CN1200857A - 数据压缩方法及装置 - Google Patents

数据压缩方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1200857A
CN1200857A CN96197915A CN96197915A CN1200857A CN 1200857 A CN1200857 A CN 1200857A CN 96197915 A CN96197915 A CN 96197915A CN 96197915 A CN96197915 A CN 96197915A CN 1200857 A CN1200857 A CN 1200857A
Authority
CN
China
Prior art keywords
image
fragment
compressed
picture
video telephone
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.)
Granted
Application number
CN96197915A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1148972C (zh
Inventor
保罗·威廉·科克肖特
道格拉斯·罗伯特·麦格雷格
理查德·约翰·弗赖尔
罗伯特·巴塞洛缪·兰伯特
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.)
Essence View Systems Ltd
Original Assignee
University of Strathclyde
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 University of Strathclyde filed Critical University of Strathclyde
Publication of CN1200857A publication Critical patent/CN1200857A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1148972C publication Critical patent/CN1148972C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • H04N19/90—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
    • H04N19/94—Vector quantisation
    • 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
    • H04N19/102—Methods 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
    • H04N19/103—Selection of coding mode or of prediction mode
    • H04N19/105—Selection of the reference unit for prediction within a chosen coding or prediction mode, e.g. adaptive choice of position and number of pixels used for prediction
    • 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
    • H04N19/134—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/146—Data rate or code amount at the encoder output
    • H04N19/15—Data rate or code amount at the encoder output by monitoring actual compressed data size at the memory before deciding storage at the transmission buffer
    • 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
    • H04N19/134—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/154—Measured or subjectively estimated visual quality after decoding, e.g. measurement of distortion
    • 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
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/189—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the adaptation method, adaptation tool or adaptation type used for the adaptive coding
    • H04N19/192—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the adaptation method, adaptation tool or adaptation type used for the adaptive coding the adaptation method, adaptation tool or adaptation type being iterative or recursive
    • 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
    • H04N19/60—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding
    • H04N19/61—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding in combination with predictive coding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
  • Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Abstract

一种压缩数字电信号形式象素阵列构成的图像画面的方法,此方法包括步骤:(a)提供一基准数据阵列作为将被压缩的原始数据阵列的第一近似;(b)将原始数据阵列分成一个或一个以上不同尺寸的单元;(c)为每个数据单元确定一个在其中包含的数据的压缩编码,其中压缩编码可以被解压缩以提供对该数据单元的近似;(d)选择一C压缩编码,当被解压缩并被加至基准数据阵列时,其相对于原始数据阵列给出最大改进;(e)将选择出的编码以非压缩形式加至基准数据阵列,并以压缩形式加至原始数据阵列的一压缩模型;(f)对余下的压缩编码循环地重复步骤(d)直到完成达到所要求的基准数据阵列的质量等级的或是完成压缩模型的最大数据量。

