是,实际上,对有些数据,在有些情况下,预测之后的数据的各样本之间仍然存在较强的相关性。现有技术忽略了这种相关性,影响了编码效率。
因此,我们有必要设计一种新的技术方案,以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种对多分量数据的编码和解码方法,对多分量数据,按照预定规则,根据其特性,选择预定的多种分量置换方案之一进行分量置换,再对置换后的分量进行分量空间转换,起到减弱分量之间相关性的作用。
本发明的上述技术目的是用过以下技术方案实现的:一种使用多种分量置换和分量空间转换的数据压缩方法,包括如下步骤:
步骤1:选定方案,预设定多种分量置换方案,分析多分量数据的特性,选择预定的多种分量置换方案之一,对数据进行分量置换;
步骤2:对置换后分量数据进行至少包括分量空间转换的编码操作;
步骤3:将分量置换和编码操作的结果写入压缩数据码流,压缩数据码流中至少包括表示选定方案是哪种方案所需要的部分或全部信息。
本发明的进一步设置为:所述多分量数据编码方法中,多分量数据有三个分量:第一分量、第二分量、第三分量,多种分量置换方案包括下列三种方案:
第一种方案:恒等置换即实际上不做分量置换的方案,
第二种方案:对调第一分量和第二分量的方案,
第三种方案:对调第三分量和第二分量的方案。
本发明的进一步设置为:包括如下步骤:
步骤1:选定方案,预设定多种分量置换方案,解析压缩数据码流,获取使用预定的多种分量置换方案中的哪种方案,对数据进行分量置换的信息;
步骤2:对压缩数据码流进行至少包括逆分量空间转换的解码操作,获得逆分量空间转换后分量逆置换前重构数据;
步骤3:使用所述选定方案对所述分量逆置换前重构数据进行分量逆置换。
本发明的进一步设置为:所述多分量数据解码方法中,多分量数据有三个分量:第一分量、第二分量、第三分量,多种分量逆置换方案包括下列三种方案:
第一种方案:恒等置换即实际上不做分量置换的方案,
第二种方案:对调第一分量和第二分量的方案,
第三种方案:对调第三分量和第二分量的方案。
综上所述,本发明具有以下有益效果:
通过上述对多分量数据的编码和解码方法,可以达到在各种场合都起到较大程度地减弱分量之间相关性的作用,影响了编码效率的提高。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。
本发明适用于对数据进行有损压缩的编码和解码,本发明也同样适用于对数据进行无损压缩的编码和解码。本发明适用于一维数据如字符串数据或字节串数据或一维图形或分维图形的编码和解码,本发明也同样适用于二维或以上数据如图像或视频数据的编码和解码。
本发明中,数据压缩所涉及的数据包括下列类型的数据之一或其组合:
一维数据;
二维数据;
多维数据;
图形;
分维图形;
图像;
图像的序列;
视频;
音频;
文件;
字节;
比特;
像素;
三维场景;
持续变化的三维场景的序列;
虚拟现实的场景;
持续变化的虚拟现实的场景的序列
像素形式的图像;
图像的变换域数据;
二维或二维以上字节的集合;
二维或二维以上比特的集合;
像素的集合;
单分量像素的集合;
三分量像素(R,G,B,A)的集合;
三分量像素(Y,U,V)的集合;
三分量像素(Y,Cb,Cr)的集合;
三分量像素(Y,Cg,Co)的集合;
四分量像素(C,M,Y,K)的集合;
四分量像素(R,G,B,A)的集合;
四分量像素(Y,U,V,A)的集合;
四分量像素(Y,Cb,Cr,A)的集合;
四分量像素(Y,Cg,Co,A)的集合。
本发明中,在原始数据是图像、图像的序列、视频等的情形,整压缩单元是图像或序列的一个编码区域或者一个解码区域,包括以下情形:序列、图像的序列、图像、图像的子图像、条带slice、片块tile、宏块、最大编码单元LCU、编码树单元CTU、编码单元CU、CU的子区域、子编码单元 SubCU、预测块、预测单元PU、PU的子区域、子预测单元SubPU、变换块、变换单元TU、TU的子区域、子变换单元SubTU。
实施例1:多分量数据编码方法,包括如下步骤:
步骤1:选定方案,预设定多种分量置换方案,分析多分量数据的特性,选择预定的多种分量置换方案之一,对数据进行分量置换;
步骤2:对置换后分量数据进行至少包括分量空间转换的编码操作;
步骤3:将分量置换和编码操作的结果写入压缩数据码流,压缩数据码流中至少包括表示选定方案是哪种方案所需要的部分或全部信息。
其中多分量数据由三个分量:第一分量、第二分量、第三分量,多种分量置换方案包括下列三种方案:
第一种方案:恒等置换即实际上不做分量置换的方案,
第二种方案:对调第一分量和第二分量的方案,
第三种方案:对调第三分量和第二分量的方案。
实施例2:多分量数据解码方法包括如下步骤:
步骤1:选定方案,预设定多种分量置换方案,解析压缩数据码流,获取使用预定的多种分量置换方案中的哪种方案,对数据进行分量置换的信息;
步骤2:对压缩数据码流进行至少包括逆分量空间转换的解码操作,获得逆分量空间转换后分量逆置换前重构数据;
步骤3:使用所述选定方案对所述分量逆置换前重构数据进行分量逆置换。
其中多分量数据由三个分量:第一分量、第二分量、第三分量,多种分量逆置换方案包括下列三种方案:
第一种方案:恒等置换即实际上不做分量置换的方案,
第二种方案:对调第一分量和第二分量的方案,
第三种方案:对调第三分量和第二分量的方案。
应用例1:
在多分量数据编码或者解码中,多分量数据是图像或图像序列或视频,
