CN117579842A - 一种基于块内预测的无损argb压缩方法 - Google Patents
一种基于块内预测的无损argb压缩方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117579842A CN117579842A CN202311625342.8A CN202311625342A CN117579842A CN 117579842 A CN117579842 A CN 117579842A CN 202311625342 A CN202311625342 A CN 202311625342A CN 117579842 A CN117579842 A CN 117579842A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- block
- prediction
- intra
- residual
- argb
- 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
Links
- 238000007906 compression Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 230000006835 compression Effects 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000005971 DNA damage repair Effects 0.000 description 7
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 208000037170 Delayed Emergence from Anesthesia Diseases 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 102000002706 Discoidin Domain Receptors Human genes 0.000 description 1
- 108010043648 Discoidin Domain Receptors Proteins 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000013144 data compression Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
- H04N19/593—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving spatial prediction techniques
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
- H04N19/169—Methods 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
- H04N19/17—Methods 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
- H04N19/176—Methods 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
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/42—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals characterised by implementation details or hardware specially adapted for video compression or decompression, e.g. dedicated software implementation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/90—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using coding techniques not provided for in groups H04N19/10-H04N19/85, e.g. fractals
- H04N19/91—Entropy coding, e.g. variable length coding [VLC] or arithmetic coding
Abstract
本发明公开了一种基于块内预测的无损ARGB压缩方法。本发明将输入图像块的四个通道分别通过块内预测进行预测，得到预测值；利用原像素值减去预测值得到预测残差；将得到的预测残差提供给残差编码器，利用小值优化变长编码对其进行编码，得到此块对应的残差码流，即完成当前图像块的编码；对每个通道重复此流程，直至所有图像块编码完成。本发明采用DPCM与MED预测相结合的方法进行预测，可以利用图像在两个方向上的冗余信息，达到更好的压缩效果；本发明边缘和水平方向的残差分组，可以充分利用图片数据的压缩潜力。
Description
技术领域
本发明属于数据压缩技术领域，具体是一种基于块内预测的无损ARGB压缩方法。
背景技术
在图像处理器(GPU)中的显示控制单元、深度单元和纹理单元，其需要实时地处理图像数据；以及多种视频编解码协议(HEVC,H.264,/AVC,MPEG-2)的编解码器(VC)中的参考帧存储单元，其需要存储参考帧的图像数据。目前，主流的显示分辨率有FHD和QHD，高端显示器的分辨率甚至达到了4K UHD和8KUHD。越高的分辨率意味着更高的存储数据大小，而由于GPU和视频编解码器中片上缓存cache的大小限制，这些图像数据都存储在片外的DDR中。因此，这些单元都需要与存储单元DDR频繁的读取与写入大量的数据。DDR存储器需要及时响应来自这些单元的数据访问请求。在大量读写参考帧数据时，DRR存储器的带宽无法满足实时的读取的需求，并且同时大量数据的读写操作，将会显著的增加系统功耗。