Description

数据压缩方法及装置
本发明涉及压缩数字电信号形式的数据阵列的方法和装置，尤其是数字编码图像序列的压缩。
最近已提出一些压缩数据阵列的技术，尤其是可分的影像序列图像或画面的二维图像的压缩。一些图像压缩技术采用已知的“向量分层”，其中构制成一基准碎块(例如，从一个或多个“库”图像中取的相对小的部分)代码簿。一幅将被压缩的图像被分成一定数量的碎块并从代码簿中为每块图像碎块选择的相匹配(即，相似的)基准碎块。用于每个被选出的基准碎块的代码簿索引与相对应的那些图像的位置向量(即，在原始图像中他们的位置)一起被存储在代码簿中，从而给出该图像的压缩模型。这种对每个图像碎块的编码称为‘压缩编码’。只要代码簿的复制件是可用的，就可以通过使用存储的代码簿索引去恢复所需要的基准碎块组，并利用分别存储的图像碎块位置向量将这些基准碎块插入一图像画面中，而构成原始图像的相似图像。压缩可实现的等级是图像所分成的图像碎块的尺寸的函数，较大的碎块允许较高的压缩。
应承认对于大多数图像，图像的某些区域所含内容将比其它区域更详细，如果图像分成的碎块是要求实现高压缩的尺寸，那么图像的详细的区域将不可能在压缩的模型中充分地表现出来。因此，提出了在所含内容相对较少或不很细致的图像区域应由较大碎块表示的同时，包含很详细内容图像的区域应由相对较小的碎块表示。这种处理涉及到使用从代码簿中识别的第一等级的碎块临时地重组一幅图像。这就给出了一幅能够以阶段方式改进的基准图像。应理解这个临时的图像代表了该压缩图像的一个解压版本。为了识别需要用较小的碎块代表的详图区域，在每个新的大基准碎块被加到压缩图像后，该相应的临时图像与原始图像比较以识别原始图像中与临时图像区别最大的区域。然后包含这个区域的图像碎块被再分成较小的图像块，并且为这些新增加的图像碎块从代码簿中识别基准碎块。然后将识别出的基准碎块的代码簿索引和位置向量加到该压缩模型。这个过程循环地征重复直到临时图像达到所要求的质量等级或是压缩模型的数据量达到某一最大门限值时为止。
这种最大差别近似所存在的一个问题是，因为代码簿必定是有限量的，所以在某些情况下很难为图像的某些区域找到接近的对比物。适当的处理时间和压缩图像中的存储空间可以提供给原始图像的模拟区域，不过识别是由压缩图像较差地模拟的，且由于代码簿的限制，原始图像不可能被满意的模拟出。
本发明的目的是克服或至少减轻这些已有的数据压缩处理技术的一个缺点。
本发明的另一目的是提供一种数据压缩方法和优化压缩数据特性的装置。
本发明的第一方面是提供一种压缩数字电信号形式的数据项阵列的方法，此方法包括步骤：
(a)提供一基准数据阵列作为将被压缩的原始数据阵列的第一近似；
(b)将原始数据阵列分成一个或一个以上不同尺寸的单元；
(c)为每个数据单元确定一个在其中所包含的数据的压缩编码，其中压缩编码可以被解压缩以提供对该数据单元的近似；
(d)选择一压缩编码，当其被解压缩并被加至基准数据阵列时，该选出的压缩编码相对于原始数据阵列能给出最大改进；
(e)将选择出的编码以非压缩形式加至基准数据阵列，并以压缩形式加至原始数据阵列的一压缩模型；
(f)对余下的压缩编码循环地重复步骤(d)直到实现所要求的基准数据阵列的质量等级的或是实现一最大数据量的压缩模型。
本发明集中点在于那些能够改进并且改进最优的基准数据阵列的那些区域。这与已知的压缩处理形成对照，已知的压缩处理经常是集中在不太可能改进的区域或是仅能稍作改进的区域。
确定每一数据单元压缩编码的步骤(c)可以包括检索基准数据单元的代码簿，在代码簿中每个基准单元分配有一唯一的代码簿索引，以找到最相匹配的基准单元。换句话说，这个步骤可能包含确定一些其它合适的模型，例如，对每个单元的一离散余弦变换(DCT)或离散傅立叶变换(DFT)。