分量置换前,第一分量、第二分量、第三分量分别是R、G、B,
使用所述第一种方案进行分量置换运算后,第一分量、第二分量、第三分量仍然分别是R、G、B,
使用所述第二种方案进行分量置换运算后,第一分量、第二分量、第三分量分别是G、R、B,
使用所述第二种方案进行分量置换运算后,第一分量、第二分量、第三分量分别是R、B、G。
应用例2:
在多分量数据编码或者解码中,多分量数据是图像或图像序列或视频,有三个分量:第一分量、第二分量、第三分量,
分量置换前的第一分量、第二分量、第三分量分别是R、G、B,
所述多种分量置换以及对应的分量逆置换方案包括下列三种方案:
第一种方案:恒等置换即分量置换后的第一分量、第二分量、第三分量仍然分别是R、G、B,
第二种方案:分量置换后的第一分量、第二分量、第三分量分别是G、 B、R,
第三种方案:分量置换后的第一分量、第二分量、第三分量分别是B、 R、G。
应用例3:
在多分量数据编码或解码中,数据集划分为整压缩单元,各整压缩单元有各自的选定方案,即以整压缩单元为单位,使用预定的多种分量置换方案之一,称为选定方案,对一个整压缩单元内的所有数据进行编码方法或装置中的分量置换或者解码方法或装置中的分量逆置换。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (4)

1.一种多分量数据编码方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:选定方案,预设定多种分量置换方案,分析多分量数据的特性,选择预定的多种分量置换方案之一,对数据进行分量置换;
步骤2:对置换后分量数据进行至少包括分量空间转换的编码操作;
步骤3:将分量置换和编码操作的结果写入压缩数据码流,压缩数据码流中至少包括表示选定方案是哪种方案所需要的部分或全部信息。
2.根据权利要求1所述的一种多分量数据编码方法,其特征在于,所述多分量数据编码方法中,多分量数据有三个分量:第一分量、第二分量、第三分量,多种分量置换方案包括下列三种方案:
第一种方案:恒等置换即实际上不做分量置换的方案,
第二种方案:对调第一分量和第二分量的方案,
第三种方案:对调第三分量和第二分量的方案。
3.一种多分量数据解码方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:选定方案,预设定多种分量置换方案,解析压缩数据码流,获取使用预定的多种分量置换方案中的哪种方案,对数据进行分量置换的信息;
步骤2:对压缩数据码流进行至少包括逆分量空间转换的解码操作,获得逆分量空间转换后分量逆置换前重构数据;
步骤3:使用所述选定方案对所述分量逆置换前重构数据进行分量逆置换。
4.根据权利要求3所述的一种多分量数据解码方法,其特征在于,所述多分量数据解码方法中,多分量数据有三个分量:第一分量、第二分量、第三分量,多种分量逆置换方案包括下列三种方案:
第一种方案:恒等置换即实际上不做分量置换的方案,
第二种方案:对调第一分量和第二分量的方案,
第三种方案:对调第三分量和第二分量的方案。
CN201910389312.9A 2019-05-10 2019-05-10 一种对多分量数据的编码和解码方法 Pending CN110312136A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910389312.9A CN110312136A (zh) 2019-05-10 2019-05-10 一种对多分量数据的编码和解码方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910389312.9A CN110312136A (zh) 2019-05-10 2019-05-10 一种对多分量数据的编码和解码方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110312136A true CN110312136A (zh) 2019-10-08

Family

ID=68074592

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910389312.9A Pending CN110312136A (zh) 2019-05-10 2019-05-10 一种对多分量数据的编码和解码方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110312136A (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070237412A1 (en) * 2006-04-10 2007-10-11 Megachips Corporation Image encoding apparatus and image decoding apparatus
CN101653004A (zh) * 2007-04-04 2010-02-17 Nxp股份有限公司 从编码比特流选择性地解码预定数据单元的解码器
CN101945273A (zh) * 2009-07-01 2011-01-12 雅马哈株式会社 压缩编码装置和视觉显示控制装置
JP2011244285A (ja) * 2010-05-19 2011-12-01 Konica Minolta Business Technologies Inc 画像データ符号化方法
