TWI441458B - 一序列資料框之有效率編碼及解碼 - Google Patents

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Description

一序列資料框之有效率編碼及解碼
本發明一般係關於數位訊號處理，尤其係關於一系列資料框的有效編碼/解碼。
編碼一般係關於根據一種方式(編碼方式)轉換數位值，如此該編碼資料可在可接受的誤差等級內重新轉換回原始數位值。這種重新轉換回復稱為解碼。
在此有許多其中存在有一系列資料框的情況。一般而言，每個資料框都包含多個值。例如：產生一系列視訊框，同時擷取有興趣的場景影像。每一視訊框可看待成包含多重像素值，每一像素值代表該擷取影像的一點/一部分。
這種資料框通常會先編碼，然後解碼。一般執行編碼來呈現出壓縮格式的資料，並且執行解碼來再次恢復原始資料。用壓縮格式來呈現具有許多優點，像是所需儲存空間減少、傳輸需求下降等等。
業界有一需要在執行編碼及/或解碼時，同時減少一或多項資源需求，像是計算、記憶、功率等等。
 1.概觀
本發明領域執行每一系列框架內數位值的轉換，將相同轉換施加於預設資料，然後執行兩轉換結果相減。
在具體實施例內，已選取預測方式，如此產生較少差異值的元素，並且在可預測的位置內產生差異值。該轉換方式經過選取，如此輸出明確地在輸入資料內呈現變數並且滿足分配屬性，即是T(A+B)=T(A)+T(B)，其中T代表轉換運算，A和B代表個別資料輸入集。
結果，資料可有效進行編碼。解碼也可根據相同原理，但是具有轉換方式的顛倒。在具體實施例內，使用該等技術來編碼與解碼(在一般代碼內)一系列視訊框架。
下面將參考圖式範例來描述本發明的許多領域。吾人應該瞭解，提出許多特定細節、關係以及方法以對本發明有通盤瞭解。不過精通此技術的人士就會了解，在無一或多特定細節或用其他方法等等時也可實施本發明。在其他實例中，已知的結構或操作並未詳細顯示，以避免模糊本發明特徵。
2.示範環境
第一圖為說明其中可實施本發明一些態樣的示範環境之圖表。所顯示的示範環境只包含用於說明的代表系統，不過，真實世界環境中可包含精通此技術人士將瞭解的更多系統/組件。在真實世界環境內的諸多實施亦屬於本發明一些態樣的範圍與精神內。
所示該圖表包含末端系統140A和140N，其設計/配置成在視訊會議應用當中彼此通訊。所顯示的末端系統140A包含處理單元110A、視訊攝影機120A和顯示單元130A，並且顯示的末端系統140N包含處理單元110N、視訊攝影機120N和顯示單元130N。
末端系統140A至140N呈現根據本發明一些態樣來實施的示範系統。處理單元110N、視訊攝影機120N以及顯示單元130N分別與末端系統140A的對應組件一樣運作，所以為了簡潔起見就不重複說明。底下詳細描述末端系統140A的每一組件。
視訊攝影機120A擷取場景的影像，並將擷取的影像轉送(以對應的視訊框形式)至路徑121上的處理單元110A。每一視訊框可用許多像素元素(數位值)來呈現，其中每一像素元素都具有用於該所擷取影像之一點/一部分的顏色值。
處理單元110A將像素元素編碼，並產生已編碼資料。將 已編碼資料傳輸至傳輸路徑115。類似地，處理單元110A可接收傳輸路徑115上來自末端系統140N的已編碼資料。處理單元110A將接收的資料解碼，並將已解碼的顯示框傳送至顯示單元130A以顯示於其上。
如此兩個處理單元110A和110N都需要執行資料的編碼與解碼。僅為了容易說明，在下列敘述當中，假設處理單元110A將資料編碼，並且處理單元110N將該資料解碼。
可瞭解的是吾人想要減少處理單元當中用於編碼/解碼操作所需的多種資源。如底下運用範例的進一步詳細描述，本發明的多種態樣可達到這種目標。
與先前處理一系列視訊框的方法作比較，就可了解這些特徵。因此，首先描述這種先前方式。
3.示範先前編碼/解碼方式
第二A圖為說明一項先前編碼方式的方塊圖，並且第二B圖為說明對應的解碼方式。所顯示的第二A圖包含影像來源210、誤差方塊220、預測方塊230、轉換方塊240以及量化方塊250。底下進一步詳述每一方塊。
影像來源210呈現出產生影像框串流的方塊，其中每一影像框都由對應的像素值集合所表示。每一影像框都可完整或當成巨方塊(macro-blocks)來提供，每一巨方塊代表一部分影像框。每一巨方塊都可進一步分成微方塊(4 x 4/8x8像素)，並且提供用於處理。在具體實施例內，所提供的每一巨方塊都為16 x 16像素(即是水平方向16像素並且垂直方向16像素)。一般而言，如此所提供的每一巨方塊、微方塊或影像框此後都稱為原始影像方塊，代表要編碼的資料框之範例。