这步骤(d)中选择的压缩编码，当以未压缩形式并在步骤(d)中被选择时，其在基准数据阵列中产生很大改进。可通过下面步骤对其识别：首先确定每个所述的数据单元和未压缩形式的各自的压缩编码之间的误差ε1；确定每个所述数据单元和各自的基准数据阵列单元间的误差ε2；并选择最大化ε1-ε2的压缩模型。在一个实例中，误差ε1-ε2可以被计算作为那些比较数据单元的各个项目间的总平方差。
虽然本发明可以应用于任何数字数据的压缩，例如语音信号和大气中的3D(三维)压力变化，但是本发明特别适用于包括象素阵列的二维图像的压缩，每个象素具有象素强度值。通常，数据单元包括相邻象素碎块。虽然碎块可以通过在单一等级上均匀分割图像而产生，而作为一种变化，图像也可以任意地在两个或更多的等级上分割以产生几组重叠和/或不同的尺寸形状的碎块。当然，重叠碎块的产生可能是特殊的优点，由于它减少或消除了可能对解压缩图像造成“马赛克”效果的边缘造型。压缩模型或为重叠碎块产生的基准碎块用预定标准在基准图像中组合。例如，重叠区域可以从重叠象素强度的加权组合中得到。换句话说，可以从哪个碎块中选择象素提供一个规则，致使象素能够以未重叠方式组合。
在一个图像被子分为两级或更多级的不同尺寸的碎块时，这种情况是可能的，即一基准碎块可以被选择用于加至其碎块完全或部分地遮住前面选择的基准图像。在全部遮住时，前面选择的碎块可以从基准图像中除去。然而，在部分遮住时，适当的是确定该部分被遮住的碎块是否应被一替换的碎块代替(或以同样方式变换)以便更好的近似没被遮住的部分。换句话说，当那么做图像的质量能改善或者质量的下降远大于通过在图像画面另一区中插入基准图像的某一基准碎块而获得的质量提高，那么该部分遮住的碎块可以从基准图像中完全去除。
本发明的应有可以扩展到视频图像的压缩和传送(例如，用于激光盘CD或录影带媒体)，尤其是可视电话之间视频图像的压缩和传送。在本发明的实施例中，在步骤(a)提供的基准数据阵列是任意图像，例如一无变化的方块图像，该基准图像被存在发送可视电话的存储器中和接收可视电话的存储器中。从将由电话摄像机捕获的第一帧图像画面获得的图像碎块的压缩编码被循环加至缓冲存储器并同步地以非压缩形式加至发送可视电话的存储器中的基准图像，直到一预定量的数据被保存在缓冲存储器中为止。然后将在缓冲存储器中的数据发送到接收可视电话。
在捕获第一帧图像画面之后的某一时间间隔(摄像机“更新率”或它的倍数)，发送可视电话将捕促第二帧图像画面。如果这个时间间隔相对短，例如0.1秒，那么这个接下来的图像画面很可能将与第一图像画面相似，并因此而仅有非实质的变化需要更新接收可视电话的显示。那么完全地放弃已经发送到接收可视电话的图像数据并再次开始压缩处理将是效率相当低的。相反，通过重复步骤(d)，在第一图像画面的压缩过程中修改初始的基准图像可以为第二图像画面形成一个新的基准图像画面。接着步骤(b)和(c)的执行，重复应用步骤(d)来识别那些非压缩式的压缩编码以减少新的基准图像画面与第二图像画面之间的误差。这些压缩编码被存储在缓冲存储器中直到达到所要求的数据级，在此基础上这些压缩编码被发送到接收可视电话以更新在其上所显示的图像画面。应理解已变化的捕获的图像画面的那些区域对图像改善将是最敏感的，而且在步骤(d)识别的压缩编码将趋向于与这些区域对应。
在压缩编码是通过检索基准碎块代码簿得到的情况下，代码簿可以是用已有技术中的任何一种所构成。代码簿最好包括多组不同尺寸的碎块。例如，代码簿可包括一组大的碎块(例如，64×64象素)一组中间碎块(16×16象素)，一组小碎块(8×8象素)，以便与将被压缩图像的要被分割的碎块尺寸相匹配。
为了提高压缩模型的质量，来自代码簿比较碎块的识别可以包含如利用旋转或反射来变换基准碎块或图像碎块。为提高匹配所需的变换将用图像碎块位置向量和代码簿索引存储作为部分压缩模型。相类似的，可以对图像和基准碎块的亮度和对比度取准，用产生的取准常数形成部分压缩模型。