CN103069809A (zh) * 2010-08-25 2013-04-24 杜比实验室特许公司 扩展图像动态范围
CN105723706A (zh) * 2013-10-18 2016-06-29 Ge视频压缩有限责任公司 多分量图片或视频编码概念
CN105847842A (zh) * 2015-01-29 2016-08-10 同济大学 图像编码方法及装置、图像解码方法及装置
US20180131938A1 (en) * 2015-04-22 2018-05-10 Dolby Laboratories Licensing Corporation Signal reshaping and coding in the ipt-pq color space
CN108989819A (zh) * 2017-06-03 2018-12-11 上海天荷电子信息有限公司 各模式采用各自相应色彩空间的数据压缩方法和装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070237412A1 (en) * 2006-04-10 2007-10-11 Megachips Corporation Image encoding apparatus and image decoding apparatus
CN101653004A (zh) * 2007-04-04 2010-02-17 Nxp股份有限公司 从编码比特流选择性地解码预定数据单元的解码器
CN101945273A (zh) * 2009-07-01 2011-01-12 雅马哈株式会社 压缩编码装置和视觉显示控制装置
JP2011244285A (ja) * 2010-05-19 2011-12-01 Konica Minolta Business Technologies Inc 画像データ符号化方法
CN103069809A (zh) * 2010-08-25 2013-04-24 杜比实验室特许公司 扩展图像动态范围
CN105723706A (zh) * 2013-10-18 2016-06-29 Ge视频压缩有限责任公司 多分量图片或视频编码概念
CN105847842A (zh) * 2015-01-29 2016-08-10 同济大学 图像编码方法及装置、图像解码方法及装置
US20180131938A1 (en) * 2015-04-22 2018-05-10 Dolby Laboratories Licensing Corporation Signal reshaping and coding in the ipt-pq color space
CN108989819A (zh) * 2017-06-03 2018-12-11 上海天荷电子信息有限公司 各模式采用各自相应色彩空间的数据压缩方法和装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015120818A1 (zh) 图像编码、解码方法及装置
CN106464887A (zh) 图像解码方法及其装置以及图像编码方法及其装置
KR101946598B1 (ko) 이미지 코딩, 디코딩 방법 및 장치
CN105933708B (zh) 一种数据压缩和解压缩的方法和装置
CN104853211A (zh) 使用多种形式的参考像素存储空间的图像压缩方法和装置
CN106412579B (zh) 一种图像的编码、解码方法和装置
CN102378991B (zh) 用于编码的数据中的压缩增益的压缩域系统和方法
CN104754362B (zh) 使用精细划分块匹配的图像压缩方法
CN106937113A (zh) 基于混合色度采样率的图像压缩方法和装置
CN101653004A (zh) 从编码比特流选择性地解码预定数据单元的解码器
CN107483942B (zh) 视频数据压缩码流的解码、视频数据的编码方法及装置
CN105847842A (zh) 图像编码方法及装置、图像解码方法及装置
CN104935945B (zh) 扩展参考像素样值集的图像编码或解码方法
CN104918050B (zh) 使用动态排列重组的参考像素样值集的图像编解码方法
CN111757117A (zh) 对分量下采样格式数据进行串预测的数据编码和解码方法
CN108989819B (zh) 各模式采用各自相应色彩空间的数据压缩方法和装置
CN110290382A (zh) 一种残差数据编码和解码方法
CN111385555A (zh) 原始和/或残差数据用分量间预测的数据压缩方法和装置
CN110312136A (zh) 一种对多分量数据的编码和解码方法
CN108989807A (zh) 各分量采用各自相应数据排列格式的数据压缩方法和装置
CN113395515B (zh) 对分量下采样格式数据进行点预测的编码解码方法及装置
CN117241032A (zh) 采用多种采样格式的图像及其序列、视频压缩方法和装置
JP5432690B2 (ja) 画像符号化装置及びその制御方法
CN108989820A (zh) 各阶段采用各自相应色度采样格式的数据压缩方法和装置
CN115037927A (zh) 融合全色度与混合色度的图像编码和解码方法及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191008