預測方塊230根據事先指定的方式(例如內部預測模式，像是水平、垂直、平均等等)，預測用於每一原始影像方塊的預測影像方塊。在具體實施例內，預測方塊230接收路徑231上的重建框，並且使用重建框內的資料來預測。重建可用已知 方式執行，例如底下所提H.264標準內之描述。可使用像是內部預測、內預測或相關業界內所熟知的其他預測技術之技術，來執行預測。代表該預測影像方塊之像素值係於路徑232上所提供。
誤差方塊220將原始影像方塊以及預測影像方塊的對應像素值相減。矩陣(差異方塊)代表路徑224上提供的差異，該差異方塊可包含與原始影像方塊中元素相同數量的元素。
轉換方塊240將差異方塊轉換成壓縮方塊。一般而言，轉換係設計成和差異方塊(以及原始影像方塊)相比，可用較少的位元數表示壓縮方塊。
利用在差異方塊的元素上執行數學運算，可獲得轉換。在具體實施例內，轉換對應至離散正弦轉換(DCT,“discrete cosine transformation”)或整合式DCT(兩者都具備上述的分散屬性)。轉換也可對應至DCT或整合式DCT，並接著以業界內熟知的Hadamard轉換。例如：16 x 16方塊可分成十六個4x4方塊，而DCT可施加於每一4x4方塊。每一4x4方塊的DC係數被蒐集形成4x4 DC係數方塊，然後使用Hadamard轉換技術來轉換。
量化方塊250進一步數位化(量化)該壓縮方塊(的個別元素)，以所要的位元數呈現壓縮方塊的元素。可瞭解的是，由於上述的壓縮，所以只需要更少量位元就可呈現每一元素，而量化就利用到這種屬性。
第二B圖內顯示對應先前解碼邏輯的組件。方塊260、270和280分別以方塊250、240和220的顛倒方式來操作，此為相關業界所熟知，所以為了簡潔就不再覆述。一旦於路徑261上接收的資料回復到所要精確等級，則回復的資料會在路徑289上傳送以藉由影像顯示方塊290來顯示。
從上述，吾人瞭解，將一系列資料框編碼與解碼時需要許多資源。底下描述的許多本發明領域相較於上述先前方式，減 少了計算、記憶以及其他資源的需求(例如功率消耗)。
4.有效編碼方式
第三圖為說明本發明具體實施例內編碼器實施的方塊圖。所顯示的編碼器包含轉換方塊310和330、減法方塊320、預測方塊340以及量化方塊350。底下進一步詳述每一方塊。
轉換方塊310接收路徑121上原始影像方塊的數位值(例如上述視訊框的16x16方塊、8x8方塊或4x4方塊)，並根據轉換方式執行轉換。具體實施例內的轉換表示成：W=Integer_DCT (X)………方程式(0)
其中W代表已轉換的輸出，並且X代表原始影像方塊。
轉換方塊330接收與路徑121上所接收相同(目前)原始影像方塊的預測影像方塊，並執行相同轉換，此轉換方式設計成具備上述分散屬性。
減法方塊320將路徑312和332上所接收的個別資料值相減，並將該等結果提供在路徑325上。量化方塊350將路徑325上接收的資料量化。
預測方塊340根據之前重建的影像方塊，產生對應至原始影像方塊的預測影像方塊。許多已知的方式可用於這種預測。不過，利用選擇預測方式來將差異值的數量減至最少，如此可減少資源需求，底下將以範例來描述。
5.平均/DC預測模式
第四圖說明具體實施例內的平均預測模式。假設從之前重建的影像方塊可取得410中的像素值A-H、M和I-L。這些值被認為對應至(像素的)4x4方塊的相鄰位置，而試圖於目前迭代中處理。預測方塊340根據下列法則產生預測的影像方塊。預測方塊340根據下列方程式計算單一值(Z): Z=平均(A至D和I至L)………方程式(1A)
結果，可產生並儲存單一值(取代計算16個值並儲存記錄)。
為了察知資源需求的減少，因此假設整合分散正弦轉換(DCT)用來作為轉換方塊310和330內的轉換方式。DCT進一步詳述於標題為「H.264 and MPEG-4 Video Compression, Ian Richardson, John Wiley & Sons, September 2003」和「ITU-T, Series H: AUDIOVISUAL AND MULTIMEDIA SYSTEMS-Advanced video coding for generic audiovisual services, March, 2005」的文件/書內。