在将被压缩的图像是一序列视频图像画面中的一画面的情况下，而且连续的画面之间景色成分是运动的情况下，通过从前面的画面的压缩模型(非压缩形式)的一相邻部分取出一碎块，则能够得到对含有移动成分或其一部分的一图像碎块的一很好的近似。因此该压缩方法包括在执行代码簿的检索之前，临时性地将从前面画面的压缩模型中取出的碎块加到代码簿，或加到辅助代码簿。为了缩短检索时间，检索可以限制到从前面画面的压缩模型的区域取出的碎块，该前面画面是与要进行检索的图像碎块相邻的画面。
应认识到，在一静止物或接近静止物的背景前面移动的一物体，例如人，可能是连续地遮住或未遮住背景部分。因此在辅助代码簿中存储从在将被压缩的画面之前的许多画面中得到的碎块是适当的这个原理还可以扩展，以致为可视电话‘通话’开始前的辅助图像产生一代码簿。这个辅助图像通常将是要安排的主叫用户前面的背景。当然，如果合适的话也可使用多个辅助图像。
另一个开发是对于从辅助图像中取出的旗标碎块，使得它们由此而能被接收可视电话认识。这个旗标能允许解压算法将代码簿查找操作转向至允许主叫者出现在某一替代背景前面的一‘代用’背景代码簿，例如，在实际设置的他或她前面是一棕榈镶嵌的海滩而不是木板房的墙壁。
根据本发明的第二方面，提供一种用于压缩数字电信号形式的数据项阵列的装置，该装置包括一数字计算机，如已知的类型，该计算机设置为运行一个具体化出自上述本发明第一方面的方法的程序。
为了更好的理解本发明和体现本发明可以有效的实施，将参照附图用实例的方式描述本发明的一个实施例，附图中示出了将被压缩成多层图像碎块的一图像画面的组合部分。
首先考虑由常规象素组成的一两维图像画面，每个象素有一象素强度。压缩处理中的和第一阶段是通过从一个或多个库图像画面中取出基准碎块以产生代码簿。这些库图像画面最好包括将要压缩的图像画面中可能包含的特征。一典型的代码簿将包含不同尺寸的几百个基准碎块，例如一组32×32象素的碎块，一组16×16象素的碎块，及一组8×8象素的碎块，每一个碎块是由一唯一的代码簿索引识别的。每个基准碎块是通过在该碎块内确定象素的平均强度和从每个象素的强度值中减去平均值而取准亮度的。相类似地，碎块是通过用在亮度取准后的那个碎块中的最大绝对强度值除在一碎块内的每个象素的强度值来取准对比度。因此，每个碎块象素强度值将在-1和+1之间。
将要被压缩的图像被子分成第一等级的邻接数据单元阵列或图像碎块(每一碎块具有唯一的位置向量)。对于一包含512×512象素的图像，这些碎块将是32×32象素大小，以致使该图像被分成256个大图像碎块。然后该图像以不同等级再子分成两次，以提供一组16×16象素碎块和一组8×8象素碎块。子分部分是致使8×8象素碎块重叠16×16象素碎块的边缘。且16×16象素碎块重叠32×32象素碎块。这种排列在附图中给出了图示说明，为了说明方便省略了子分等级中的一级。每个图像碎块被分配给一个位置向量，它可以方便地定在碎块中心图像位置。
所有的图像碎块如上所述的对亮度和对比度取准致使象素强度在-1和+1之间。对每一个取准的象素，在代码簿中检索相对应的尺寸项以识别哪一个最接近该图像碎块。对一黑白图像，检索可以是通过使用均方差近似将选择的图像碎块的每一象素与每一基准碎块的相应象素进行比较来进行的(对彩色图像比较每一颜色强度)。换句话说，为了求计算所需量的最小值，对每个基准和图像碎块可以计算某个或某些共同的特性。并通过比较这些共同的特征进行检索。这类检索策略之一在W095/20296中被加以描述。
每个匹配基准碎块的代码簿索引和该匹配基准碎块的位置向量和亮度和对比度取准常数一起存储作为压缩编码。对于在一起的匹配的每个代码簿基准碎块和图像碎块对，这两个碎块间误差涉及到提供一组误差ε1。一种适用的误码差测量是各个象素阵列之间的方差。这个方法需要将从其它象素中减去和相对应象素的强度，及产生的差值平方及总和。
