TWI632809B - 用於執行具有正負號資料去除的熵編碼的方法和裝置及相關方法和用於執行具有正負號資料恢復的熵解碼的方法和裝置 - Google Patents

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Abstract

一種熵編碼方法包括以下步驟：接收像素組之多個符號；熵編碼從像素組之多個符號衍生的資料，以生成包括像素組之多個符號的編碼振幅資料的第一位元流部分和像素組之多個符號的至少一部分的編碼的正負號資料的第二位元流部分；以及通過至少組合第一位元流部分和第二位元流部分來生成像素組之位元流片段。像素組包括多個像素，像素組之多個符號分別具有多個像素的多個符號值，並且當第一符號值具有零振幅值時，第一符號值之正負號值不被熵編碼到第二位元流部分。

Description

用於執行具有正負號資料去除的熵編碼的方法和裝置 及相關方法和用於執行具有正負號資料恢復的熵解碼的方法和裝置
本發明之所公開的實施例涉及熵編碼和熵解碼，更具體地，涉及用於執行具有正負號資料去除(sign data removal)的熵編碼的方法和裝置，以及用於使用正負號資料恢復(sign data recovery)執行熵解碼之相關聯的方法和裝置。
傳統的視頻編解碼標準通常採用基於塊(或基於編解碼單元的)編解碼技術來利用空間冗餘(spatial redundancy)。例如，基本方法是將整個源訊框劃分為多個塊(編解碼單元)，並對每個塊(編解碼單元)執行預測以生成殘差(residual)。在一個選擇的編解碼模式中，殘差可被量化，然後被熵編碼成位元流。在另一個選擇的編解碼模式中，可以對殘差進行變換，並且相關聯的變換係數可被量化，然後被熵編碼成位元流。
如果可以減少由熵編碼器編碼的資料的大小，則可以相應地減少從熵編碼器產生的位元流的大小。當位元流需要經由傳輸裝置從視頻編碼器發送到視頻解碼器時，可以減輕傳輸裝置的頻帶寬需求，還可以減少傳輸裝置的功耗。
根據本發明的示例性實施例，公開了用於執行具有符號數據去除的熵編碼的方法和裝置，以及用於使用符號數據恢復執行熵解碼的相關聯的方法和裝置。
依據本發明之第一個方面，提出一種範例的熵編碼方法。範例的熵編碼方法包括：接收像素組之多個符號；熵編碼從像素組之多個符號衍生的資料，以生成第一位元流部分和第二位元流部分，其中第一位元流部分包括像素組之多個符號的編碼振幅資料，並且第二位元流部分包括像素組之多個符號的至少一部分的編碼的正負號資料；以及通過至少組合第一位元流部分和第二位元流部分來生成像素組之位元流片段；其中，像素組包括多個像素，像素組之多個符號分別具有多個像素的多個符號值。當第一符號值具有零振幅值時，第一符號值之正負號值不被熵編碼到第二位元流部分。
依據本發明之第二個方面，提出一種範例的熵解碼方法。範例的熵解碼方法包括：接收由第一位元流部分和第二位元流部分組成的位元流片段；對位元流片段進行熵解碼以從第一位元流部分衍生像素組之多個符號的解碼振幅資料，並從第二位元流部分衍生像素組之多個符號的至少一部分的解碼正負號資料，其中，像素組包括多個像素，像素組之多個符號分別具有多個像素的多個符號值；以及根據多個符號的解碼振幅資料和多個符號的至少一部分的解碼正負號資料生成像素組之多個符號的解碼資料，其中當第一符號值之解碼振幅值為零振幅時，解碼之正負號資料不包含第一符號值之正負號值，並且通過直接使用預定義正負號值來恢復第一符號值之正負號值。