如所熟知，DCT的輸出資料明確表示輸入資料內的變數。當將預測影像資料設計成具有一些差異值(預測值)，利用將每一預測值乘上比例係數，就可獲得預測影像方塊上的DCT轉換。例如：420的4x4資料的DCT可呈現為第一位置為(0, 0)並且剩餘位置設定為0的(Z*16)，其中Z代表平均預測的預測值並且16代表比例係數。其他預測模式的比例係數如下列段落所提。
DCT也具有上述的分散屬性，因此第一位置內的值可呈現為：轉換預測矩陣[0,0]=DC_Prediction_Value * Scale_factorl方程式(1B)
其中Scale_factorl代表根據方塊大小決定的常數(根據標準)，Scale_factorl也可根據轉換與編碼標準來決定。
因此，轉換方塊330計算位於在轉換預測矩陣內索引為[0, 0]位置上的單一元素。轉換預測矩陣根據方程式1B來計算，並且DC_Prediction_Value設定成等於Z，而Z值由預測方塊340所提供。
因此，減法方塊320只需要在對應至路徑312和332上所接收資料的(0, 0)位置執行一次減法。此外，(路徑332的)要減掉的值可呈現為單一數字，因此減少記憶體需求。進一步地，預測方塊340只需要計算相鄰像素(A-D和I-L)的平均，而這也可能是必須的。更進一步，轉換方塊330只需要將計算出來 的相鄰像素(A-D和I-L)平均乘上Scale_factor1即可。一般而言，減法器的操作可呈現為：Tres_Block[0][0]=O[0][0]-DC_Prediction_Value * Scale_factor1...方程式(1C)
其中O代表路徑312上接收的已轉換原始方塊。
因此，相較於第二圖，減法方塊(誤差方塊)320只需要執行一次減法，而減法器220則需要執行16次減法(假設4 x 4方塊)，因此減少計算/功率需求。此外，當預測資訊呈現為單一值，對記憶體的需求也會降低。
吾人應該瞭解，也可運用替代的預測方法，其需要改進上述具體實施例，以便獲得資源需求減少的所有好處，如底下使用另一範例的說明。
在底下描述的具體實施例內，根據觀察矩陣(二維資料)的DCT係分成行的DCT(水平DCT)，其接著列的DCT(垂直DCT)，可使用水平或垂直預測。不過，該DCT也可分成垂直DCT接著水平DCT。
6.水平/垂直預測模式
第五圖為說明水平或垂直預測模式案例中編碼方式的方塊圖。為了說明，第六圖內說明垂直預測。如610上所見，像素A-H和I-L來自於先前重建的影像方塊，類似於上面第四A圖的描述。
第五圖的編碼器顯示包含轉換方塊510、530和560、減法方塊520、預測方塊540以及量化方塊550。底下進一步詳述每一方塊。
預測方塊540可將A-D複製到4元素的一陣列內。
轉換方塊530也可執行預測4x4像素中每一行的整數DCT(或DCT)。結果，路徑532上所接收矩陣的第一列具有再分別位置{(0,0),(0,1),(0,2),(0,3)}上的差異值(P,Q,R,S)，並且剩餘元素應為0。因此，轉換方塊530僅需要計算轉換預測矩陣的 第一列，即是下列的P、Q、R和S。
P、Q、R和S可表示成：P=Vertical_DC_Prediction_Value[0]*比例係數2　　　方程式(2)
Q=Vertical_DC_Prediction_Value[1]*比例係數2　　　方程式(3)
R=Vertical_DC_Prediction_Value[2]*比例係數2　　　方程式(4)
S=Vertical_DC_Prediction_Value[3]*比例係數2　　　方程式(5)
其中根據方塊大小及/或轉換及/或標準來決定比例係數2。
在一個具體實施例內，H.264 Intra 4x4垂直預測模式的比例係數2之值設定為4。其他模式的比例係數(標準H.264內支援)如下所示：亮度內4x4 DC預測(平均)模式=16，亮度內16x16 DC預測(平均)模式=256，亮度內8x8 DC預測(平均)模式=64，色差內8x8 DC預測(平均)模式=16，亮度/色差內4x4/16x16水平/垂直預測模式=4，亮度內8x8水平預測模式=8。
轉換方塊510也可只根據上述DCT方法只執行行(垂直)的轉換(半轉換)。垂直轉換的輸出可表示為Y。
減法方塊520只有執行對應至上述第一列中四個位置的減法，該減法運算表示如下：Y [0][0]=Y [0][0]-P　　　方程式(6)