图像块压缩是当前解决存储访问带宽的主要方案。通过采用图像块压缩解压模块，对要存入DDR之前的图像块进行压缩处理，减少需要读取和写入的数据量，从而降低对DDR存储器的访问带宽的需求。对于GPU和视频编解码器，需要图像块压缩解压模块的处理速度快以及数据吞吐量大，从而才不会对GPU和视频编解码器处理图像的过程产生影响。因此，在图像块压缩解压算法设计时需要考虑其算法复杂度，较高的算法复杂度就会使得在压缩和解压的过程中产生很大的延迟。在使用图像块压缩技术之后，图像块的存储数据量将大大降低。
如图1所示，图像块压缩解压模块主要包括压缩器和解压器两部分。GPU或视频编解码器生成图像块数据，通过压缩器之后存入存储器中；当GPU或视频编解码器需要图像块数据时，需要将DDR存储器中的压缩数据通过解压器将数据解压后传送给GPU和视频编解码器。
现有的图像块压缩算法主要算法步骤分为两步，预测和熵编码。而熵编码又分为残差分组和编码，如图2所示。其中预测方式大多采取DPCM和均值的预测方式，同时采取N*N的分组方式和半定长的熵编码算法。然后这些预测方式在图像块平滑时，可以很好地预测每个像素点，但遇到纹理丰富的图像块时，其预测效果较差；同时对于残差的N*N分组方式，其并不是效率最高的分组方式。
发明内容
本发明针对图像块压缩中的预测方式和残差分组方式进行改进，提高预测性能和分组效率。
本发明所采取的技术方案如下：
将输入图像块的四个通道分别通过块内预测进行预测，得到预测值；
利用原像素值减去预测值得到预测残差；
将得到的预测残差提供给残差编码器，利用小值优化变长编码对其进行编码，得到此块对应的残差码流，即完成当前图像块的编码；
对每个通道重复此流程，直至所有图像块编码完成。
本发明的有益效果：
1)DPCM与MED预测相结合的方法进行预测，可以利用图像在两个方向上的冗余信息，达到更好的压缩效果；
2)边缘和水平方向的残差分组，可以充分利用图片数据的压缩潜力。
附图说明
图1为GPU/VC与DDR存储器交互示意图；
图2为现有技术中的图像块压缩方法；
图3为本申请实施例方法流程图；
图4为块内预测模型图；
图5为预测模式图；
图6为残差分组示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本申请实施例首先将输入的ARGB图像按照8*8大小的图像块进行划分，得到若干个相应图像块，随后对每个图像块分别预测编码。图像块的预测编码流程为：首先将输入图像块的四个通道分别通过块内预测进行预测，得到预测值；然后利用原像素值减去预测值得到预测残差；最后，将得到的预测残差提供给残差编码器，利用小值优化变长编码(SmallValue Optimized Variable Length Coding,SVO-VLC)对其进行编码，得到此块对应的残差码流，即完成当前图像块的编码。进一步，对每个ARGB通道重复此流程，直至所有图像块编码完成，如图3所示。
在一些实施例中，针对块内预测，如图4所示，将每个图像块分成3部分，第一部分是左上角的原始像素，不参与编码，第二部分是除去左上角像素的第一行，第一列的部分，第三部分是除去这些元素的所有像素，随后对这三部分像素采用不同的预测方式进行预测。
由于DPCM将图像像素按照某一种顺序串成一串逐个处理，其只能消除一个方向上的空间冗余。而对于实际的二维图像，DPCM并没有充分利用空间上的冗余。因此，本实施例采用DPCM与MED预测相结合的方法进行预测，对图像块的第一行以及第一列采用DPCM预测，即按顺序复制上一个像素；而对除去图像的第一行和第一列的区域采用MED预测，如图5所示，并根据下式计算像素的预测值。采用DPCM与MED相结合的方式，可以利用图像在两个方向上的冗余信息，达到更好的压缩效果。
其中a表示左边参考像素，b表示上边参考像素，c表示左上角参考像素，x表示预测像素。
在一些实施例中，针对残差分组：由于水平方向上的空间相关性较垂直方向的相关性更强，所以残差分组时将水平方向上相似分布的残差合并为一组，可以充分利用图片数据的压缩潜力，总共分成9个小组，如图6所示。
在一些实施例中，针对变长编码，在完成残差分组后，可以进行残差编码。对于熵编码过程，使用下表中所示的SVO-VLC码表，其利用小值残差块的编码潜力。
对于同一组残差，根据每一编码单元的最大绝对值来选择该组残差的表头。其中，对于当编码单元的残差全为0或残差最大值大于31时，采取特殊编码策略；前者仅对表头编码，而后者则对原像素值直接原样输出。
当表头确定后，全部采用定长的方式进行编码。
SVO-VLC码表
以上所述是本发明的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于块内预测的无损ARGB压缩方法，其特征在于：
将输入图像块的四个通道分别通过块内预测进行预测，得到预测值；
利用原像素值减去预测值得到预测残差；
将得到的预测残差提供给残差编码器，利用小值优化变长编码对其进行编码，得到此块对应的残差码流，即完成当前图像块的编码；
对每个通道重复此流程，直至所有图像块编码完成。
2.根据权利要求1所述的一种基于块内预测的无损ARGB压缩方法，其特征在于：输入图像块由ARGB图像按照8*8大小的图像块进行划分得到。
3.根据权利要求1所述的一种基于块内预测的无损ARGB压缩方法，其特征在于：所述的块内预测过程中是将每个图像块分成三部分进行预测。
4.根据权利要求1所述的一种基于块内预测的无损ARGB压缩方法，其特征在于：对图像块的第一行以及第一列采用DPCM预测；对除去图像的第一行和第一列的区域采用MED预测。
5.根据权利要求1所述的一种基于块内预测的无损ARGB压缩方法，其特征在于：在残差分组时，将水平方向上相似分布的残差合并为一组。