依據本發明之第三個方面，提出一種範例的熵編碼器。範例的熵編 碼器包括熵編碼電路和組合電路。熵編碼電路被配置為接收像素組之多個符號，以及熵編碼從像素組之多個符號衍生的資料，以生成第一位元流部分和第二位元流部分，其中第一位元流部分包括像素組之多個符號的編碼的振幅資料，並且第二位元流部分包括像素組之多個符號的至少一部分的編碼的正負號資料。組合電路被布置成通過至少組合第一位元流部分和第二位元流部分來生成像素組之位元流片段；其中，像素組包括多個像素，像素組之多個符號分別具有多個像素的多個符號值，並且當第一符號值具有零振幅值時，熵編碼電路不將第一符號值之正負號值熵編碼進第二位元流部分。
依據本發明之第四個方面，提出一種範例的熵解碼器。範例的熵解碼器包括熵解碼電路和恢復電路。熵解碼電路被配置為接收由第一位元流部分和第二位元流部分組成的位元流片段，並且對位元流片段進行熵解碼以從第一位元流部分衍生像素組之多個符號的解碼振幅資料，並且從第二位元流部分衍生像素組之多個符號的至少一部分的解碼之正負號資料。恢復電路被配置為根據多個符號的解碼振幅資料和多個符號的至少一部分的解碼之正負號資料來生成像素組之多個符號的解碼資料；其中，像素組包括多個像素，像素組之多個符號分別具有多個像素的多個符號值，並且當第一符號值之解碼振幅值為零振幅值時，解碼之正負號資料不包含第一符號值之正負號值，恢復電路通過直接使用預定義之正負號值來恢復第一符號值之正負號值。
100‧‧‧熵編碼器
102‧‧‧熵編碼電路
104‧‧‧組合電路
400‧‧‧熵解碼器
402‧‧‧熵解碼電路
404‧‧‧恢復電路
第1圖是示出根據本發明之實施例的示例性熵編碼器的框圖。
第2圖是示出根據本發明之實施例從連接不同位元流部分生成的位元流片段的圖。
第3圖是示出根據本發明之實施例的從不同位元流部分的交錯部分生成的位元流片段的圖。
第4圖是示出根據本發明之實施例的示例性熵解碼器的框圖。
第5圖是示出根據本發明之實施例的位元流片段中的不同位元流部分的並行解碼設計的圖。
第6圖是示出根據本發明之實施例的位元流片段中的不同位元流部分的非並行解碼設計的圖。
在說明書及權利要求書當中使用了某些詞匯來指稱特定的組件。所屬領域中的技術人員應可理解，製造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的組 件。本說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異異來作為區分組件的方式，而 是以組件在功能上的差異異來作為區分的基準。在通篇說明書及申請專利範圍當中所提及的「包含」是開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。另外，「耦接」一詞在此包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述第一裝置耦接於第二裝置，則代表第一裝置可直接電氣連接於第二裝置，或透過其它裝置或連接手段間接地電氣連接至第二裝置。
本發明提出將熵編碼分別應用於符號(symbol)(例如，像素組之多個符號)的振幅資料(例如，預測殘差的絕對值/量化預測殘差的絕對值或量化變換係數的絕對值)和符號的正負號資料(sign data)以生成第一位元流部分和第二位元流部分，其被組合以形成最終位元流片段，其中所述第一位元流部分包含所述符號的編碼振幅資料，並且所述第二位元流部分包含符號的至少一部分 (即，部分或全部)的編碼正負號資料。在下面的說明書中，術語“符號(symbol)”可以表示由熵編碼器進行熵編碼的任何資料。例如，符號與殘差相關聯或對應於殘差，諸如在高級顯示流壓縮(advanced display stream compression，簡寫為A-DSC)變換模式下的A-DSC塊預測模式或量化變換係數下的量化預測殘差。對於另一示例，符號可以是在A-DSC傳輸模式下的量化變換係數。