Y [0][1]=Y [0][1]-Q　　　方程式(7)
Y [0][2]=Y [0][2]-R　　　方程式(8)
Y [0][3]=Y [0][3]-S　　　方程式(9)
其中P-S以顯示於上面方程式2-5中計算。
轉換方塊560根據DCT方式執行水平轉換，來完成整個轉換。然後量化方塊550可類似於上述方塊250等等來操作。
相較於第二圖，吾人可瞭解，510和560這兩轉換代表轉換方塊240內執行的集合式單一轉換。轉換方塊530不需要大量資源，因為在上面說明的範例中每一第一列的值僅乘上4的比例係數。所以可結合並執行預測方塊540、轉換方塊530和減法方塊520的處理於CPU的單一指令中，就是支援結合乘法及加/減運算的指令。因此預測方塊540、轉換方塊530和減法方塊520的處理只需要最少資源。隨著處理的方塊大小增加，所需資源就相對應地更加減少。
雖然上面說明係關於垂直模式來提供，類似方式也可用於水平預測模式。進一步地，此特色可延伸至任何方塊大小與資料類型(亮度、色差、紅、綠或藍)，如下所述。
7.其他預測模式
即使已經用關於DC(平均)預測模式以及垂直預測模式來做說明，該方式可延伸至其他模式。例如：若沿著特定(第一)方向產生預測，則轉換也會沿著相同方向來執行。利用先計算沿著第一方向的轉換，稍後從已轉換資料的DC(就是0索引係數)係數中減去比例係數*預測值，如此可有效產生剩餘資料/誤差。
進一步，此特色可延伸至內部預測模式的任何方塊大小與資料類型(亮度、色差、紅、綠或藍)，像是標準允許/定義的亮度16x16內部模式、亮度8x8內部模式、亮度4x4內部模式以及色差8x8內部模式，底下會有進一步詳細說明。
例如在亮度16x16平均預測模式的案例中，可使用下列步驟執行計算。
步驟1：將目前(要編碼的方塊)16x16方塊分成16個大小4x4的方塊。
步驟2：每一4x4方塊都進行二維整數DCT。
步驟3：蒐集每一4x4方塊的DC係數並且形成DC係數的4x4陣列。
步驟4：對DC係數的4x4陣列進行二維Hadamard轉換，已轉換的DC係數4x4陣列可標示為AZ_DC4。
步驟5:Z_DC4(0,0)=Z_DC4(0,0)-256 * Mean_Prediction，其中256代表計算的比例係數1。
步驟1-4可由轉換方塊310執行，並且可提供Z_DC4(0,0)給減法方塊320。
類似地，在16x16亮度水平預測模式的案例中，可如下執行計算：步驟1：將目前(要編碼的方塊)16x16方塊分成16個大小4x4的方塊。
步驟2：對4x4方塊的行進行一維整數轉換，將轉換過的方塊標示為Y。
步驟3:Y(0,0)=Y(0,0)-4 * HorizontalPredictionArray(0) Y(1,0)=Y(1,0)-4 * HorizontalPredictionArray(1) Y(2,0)=Y(2,0)-4 * HorizontalPredictionArray(2) Y(3,0)=Y(3,0)-4 * HorizontalPredictionArray(3)
步驟4：對4x4方塊的列進行一維整數轉換，將轉換過的方塊標示為Z。
步驟5：蒐集每一4x4方塊的DC係數並且形成DC係數的4x4陣列。
步驟6：對DC係數的4x4陣列進行二維Hadamard轉換。
步驟1和2都可由轉換方塊510來執行。步驟3內的減法由減法方塊520執行，水平預測陣列乘上比例係數由轉換方塊530執行，並且步驟4-6由轉換方塊560執行。
如此從上述當中，吾人瞭解可運用許多預測方式來減少資源需求。這些特徵需要根據特定轉換方式來擴充和/或修改。 底下使用範例說明上述編碼以及對應的解碼。
8.平均/DC預測模式內解碼
第七A圖為說明本發明具體實施例內解碼方式的方塊圖。方塊圖顯示包含轉換方塊730、逆向轉換方塊705、加法方塊720、預測方塊740以及逆向量化方塊760。底下進一步詳述每一方塊。
預測方塊740如上述關於第五圖內轉換方塊340來操作。除了比例係數不同以外，轉換方塊730以類似於上述關於第三圖內轉換方塊330的方式來操作。其中根據方塊大小、逆向轉換以及視訊編碼標準來決定比例係數。由於預測方塊740和轉換方塊730的操作結果，只有於路徑732上所接收矩陣的{(0,0)}位置上之元素為非零值，剩餘元素都為0。
逆向量化方塊760將壓縮方塊(的個別元素)內的位元數量(可接受誤差內)復原至量化之前的樣子，例如在第三圖的量化方塊350內。