6.根据权利要求5所述的一种基于块内预测的无损ARGB压缩方法，其特征在于：对于同一组残差，根据每一编码单元的最大绝对值来选择该组残差的表头。
7.根据权利要求6所述的一种基于块内预测的无损ARGB压缩方法，其特征在于：对于当编码单元的残差全为0时，仅对表头编码；对于当编码单元的残差
最大值大于31时，则对原像素值直接原样输出。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311625342.8A CN117579842A (zh) | 2023-11-30 | 2023-11-30 | 一种基于块内预测的无损argb压缩方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311625342.8A CN117579842A (zh) | 2023-11-30 | 2023-11-30 | 一种基于块内预测的无损argb压缩方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117579842A true CN117579842A (zh) | 2024-02-20 |
Family
ID=89884241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311625342.8A Pending CN117579842A (zh) | 2023-11-30 | 2023-11-30 | 一种基于块内预测的无损argb压缩方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117579842A (zh) |
-
2023
- 2023-11-30 CN CN202311625342.8A patent/CN117579842A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI536811B (zh) | 影像處理方法與系統、解碼方法、編碼器與解碼器 | |
| CN101252694B (zh) | 基于块的视频解码的帧存储压缩和地址映射系统 | |
| CN105578190A (zh) | 应用于视频硬解码的无损压缩方法及系统 | |
| CN103888777B (zh) | 运动图像压缩解压缩装置 | |
| CN101527849B (zh) | 集成视频解码器的存储系统 | |
| US20050129129A1 (en) | Co-located motion vector storage | |
| US9894371B2 (en) | Video decoder memory bandwidth compression | |
| Lian et al. | Lossless frame memory compression using pixel-grain prediction and dynamic order entropy coding | |
| CN100579225C (zh) | 图像数据的存取和解码方法及解码装置 | |
| CN105472389B (zh) | 一种用于超高清视频处理系统的片外缓存压缩方法 | |
| US20070071099A1 (en) | External memory device, method of storing image data for the same, and image processor using the method | |
| CN101873490B (zh) | 图像处理方法和使用该方法的图像信息编码设备 | |
| US20160050431A1 (en) | Method and system for organizing pixel information in memory | |
| CN101707716A (zh) | 视频编码器和编码方法 | |
| CN105472442A (zh) | 一种用于超高清帧率上变换的片外缓存压缩系统 | |
| US7499493B2 (en) | Dual block motion vector storage in compressed form | |
| Lian et al. | Parallel content-aware adaptive quantization-oriented lossy frame memory recompression for HEVC | |
| US20150189333A1 (en) | Method and system for image processing, decoding method, encoder, and decoder | |
| CN104113759A (zh) | 视频系统、视频帧缓存再压缩/解压缩方法与装置 | |
| CN117579842A (zh) | 一种基于块内预测的无损argb压缩方法 | |
| CN1190518A (zh) | 用于解码与编码已压缩视频数据流的具有降低了存储器要求的方法 | |
| KR101602871B1 (ko) | 데이터 부호화 방법 및 장치와 데이터 복호화 방법 및 장치 | |
| Tsung et al. | Video encoder design for high-definition 3D video communication systems | |
| Yang et al. | An effective dictionary-based display frame compressor | |
| CN102625093B (zh) | 一种基于avs的帧间预测方法 |
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 |