由於振幅資料和正負號資料被分別進行熵編碼，所以熵編碼器可以採用所提出的正負號資料去除技術，以通過減小第二位元流部分的大小來縮短最終的位元流片段。例如，當符號值具有零振幅時，符號值之振幅資料被編碼為第一位元流部分的一部分，而符號值之正負號資料不被呈現在第二位元流部分中。解碼裝置之熵解碼器被配置為執行由編碼裝置的熵編碼器執行的熵編碼操作的逆操作。因此，熵解碼器可以採用提出的正負號資料恢復技術來恢復由於正負號資料去除而不被最終位元流片段發送的正負號資料。參考附圖描述所提出的正負號資料去除技術和正負號資料恢復技術的進一步細節。
第1圖是示出根據本發明之實施例的示例性熵編碼器的框圖。作為示例而非限制，熵編碼器100可以由高級顯示流壓縮(A-DSC)編碼器採用。 在該實施例中，熵編碼器100支持所提出的正負號資料去除功能。如第1圖所示，熵編碼器100包括熵編碼電路102和組合電路104。熵編碼電路102是熵編碼器100的核心部分。熵編碼電路102被配置為接收像素組之符號S(例如，2×2像素組之預測殘差、量化預測殘差或量化變換係數)，以及熵編碼從像素組之符號S衍生的資料，以生成第一位元流部分BS1和第二位元流部分BS2。在本實施例中，第一位元流部分BS1包括像素組之符號S的編碼振幅資料D1，第二位元流部分BS2包括像素組之符號S的至少一部分(即，部分或全部)的編碼正負號資料D2。此外，與像素組之符號S的振幅資料Mag(S)的熵編碼相關聯的位元長度資訊INFBD也可以被熵編碼以生成編碼的位元長度資料D3。因此，位元長 度資訊INFBD可以通過發送的位元流片段BS被發送到解碼裝置。
在該實施例中，可以分別執行振幅資料Mag(S)的熵編碼和正負號資料Sign(S)的熵編碼。振幅資料Mag(S)包括像素組之所有符號S的符號值之幅值(即絕對值)，並被熵編碼以產生編碼的振幅資料D1。當符號值具有零振幅值時，符號值之正負號值(sign value)不被熵編碼到第二位元流部分BS2中。換言之，當由於像素組之符號S的至少一個符號值具有零振幅值而啟用正負號資料去除時，要進行熵編碼的正負號資料Sign(S)不包括具有零振幅的至少一個符號值之正負號值。另一方面，當由於像素組之符號S的符號值都不是零幅值，所以當不進行正負號資料去除時，要進行熵編碼的正負號資料Sign(S)包括像素組之符號S的所有符號值之正負號值。
在第一示例性振幅資料編碼設計中，熵編碼電路102可以通過固定長度編解碼來對振幅資料Mag(S)(即，像素組之所有符號S的符號值之幅值)進行熵編碼。例如，熵編碼電路102以二進位符號表示像素組之所有符號S的符號值之振幅值所需的最小位元長度之最大值(maximum of minimum bit-length)確定位元長度值，並且根據位元長度值熵編碼符號值之每個振幅值，其中每個符號值之編碼振幅值的位元長度等於相同的位元長度值。為了更好地理解本發明之技術特徵，提供了如下幾個熵編碼示例。
考慮第一示例，其中像素組包括5個像素，並且像素組之符號包括5個符號值{-11，3，0，5，20}。因此，符號值{-11，3，0，5，20}的振幅資料(即絕對值)為{11，3，0，5，20}，符號值{-11，3，0，5，-20}的正負號資料(即，正負號值)為{-，+，+，+，-}。以二進位符號完全表示絕對值{11，3，0，5，20}所需的最小位元長度之最大值為5。即，用二進位符號完全表示的最大絕對值{20}需要至少5位元。因此，絕對值{11，3，0，5，20}的每個以最大位元長度{5}進行熵編碼，使得每個符號值之編碼振幅資料的大小等 於相同的最大位元長度{5}。例如，振幅資料{11，3，0，5，20}的熵編碼結果可以是{01011，00011，00000，00101，10100}。因此，第一位元流部分BS1包括位元序列“01011 00011 00000 00101 10100”。應當注意，位元長度資訊INFBD由最大位元長度{INFBD=5}設置，並且可以在位元流片段BS中被編碼和標示(signaled)。例如，第一位元流部分BS1可以包括符號S的編碼振幅資料D1之前的編碼位元長度資料D3。