加法方塊720將在路徑732上接收的預測值加至逆向量化值內，加法方塊720只有執行對應至上述矩陣{(0,0)}位置的加法。
逆向轉換方塊705根據逆向DCT方式執行二維逆向轉換。逆向轉換方塊705執行對應至上數轉換方塊310的逆向操作，並且可實施與方塊720內所執行相同的逆向轉換。
如上述，轉換方塊730不需要大量資源，因為只有複製矩陣位於位置{(0,0)}的矩陣之值並且乘上64的比例係數，如上面的範例所述。隨著處理的方塊大小增加，所需資源就相對性地更加減少。
9.使用水平/垂直預測模式來解碼
第七B圖為說明本發明替代具體實施例內解碼方式的方塊圖。方塊圖顯示包含轉換方塊730、逆向轉換方塊710和750、加法方塊720、預測方塊740以及逆向量化方塊760。底 下進一步詳述每一方塊。
預測方塊740如上述關於第五圖內方塊540的方式來操作。除了比例係數不同以外，轉換方塊730以類似於上述關於第五圖內方塊530的方式來操作。根據方塊大小、逆向轉換以及視訊編碼標準來決定比例係數。由於預測方塊740和轉換方塊730的操作結果，路徑732上所接收矩陣的第一列應在個別位置{(0,0),(0,1),(0,2),(0,3)}上具有差異值(A,B,C,D)，並且剩餘元件應為0。
逆向量化方塊760將壓縮方塊(的個別元素)內的位元數量(可接受誤差內)復原至量化之前的樣子，例如在第五圖的量化方塊550內。
逆向轉換方塊750根據上述逆向DCT方式執行一半逆向轉換(水平)。加法方塊720將在路徑732上接收的預測值加至半逆向轉換資料內，加法方塊720只有執行對應至上述第一列中四個位置的四次加法。
逆向轉換方塊710根據逆向DCT方式執行垂直逆向轉換，來完成整個逆向轉換。
相較於第二圖，吾人可瞭解，第七B圖的兩逆向轉換750和710代表方塊270內執行的集合式單一逆向轉換。如上述，轉換方塊730不需要大量資源，因為在上面說明的範例中每一第一列的值只是乘上64的比例係數。隨著處理的方塊大小增加，所需資源就相對應地更加減少。
雖然上面提供的說明係關於垂直模式，類似方式也可用於水平預測模式。在H.264編碼標準的具體實施例中，比例係數為64係無關於預測模式、方塊大小(16x16、8x8或4x4)或資料類型(亮度或色差)來使用。如上所述，這些特徵也可擴展至其他預測模式種類。
底下使用關於第八A圖至第八F圖的範例來進一步說明本發明特徵。
10.範例
關於第八A圖，部分810代表對應至4X4影像方塊位置的重建值之範例集合。重建值810在第五圖內的路徑541上被提供。部分820代表目前迭代中編碼的目前影像方塊。
第八B圖代表路徑121上接收的4x4原始影像方塊內值的範例集合。第八C圖代表對應至第八B圖中原始影像方塊的路徑543上提供之預測影像方塊範例集合。根據重建值810利用執行垂直預測來獲得預測的影像方塊。因此，810的水平值被複製。每一值都代表上述方程式2-5內所使用的垂直DC預測係數。
第八D圖代表轉換方塊510的輸出，轉換方塊510執行第八B圖原始影像方塊上的垂直整數DCT轉換。第八E圖代表轉換方塊530的輸出，轉換方塊530根據方程式2-5用等於4的比例係數2來計算第八E圖內的值。例如：78*4得出第一值312、77*4得出第二值308。這種計算結果代表預測影像方塊上的垂直整數DCT轉換。
第八F圖代表減法方塊520的輸出，減法方塊520執行用第八D圖的對應值減去第八E圖的值，獲得第八E圖第一列的值。第八E圖剩餘列的值直接從第八D圖的第二、第三和第四列取得。結果，減法方塊520只執行4次減法。
第八G圖代表轉換方塊560的輸出，轉換方塊560對第八F圖上的值進行水平整數DCT轉換。量化方塊550將第八G圖內的每一值都量化。
解碼根據第七B圖來執行，並且為了簡潔就不再贅述。
吾人應該瞭解，上述特色可在一或多個硬體、軟體與韌體組合當中實施。一般而言，當總體效能為首要考量時，會偏向在硬體內實施(例如在應用專屬積體電路的形式內)。
當成本為首要考量時，則會偏向在軟體內實施(例如使用處理器執行軟體/韌體內提供的指令)。利用實施硬體、軟體以 及/或韌體欲混合的系統可取得成本與效能平衡。底下說明大體上在軟體實施的具體實施例。
11.軟體實施