此压缩方法包含有提供某一任意基准图像画面，即使该任意基准图像画面很差。它也可以作为将被压缩图像画面的第一近似画面。上述的误差计算操作对图像碎块和从基准图像画面中取出的各个相对应尺寸区域进行的，以致于得到基准图像画面和将要压缩画面之间的一组实际误差。然后将这组误差与为基准碎块所得到的那组误差进行比较。
通过此比较，如果将其加到基准图像中，那么将导致误差最大的减小(即，使图像质量最大的改进)的那个代码簿基准碎块被识别出。此相对应的压缩编码被存储在一压缩图像模型中。此外，基准图像是通过对其增加选择的基准碎块更新的。
这个处理过程循环地重复致使基准碎块被连续地加到基准图像画面，导致基准图像画面质量的逐步提高。同时，压缩的编码被加到压缩模型。应注意到对于测量改进所采用总的平方误差将往往会优先于较小的碎块去增加大基准碎块，虽然不会总是这种情况。循环通常会继续直到基准图像画面的质量达到某一可接受的门限值为止，例如，达到确保在任何一点基准图面和原始图像画面之间的误差不超过一门限值。换句话说，该过程可以持续到包含在压缩图像模型中的数据量达到某一门限值时为止。
已注意到上述的图像压缩方法可以被用于压缩‘静止’二维图像或压缩一组形成影象序列的图像序列的图像画面。特别适用此方法的一个应用是可视电话间视频图像的传送。在可视电话的概念已提出多年的同时，在可视的商业成功由于可视电话上显示的图像质量差而在实际使用中受到限制。这较差的图像质量是由于传输信道上可接受的很低的信号带宽与当前压缩技术可用的不适当的质量、显示和帧率的组合而造成的。
对现有传输系统的一个改进是使用上面所详述的方法压缩将被传送的每一帧图像。然而，由于认识到影象序列的连续图像间的变化可能是很小的，这就可以实现一个非常大的改善。通常，可视电话操作者的背景将是保持在静止状态，而同时操作者的头和部特征在画面之间有某一小的延伸变化。
上述方法如下所述地应用于可视电话信号的传送。由发送可视电话捕获的第一画面是如上所述的用存储在一存储器中的某一初始任意基准图像画面压缩。同样的基准图像画面也被存储在接收可视电话的缓冲存储器中。如前面所述的获得一组压缩编码并存储在缓冲存储器中直到升至预定的数据限制，该预定数据限制是由传输信道的信号带宽和图像序列所要求的帧率确定的。然后该数据从缓冲存储器中传送到接收可视电话，并在那里译码并加到基准图像用于显示。该数据还被加至存储在该发送可视电话的存储器中的基准图像画面中。
在发送可视电话正在压缩第一帧捕获画面时，它的摄象机捕获第二帧图像画面。在第一组碎块数据传输之后，压缩处理过程重复且这次寻找相对于第二图像捕获图像画面将给出最好的改善的‘新’基准图像的碎块。这些碎块的压缩编码在向接收可视电话传输之前再为每一新捕获的画面重复此处理过程。致使在捕获的图像画面中基准图像画面连续跟踪变化。
应认识到上面所描述的实施例可能做出的改动并没有脱离本发明的范围。
对可视电话设备可能做的一种改动形式包含以一个或多个等级从每个基准图像画面取出碎块，并将这些碎块临时加到在每一画面更新传输后更新的一辅助代码簿中。这个处理过程将在传输线的两端进行。如果在一个序列的画面之间产生运动的景色成分，那么最好的改善当前基准画面的那个基准碎块将可能是从前面一个图像画面的相邻区域取出的一个碎块。且因此这些将从辅助代码簿中减去。为一给出的图像碎块检索的辅助代码簿的项目可以限制为从某一基准图像取出的那些项目，该基准图像与为其进行检索的图像碎块相邻。
另一个改变形式包含从辅助图像中取出图像碎块，并将这些碎块加到代码簿或辅助代码簿。当可视电话刚接通且电话主叫者还没有位于可视的背景前时，可以捕获到这样一幅辅助图像。这些附加的碎块将在开始电话交谈之前被传送到接收可视电话。应看到，在交谈期间，移动的主叫者不断地遮住或让开背景区域，而且本压缩算法将能够为其后未遮住的区域从辅助图像中发现高质量匹配图像碎块。在交谈期间该辅助图像可以被更新，例如，加上“新的”静止物体。通过用旗标标出基准碎块，能够在接收可视电话端将真背景替代为一替代背景。在背景中运动的检测也可以用于补偿对应于摄象机的图像跳动捕获的那些画面。