正負號資料{-，+，+，+，-}的熵編碼使用一個位元來表示一個符號值之正負號資料，並且使用正負號資料去除來去除零振幅的任何符號值之正負號資料。例如，正號{+}可以由一個位元“0”表示，負號{-}可以由另一位元“1”表示。由於第三個符號值{0}具有零幅值，所以第三個符號值{0}的符號值{+}不被編碼到第二位元流部分BS2中。因此，第二位元流部分BS2包括位元序列“110”。
考慮第二示例，其中像素組包括3個像素，並且像素組之符號(例如，亮度量化殘差)包括要在顯示流壓縮(Display Stream Compression，簡寫為DSC)標準中編碼的3個符號值{0，-30，1}。因此，符號值{0，-31，1}的振幅資料(即，絕對值)是{0，30，1}，而符號值{0，-31，1}的正負號資料(即，正負號值)是{+，-，+}。以二進位符號(binary notation)完全表示絕對值{0，30，1}所需的最小位元長度之最大值為5。也就是說，以二進位符號表示的最大絕對值{30}至少需要5位元。因此，絕對值{0，30，1}的每個以最大位元長度{5}進行熵編碼，使得每個符號值之編碼振幅資料的大小等於相同的最大位元長度{5}。例如，振幅資料{0，30，1}的熵編碼結果可以是{00000，11110，00001}。因此，第一位元流部分BS1包括位元序列“00000 11110 00001”。應當注意，位元長度資訊INFBD由最大位元長度{INFBD=5}設置，並且可以在位元流片段BS中被編碼和標示。例如，第一位元流部分BS1可以包 括符號S的編碼振幅資料D1之前的編碼位元長度資料D3。
正負號資料{+，-，+}的熵編碼使用一個位元來表示一個符號值之正負號資料，並且使用正負號資料去除來去除零振幅的任何符號值之正負號資料。例如，正號{+}可以由一個位元“0”表示，負號{-}可以由另一位元“1”表示。由於第一符號值{0}具有零振幅，所以第一符號值{0}之正負號值{+}不被編碼到第二位元流部分BS2中。因此，第二位元流部分BS2包括位元序列“10”。
考慮第三示例，其中像素組包括4個像素，並且像素組之符號(例如，亮度量化殘差)包括將被編碼在高級顯示流壓縮(A-DSC)標準中的4個符號值{0，0，0，-3}。因此，符號值{0，0，0，3}的振幅資料(即絕對值)為{0，0，0，3}，符號值{0，0，0，3}的正負號資料(即，正負號值)是{+，+，+，-}。以二進位符號完全表示絕對值{0，0，0，3}所需的最小位元長度之最大值為2。也就是說，用二進位符號完全表示最大絕對值{3}至少需要2位元。因此，絕對值{0，0，0，3}的每個以最大位元長度{2}進行熵編碼，使得每個符號值之編碼振幅資料的大小等於相同的最大位元長度{2}。例如，振幅資料{0，0，0，3}的熵編碼結果可以是{00，00，00，11}。因此，第一位元流部分BS1包括位元序列“00 00 00 11”。應當注意，位元長度資訊INFBD由最大位元長度{INFBD=2}設置，並且可以在位元流片段BS中被編碼和標示。例如，第一位元流部分BS1可以包括符號S的編碼振幅資料D1之前的編碼位元長度資料D3。