第九圖為說明其他具體實施例內處理單元110A詳細資料的方塊圖。處理單元110A可包含一或多個處理器，像是中央處理單元(CPU, "central processing unit")910、隨機存取記憶體(RAM, "random access memory")920、次要儲存單元950、顯示控制器960、網路介面970以及輸入介面980。所有組件都透過通訊路徑940彼此通訊，這些路徑可包含相關業界內熟知的許多匯流排。底下更詳細說明第九圖的組件。
CPU 910執行RAM 920內儲存的指令，提供本發明的許多特色。CPU 910可包含多個處理單元，其中每一處理單元都潛在設計用於特定工作。另外，CPU 910可只包含單一一般用途處理單元。RAM 920可使用通訊路徑940接收來自次要儲存單元950的指令。此外，在上述編碼與解碼操作期間，RAM 920可儲存從視訊攝影機接收來的視訊框。
顯示控制器960根據接收自CPU 910的資料/指令，產生顯示訊號(例如RGB格式)給顯示單元130A(第一圖)。網路介面970提供連線能力給網路(例如使用網際網路通訊協定)，並可用來接收/傳輸編碼的視訊/資料框。網路介面970可對應至第一圖的路徑115。輸入介面980可包含像是鍵盤/滑鼠的介面，以及用於接收來自視訊攝影機120A的的視訊框之介面。
次要儲存單元950可包含硬碟機956、快閃記憶體957以及可移除式儲存裝置958。可移除式儲存單元959上可提供某些或全部資料與指令，並且資料與指令可由可移除式儲存裝置958讀取並提供給CPU 910。軟碟機、磁帶機、CD_ROM光碟機、DVD光碟機、快閃記憶體、可移除式記憶體晶片(PCMCIA卡、EPROM)為這種可移除式儲存裝置958之範例。另外，資料與指令可複製到RAM 920，然後CPU 910從此處執行。軟 體指令群組(例如已組譯/物件形式或適合CPU 910執行的後連結形式)可看待成程式碼。
可移除式儲存單元959可用與可移除式儲存裝置958相容的媒體與儲存格式來實施，如此可移除式儲存裝置958可讀取資料與指令。因此，可移除式儲存單元959包含電腦可讀取的儲存媒體，其中儲存電腦軟體以及/或資料。
一般而言，電腦(一般來說，或機械)可讀取的媒體就是處理器可讀取並執行指令的任何媒體。該媒體可隨機存取(像是RAM 920或快閃記憶體957)、揮發性、非揮發性、可移除式或不可移除式等等。雖然為了說明顯示從處理單元110A內提供電腦可讀取媒體，吾人應該瞭解，電腦可讀取媒體可由處理單元110A以外所提供。
在本說明書內，「電腦程式產品」一詞用於概略表示可移除式儲存單元959或硬碟機956內安裝的硬碟。這些電腦程式產品為將軟體提供給CPU 910的裝置。CPU 910可取得軟體指令，並執行指令提供上述本發明的許多特色(編碼與解碼)。
12.結論
當本發明的不同具體實施例已在上述說明時，其必須瞭解到它們係僅藉由範例來呈現，並非構成限制。因此，本發明之廣度及範疇並不侷限於上述任何示範性具體實施例，而應僅根據以下的申請專利範圍及其等效內容來定義。
110A‧‧‧處理單元
110N‧‧‧處理單元
115‧‧‧傳輸路徑
121‧‧‧路徑
120A‧‧‧視訊攝影機
120N‧‧‧視訊攝影機
130A‧‧‧顯示單元
130N‧‧‧顯示單元
140A‧‧‧末端系統
140N‧‧‧末端系統
210‧‧‧影像來源
220‧‧‧誤差方塊
224‧‧‧路徑
230‧‧‧預測方塊
231‧‧‧路徑
232‧‧‧路徑
240‧‧‧轉換方塊
250‧‧‧量化方塊
260‧‧‧逆向量化方塊
261‧‧‧路徑
270‧‧‧逆向轉換方塊
280‧‧‧重建方塊
285‧‧‧預測方塊
289‧‧‧路徑
290‧‧‧影像顯示方塊
310‧‧‧轉換方塊
312‧‧‧路徑
320‧‧‧減法方塊
325‧‧‧路徑
330‧‧‧轉換方塊
332‧‧‧路徑
340‧‧‧預測方塊
350‧‧‧量化方塊
410‧‧‧像素值
420‧‧‧DCT的4x4資料
510‧‧‧轉換方塊
520‧‧‧減法方塊
530‧‧‧轉換方塊
532‧‧‧路徑
540‧‧‧預測方塊
543‧‧‧路徑
550‧‧‧量化方塊
560‧‧‧轉換方塊
705‧‧‧逆向轉換方塊
710‧‧‧逆向轉換方塊
720‧‧‧加法方塊
730‧‧‧轉換方塊
732‧‧‧路徑
740‧‧‧預測方塊
750‧‧‧逆向轉換方塊
760‧‧‧逆向量化方塊
810‧‧‧部分
820‧‧‧部分
910‧‧‧中央處理單元
920‧‧‧隨機存取記憶體
940‧‧‧通訊路徑
950‧‧‧次要儲存單元
956‧‧‧硬碟機
957‧‧‧快閃記憶體
958‧‧‧可移除式儲存裝置
959‧‧‧可移除式儲存單元