Claims (15)

1、一种压缩数字电信号形式的数据项阵列的方法，其特征在于它包括步骤：
(a)提供一基准数据阵列作为将被压缩的原始数据阵列的第一近似；
(b)将原始数据阵列分成一个或一个以上不同尺寸的单元；
(c)为每个数据单元确定一个在其中所包含的数据的压缩编码，其中压缩编码可以被解压缩以提供对该数据单元的近似；
(d)选择一压缩编码，当其被解压缩并被加至基准数据阵列时，该选出的压缩编码相对于原始数据阵列能给出最大改进；
(e)将选择出的编码以非压缩形式加至基准数据阵列，并以压缩形式加至原始数据阵列的一压缩模型；
(f)对余下的压缩编码循环地重复步骤(d)直到实现所要求的基准数据阵列的质量等级或是实现压缩模型的最大数据量。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(c)包括检索基准数据单元的代码簿，用于找出最接近匹配的基准单元，在代码簿中每个基准单元分配有一唯一的代码簿索引，该压缩代码包括识别的基准数据单元的索引。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(c)包括为每一数据单元确定一离散余弦变换(DCT)或离散傅立叶变换(DFT)，该压缩的编码包括该确定的变换。
4、根据前面的权利要求中的任何一项，其特征在于在基准数据阵列中产生最大改善并且在步骤(d)中被选择的压缩编码是以下述步骤识别：确定每个所述的数据单元和非压缩形式的各自的压缩编码之间的误差ε1；确定每个所述数据单元和基准数据阵列的相应单元之间的误差ε2；并选择给出误差最大减少的压缩代码。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于该误差ε1，ε2是比较的数据单元各自的项目的总平方差。
6、一种包括象素阵列的二维图像的压缩方法，其特征在于每个象素具有象素强度值，使用了前述任何一个权利要求的方法。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述的数据单元包括邻接象素的碎块。
8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述图像是被分在两个或更多等级上以产生几组重叠和/或不同尺寸或形状的碎块，为重叠碎块引出的压缩的编码利用一预定的标准以非压缩的形式组合在基准图像中。
9、一种在一对可视电话间传输视频影象的方法，其特征在于使用权利要求6至8中的任何一种方法。
10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于在步骤(a)提供的基准数据阵列是存储在发送可视电话的存储器中和接收可视电话的存储器中的一任意图像，本方法包括下列步骤：
(1)为将要被发送可视电话捕获的第一帧图像画面执行步骤(a)至(e)，其中所述的压缩的模型被存储在可视电话的缓冲存储器中；
(2)将压缩的模型发送到接收可视电话；
(3)为被发送可视电话捕获的第二帧图像画面执行步骤(a)至(e)，在步骤(1)中获得的修改的基准图像画面为步骤(a)提供基准图像；
(4)将产生的压缩模型发送到接收可视电话；
(5)为被发送可视电话捕获的第三帧和其后获得的图像画面重复步骤(3)和(4)。
11、根据权利要求10所述的方法，其特征在于包括步骤：
接收可视电话接收并解压首先传送的压缩模型；
显示解压的模型并将作为基准图像存储在接收可视电话的存储器中；
按每个接在其后的接收的压缩模型更新该基准图像并存储和显示产生的结果。
12、根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于在附加到权利要求2时，包括在进行检索代码簿之前，将从每一画面得到的最终基准图像中取出的碎块临时地加到所述代码簿或一辅助代码簿。
13、根据权利要求12所述的方法，其特征在于所述代码簿检索被限制于从前面一帧画面的基准图像区域取出的碎块，所述的碎块是与要被进行检索的该图像碎块相邻的。
14、根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，在代码簿中存储从将要压缩的画面之前的多个画面中获得的碎块。
15、用于压缩数字电信号形式的数据项阵列的装置，其特征在于该装置包括一个数字计算机，例如已知型号的计算机，该数字计算机设置为运行具体化前面任何一种画面结构的方法的程序。
CNB961979151A 1995-10-27 1996-10-22 数据压缩方法 Expired - Lifetime CN1148972C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9522077.8 1995-10-27
GBGB9522077.8A GB9522077D0 (en) 1995-10-27 1995-10-27 Data compression