960‧‧‧顯示控制器
970‧‧‧網路介面
980‧‧‧輸入介面
此時將參考下列附圖描述範例具體實施例，圖式簡單描述如下：第一圖為其中可實施本發明許多態樣的示範環境之方塊圖。
第二A圖為說明一項先前具體實施例中編碼方式的方塊圖。
第二B圖為說明一項先前具體實施例中解碼方式的方塊圖。
第三圖為說明本發明具體實施例內編碼方式的方塊圖。
第四圖為說明其中使用平均預測模式來預測具體實施例內資料的方法之圖式。
第五圖為說明本發明替代具體實施例內編碼方式的方塊圖。
第六圖為說明其中使用垂直預測模式來預測具體實施例內資料的方法之圖式。
第七A圖為說明將本發明具體實施例內資料解碼的方塊圖。
第七B圖為說明將本發明其他具體實施例內資料解碼的方塊圖。
第八A圖至第八G圖一起說明使用一數字範例的編碼。
第九圖為其中在執行軟體指令之下可操作本發明許多特色的數位處理系統之方塊圖。
在圖式中，相同參考數字一般表示相同、功能類似及/或結構類似的元件。其中有元件第一次出現的圖式會用對應參考號碼中最左邊數字來表示。
121‧‧‧路徑
115‧‧‧傳輸路徑
312‧‧‧路徑
325‧‧‧路徑
310‧‧‧轉換方塊
320‧‧‧減法方塊
330‧‧‧轉換方塊
340‧‧‧預測方塊
350‧‧‧量化方塊

Claims (20)

  1. 一種將一系列資料框編碼的編碼器，該編碼器包含：一第一轉換方塊，其接收該系列資料框內含的一第一資料框，並根據一離散正弦轉換方式產生一轉換框；一預測方塊，其使用一預測方式從在該系列內該第一資料框之前的複數個資料框，產生對應至該第一資料框的一預測訊框，該預測方式選自平均預測、水平預測或垂直預測其中之一種，其中，複數資料框中，對於每一微方塊而言，較少的資料值被計算，該些複數資料框先於該第一資料框；一第二轉換方塊，其也根據該離散正弦轉換方式利用處理該預測的訊框來產生一已轉換的預測資料；一減法方塊，其產生該已轉換的預測資料與該已轉換的訊框之一差異，來產生一差異資料；以及一量化方塊，其將該差異資料量化來產生對應至該第一資料框的已量化資料。
  2. 如申請專利範圍第1項之編碼器，其中該轉換方式滿足一分散屬性。
  3. 如申請專利範圍第2項之編碼器，其中該預測方式設計成產生相較於該第一資料框內元素數量較少的不同值元素，並在可預測位置內產生該差異值，其中選取該轉換方式，如此輸出明確代表輸入資料內的變化。
  4. 如申請專利範圍第3項之編碼器，其中該預測方式包含一平均方式，並且該減法器方塊只執行單一次減法，以產生該差異資料。
  5. 如申請專利範圍第3項之編碼器，其中該預測方式包含水平預測或垂直預測之一，其中該第一轉換方塊在一維度內執行該第一資料框的轉換，其中該維度係沿著該預測的該方向，該編碼器進一步包含一第三轉換方塊，其對該減法 器方塊產生的一輸出在另一維度內執行轉換，其中該第三轉換方塊的該輸出被提供至該量化方塊做為一輸入。
  6. 如申請專利範圍第4項之編碼器，其中每一該資料框包含一對應視訊框的一方塊。
  7. 如申請專利範圍第2項之編碼器，其中該轉換將該預測資料乘上一比例係數來轉換該預測資料，該比例係數代表一單一數值。
  8. 一種將一系列已編碼資料框解碼的解碼器，該解碼器包含：一逆向量化方塊，其產生複數個已調整比例的值，該值對應至該系列編碼資料框內含一第一編碼資料框內之該數位值；一預測方塊，其使用一預測方式從在該系列內該第一已編碼資料框之前的資料框，產生對應至該第一已編碼資料框的一預測訊框，該預測方式選自平均預測、水平預測或垂直預測其中之一種，其中，複數資料框中，對於每一微方塊而言，較少的資料值被計算，該些複數資料框先於該第一資料框；一轉換方塊，其根據一離散正弦轉換方式轉換該預測框，來產生一已轉換的框；一加法器，其將該轉換框的個別值與該複數個已調整比例的值相加，以產生一已相加的框；以及一第一逆向轉換方塊，其在該已相加的框上執行該離散正弦轉換方式的一逆向轉換，來產生對應至該第一已編碼資料框的一已解碼框。
  9. 如申請專利範圍第8項之解碼器，進一步包含：一第二逆向轉換方塊，其位於該逆向量化方塊與該加法器之間，並且執行該複數個已調整比例的值之一部分逆向轉換，來產生一部分轉換框，其中該加法器將該複數個已調整比例的值加入該轉換方塊產生的一部分轉換內； 其中該第一逆向轉換方塊也完成該部分逆向轉換。
  10. 如申請專利範圍第8項之解碼器，其中該轉換方式滿足一分散屬性。