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1200857A true CN1200857A (zh) 1998-12-02
CN1148972C CN1148972C (zh) 2004-05-05

Family

ID=10783022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB961979151A Expired - Lifetime CN1148972C (zh) 1995-10-27 1996-10-22 数据压缩方法

Country Status (11)

Country Link
US (1) US6049632A (zh)
EP (1) EP0861561B1 (zh)
JP (1) JPH11513866A (zh)
KR (1) KR100441502B1 (zh)
CN (1) CN1148972C (zh)
AT (1) ATE248485T1 (zh)
DE (1) DE69629715T2 (zh)
ES (1) ES2206596T3 (zh)
GB (2) GB9522077D0 (zh)
HK (1) HK1000582A1 (zh)
WO (1) WO1997016026A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100397866C (zh) * 2001-12-06 2008-06-25 佳能株式会社 图像处理装置、图像处理方法
CN101282406A (zh) * 2001-12-06 2008-10-08 佳能株式会社 图像处理装置
CN103442266A (zh) * 2013-08-16 2013-12-11 北京视博数字电视科技有限公司 一种获得图像源数据的方法与装置

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6167153A (en) 1998-07-20 2000-12-26 Xerox Corporation Method of compressing JPEG files
GB2341745A (en) * 1998-09-10 2000-03-22 Snell & Wilcox Ltd Image encoding
US6792154B1 (en) 1999-10-07 2004-09-14 World Multicast.com, Inc Video compression system and method using time
GB0002623D0 (en) * 2000-02-05 2000-03-29 Res Councils Improvements in or relating to data compression
GB2364843A (en) 2000-07-14 2002-02-06 Sony Uk Ltd Data encoding based on data quantity and data quality
GB2370188A (en) 2000-11-01 2002-06-19 Orange Personal Comm Serv Ltd Mixed-media telecommunication call set-up
JP2004015501A (ja) * 2002-06-07 2004-01-15 Nec Corp 動画像符号化装置および動画像符号化方法
US20040202326A1 (en) * 2003-04-10 2004-10-14 Guanrong Chen System and methods for real-time encryption of digital images based on 2D and 3D multi-parametric chaotic maps
US7647182B2 (en) * 2004-07-15 2010-01-12 Baker Hughes Incorporated Apparent dip angle calculation and image compression based on region of interest
US7283910B2 (en) * 2004-07-15 2007-10-16 Baker Hughes Incorporated Incremental depth measurement for real-time calculation of dip and azimuth
US7200492B2 (en) * 2004-07-15 2007-04-03 Baker Hughes Incorporated Apparent dip angle calculation and image compression based on region of interest
US7564874B2 (en) 2004-09-17 2009-07-21 Uni-Pixel Displays, Inc. Enhanced bandwidth data encoding method
US7295928B2 (en) * 2004-10-21 2007-11-13 Baker Hughes Incorporated Enhancing the quality and resolution of an image generated from single or multiple sources
KR100640063B1 (ko) * 2005-02-18 2006-10-31 삼성전자주식회사 외부조도를 고려한 영상향상방법 및 장치
US7272504B2 (en) * 2005-11-15 2007-09-18 Baker Hughes Incorporated Real-time imaging while drilling
US8958604B2 (en) 2013-03-25 2015-02-17 Schlumberger Technology Corporation LWD real-time borehole image transmission
WO2014175617A1 (ko) 2013-04-23 2014-10-30 ㈜ 소닉티어 직접 오디오 채널 데이터 및 간접 오디오 채널 데이터를 이용한 스케일러블 디지털 오디오 인코딩/디코딩 방법 및 장치
KR101421201B1 (ko) * 2013-04-23 2014-07-22 한국산업은행 비압축 오디오 채널 데이터 및 압축 오디오 채널 데이터를 이용한 스케일러블 디지털 오디오 인코딩/디코딩 방법 및 장치
GB2543492B (en) * 2015-10-16 2021-11-10 Digital Barriers Services Ltd Data Compression
KR102320496B1 (ko) * 2018-12-07 2021-11-02 울산과학기술원 이미지 처리 장치 및 방법
CA3148738A1 (en) * 2019-07-31 2021-02-04 Nanogrid Limited Systems and methods for automated control of electronic devices on basis of behavior
CN111968059B (zh) * 2020-08-27 2024-03-08 李松涛 一种多补丁匹配的金相图修复方法及装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2583043B2 (ja) * 1984-12-06 1997-02-19 大日本スクリ−ン製造株式会社 画像データ圧縮装置
US4797741A (en) * 1985-08-28 1989-01-10 Canon Kabushiki Kaisha Information signal transmission system
JPS62100077A (ja) * 1985-10-28 1987-05-09 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 符号化方法および装置
JP2532909B2 (ja) * 1987-02-25 1996-09-11 富士写真フイルム株式会社 ベクトル量子化による画像デ―タの圧縮装置
DE3820037A1 (de) * 1988-06-13 1989-12-14 Ant Nachrichtentech Bildcodierverfahren und einrichtung
DE3837590A1 (de) * 1988-11-05 1990-05-10 Ant Nachrichtentech Verfahren zum reduzieren der datenrate von digitalen bilddaten
JP3005007B2 (ja) * 1989-12-21 2000-01-31 キヤノン株式会社 画像符号化装置
JP2800633B2 (ja) * 1993-04-30 1998-09-21 富士ゼロックス株式会社 画像符号化装置
JPH07170521A (ja) * 1993-12-15 1995-07-04 Canon Inc 画像処理装置
US5457495A (en) * 1994-05-25 1995-10-10 At&T Ipm Corp. Adaptive video coder with dynamic bit allocation

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100397866C (zh) * 2001-12-06 2008-06-25 佳能株式会社 图像处理装置、图像处理方法
CN101282406A (zh) * 2001-12-06 2008-10-08 佳能株式会社 图像处理装置
CN101282406B (zh) * 2001-12-06 2013-03-06 佳能株式会社 图像处理装置
CN103442266A (zh) * 2013-08-16 2013-12-11 北京视博数字电视科技有限公司 一种获得图像源数据的方法与装置
CN103442266B (zh) * 2013-08-16 2017-02-08 北京视博数字电视科技有限公司 一种获得图像源数据的方法与装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE69629715T2 (de) 2004-07-08
WO1997016026A1 (en) 1997-05-01
GB2306840B (en) 1999-12-01
KR100441502B1 (ko) 2004-10-15
GB9621982D0 (en) 1996-12-18
ES2206596T3 (es) 2004-05-16
DE69629715D1 (de) 2003-10-02
US6049632A (en) 2000-04-11
GB9522077D0 (en) 1996-01-03
CN1148972C (zh) 2004-05-05
EP0861561B1 (en) 2003-08-27
EP0861561A1 (en) 1998-09-02
KR19990067106A (ko) 1999-08-16
ATE248485T1 (de) 2003-09-15
GB2306840A (en) 1997-05-07
JPH11513866A (ja) 1999-11-24
HK1000582A1 (en) 2000-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1148972C (zh) 数据压缩方法
Sneyers et al. FLIF: Free lossless image format based on MANIAC compression
US9813707B2 (en) Data pruning for video compression using example-based super-resolution
US8416847B2 (en) Separate plane compression using plurality of compression methods including ZLN and ZLD methods
EP0873653B1 (en) Feature-based video compression method
FI92272B (fi) Kuvansiirtojärjestelmän tiivistyskoodausmenetelmä
US6603814B2 (en) Video compression scheme using wavelets
EP0836328A2 (en) A coding method for a video signal
US20060067408A1 (en) General purpose compression for video images (RHN)
CN112383781A (zh) 参考块的位置决定其重构阶段的块匹配编解码方法和装置
JP2003520531A (ja) イメージをコード化する方法およびイメージコーダ
JPH07288474A (ja) ベクトル量子化符号化装置と復号化装置
EP1195696A2 (en) Image retrieving apparatus, image retrieving method and recording medium for recording program to implement the image retrieving method
WO2003065708A1 (en) Coder matched layer separation for compression of compound documents
CN1166211C (zh) 根据有效参考运动矢量数对一运动矢量进行编码的方法和装置
CN1155256C (zh) 使用分级图象分割技术编码视频信号的装置
EP1324618A2 (en) Encoding method and arrangement
US5838831A (en) Compression of image data with retaining cost data for each compressed image block
US7424130B2 (en) Coding apparatus and method, decoding apparatus and method, data processing system, storage medium, and signal
CN1210429A (zh) 编码二进制形状信号的方法
KR20020075956A (ko) 장면전환 검출방법
EP1202576A2 (en) Method and apparatus for encoding and decoding images
CN1078795C (zh) 用在图象编码系统中的改进的运动补偿方法
CN1140129C (zh) 用于重构轮廓图象解码器中轮廓的方法及装置
US6553139B1 (en) Computer-assisted process and device for processing the image points of an image segment

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: BENZHI VIEW SYSTEM CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: UNIV. OF STRATHCLYDE

Effective date: 20140819

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20140819

Address after: Glasgow City

Patentee after: Essence view Systems Ltd

Address before: Glasgow City

Patentee before: Univ. of Strathclyde

CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20040505

EXPY Termination of patent right or utility model