  11. 如申請專利範圍第9項之解碼器，其中該預測方式設計成產生相較於該第一已編碼資料框內元素數量較少的不同值元素，並在可預測位置內產生該差異值，其中選取該轉換方式，如此輸出明確代表輸入資料內的變化。
  12. 如申請專利範圍第11項之解碼器，其中該預測方式包含一平均方式，並且該加法器執行一單一次加法。
  13. 一種處理複數個資料框的方法，該方法包含：接收一系列資料框內含的一第一資料框，並根據一離散正弦轉換方式產生一已轉換的框；其中該系列資料框包含在該複數個資料框內；使用一預測方式從在該系列內該第一資料框之前的資料框，產生對應至該第一資料框的一預測訊框，該預測方式選自平均預測、水平預測或垂直預測其中之一種，其中，複數資料框中，對於每一微方塊而言，較少的資料值被計算，該些複數資料框先於該第一資料框；也根據該離散正弦轉換方式利用處理該預測的訊框來產生一已轉換的預測資料；產生該已轉換的預測資料與該已轉換的訊框之一差異，來產生一差異資料；以及將該差異資料量化來產生對應至該第一資料框的已量化資料。
  14. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該轉換方式滿足一分散屬性。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該預測方式設計成產生相較於該第一資料框內一些元素數量較少的不同值元素，並在可預測位置內產生該差異值，其中選取該轉換方 式，如此輸出明確代表輸入資料內的變化。
  16. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該預測方式包含水平預測或垂直預測之一，其中首先在一維度內轉換該第一資料框，其中該維度沿著該預測方向，該方法進一步包含在該差異資料的另一維度內執行轉換。
  17. 如申請專利範圍第13項之方法，進一步包含：接收一已編碼格式的一第二資料框，其中該第二資料框包含在一第二系列訊框內，其包含於該複數個資料框；產生對應至該第二資料框內該數位值的複數個已調整比例之值；使用一第二預測方式從在該第二系列訊框內該第二資料框之前的資料框，產生對應至該第二資料框的一第二預測訊框，該第二預測方式選自平均預測、水平預測或垂直預測其中之一種，其中，複數資料框中，對於每一微方塊而言，較少的資料值被計算，該些複數資料框先於該已編碼的資料框；也根據該離散正弦轉換方式利用處理該第二預測訊框來產生一已轉換的第二預測資料；將該已轉換的第二預測資料之個別值與該複數個已調整比例的值相加，以產生一已相加的框；以及在該已相加的框上執行該離散正弦轉換方式的一逆向轉換，來產生對應至該第二已編碼資料框的一已解碼框。
  18. 一種承載一或多系列指令來導致一系統處理複數個資料框之機器可讀取媒體，其中該一或多系列指令由該系統內含一或多處理器來執行，導致該系統執行下列動作：接收一系列資料框內含的一第一資料框，並根據一離散正弦轉換方式產生一已轉換的框；其中該系列資料框包含在該複數個資料框內；使用一預測方式從在該系列內該第一資料框之前的資 料框，產生對應至該第一資料框的一預測訊框，其中，複數資料框中，對於每一微方塊而言，較少的資料值被計算，該些複數資料框先於該第一資料框；也根據該離散正弦轉換方式利用處理該預測的訊框來產生一已轉換的預測資料；產生該已轉換的預測資料與該已轉換的訊框之一差異，來產生一差異資料；以及將該差異資料量化來產生對應至該第一資料框的已量化資料。
  19. 如申請專利範圍第18項之機器可讀取媒體，其中該轉換方式滿足一分散屬性。
  20. 如申請專利範圍第19項之機器可讀取媒體，進一步包含：接收一已編碼格式的一第二資料框，其中該第二資料框包含在一第二系列訊框內，其包含於該複數個資料框；產生對應至該第二資料框內該數位值的複數個已調整比例之值；使用一第二預測方式從在該第二系列內該第二資料框之前的資料框，產生對應至該第二資料框的一第二預測訊框，其中，複數資料框中，對於每一微方塊而言，較少的資料值被計算，該些複數資料框先於該已編碼的資料框；也根據該離散正弦轉換方式利用處理該第二預測訊框來產生一已轉換的第二預測資料；將該已轉換的第二預測資料之個別值與該複數個已調整比例的值相加，以產生一已相加的框；以及在該已相加的框上執行該離散正弦轉換方式的一逆向轉換，來產生對應至該第二已編碼資料框的一已解碼框。
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