正負號資料{+，+，+，-}的熵編碼使用一個位元來表示一個符號值之正負號資料，並且使用正負號資料去除來去除零振幅的任何符號值之正負號資料。例如，正號{+}可以由一個位元“0”表示，負號{-}可以由另一位元“1”表示。由於第一符號值{0}、第二符號值{0}和第三符號值{0}具有零振幅，第一符號值{0}之正負號值{+}、第二符號值{0}之正負號值{+}和第三符號值{0}之正 負號值{+}不被編碼到第二位元流部分BS2中。因此，第二位元流部分BS2包括一個位元“1”。
在第二示例性振幅資料編碼設計中，熵編碼電路102可以通過可變長度編解碼來熵編碼振幅資料Mag(S)(即，像素組之符號S的所有符號值之幅值)。例如，可變長度編解碼可以是哥倫布-萊斯(Golomb-Rice，簡寫為GR)編碼。因此，每個符號值之編碼幅值包括根據GR編解碼之前綴部分(prefix part)和後綴部分(suffix part)。
考慮第四示例，其中像素組包括4個像素，並且像素組之符號包括要編碼的4個符號值{-3，0，5，-2}。因此，符號值{-3，0，5，-2}的振幅資料(即，絕對值)為{3，0，5，2}，符號值{-3，0，5，-2}的正負號資料(即正負號值)為{-，+，+，-}。GR編碼被應用於振幅資料{3，0，5，2}。在這種情況下，後綴部分的位元長度設置為2。換言之，為振幅資料{3，0，5，2}生成的所有GR碼的後綴部分具有相同的位元長度{2}。振幅值{3}的GR碼的前綴部分為{0}，振幅值{3}的GR碼的後綴部分為{11}。振幅值{0}的GR碼的前綴部分為{0}，振幅值{0}的GR碼的後綴部分為{00}。幅值{5}的GR碼的前綴部分為{10}，幅值{5}的GR碼的後綴部分為{01}。振幅值{2}的GR碼的前綴部分為{0}，振幅值{2}的GR碼的後綴部分為{10}。因此，振幅資料{3，0，5，2}的熵編碼結果為{0 11 0 00 10 01 0 10}。第一位元流部分BS1包括位元序列“0110001001010”。應當注意，位元長度資訊INFBD由後綴部分位元長度{INFBD=2}設置，並且可以在最終位元流片段BS中被編碼和標示。例如，第一位元流部分BS1可以包括符號S的編碼振幅資料D1之前的編碼位元長度資料D3。
正負號資料{-，+，+，-}的熵編碼使用一位元表示一個符號值之正負號資料，並使用正負號資料去除，以去除任何符號值為零振幅的正負號資 料。例如，正號{+}可以由一個位元“1”表示，負號{-}可以由另一位元“0”表示。由於第二符號值{0}具有零振幅，所以第二符號值{0}的正負數值{+}不被編碼到第二位元流部分BS2中。因此，第二位元流部分BS2包括位元序列“010”。
在上述示例中，正負號資料的熵編碼在執行正負號資料去除，以去除任何符號值為零振幅的正負號資料之後，使用一個位元表示一個非零符號值之正負號資料。或者，第二位元流部分BS2可以由運行長度(run-length)編解碼生成。也就是說，在執行正負號資料刪除之後，運行長度編解碼應用於至少一部分(即部分或全部)符號值之正負號資料，以去將任何具有零振幅的符號值之正負號資料。
考慮第五示例，其中像素組包括4個像素，並且像素組之符號包括要編碼的4個符號值{1，1，0，-3}。因此，符號值{1，1，0，-3}的振幅資料(即絕對值)為{1，1，10，3}，符號值{1，1，0，-3}的正負號資料是{+，+，+，-}。可以使用上述固定長度編解碼或上述可變長度編解碼(例如，GR編解碼)對振幅資料{1，1，0，3}進行熵編碼。假設絕對值{1，1，0，3}使用上述固定長度編解碼進行熵編碼，則用二進位符號完全表示絕對值{1，1，0，3}所需的最小位元長度之最大值是2。也就是說，在二進位符號中完全表示最大絕對值{3}至少需要2位元。因此，絕對值{1，1，0，3}中的每一個都以最大位元長度{2}進行熵編碼，使得每個符號值之編碼振幅資料的大小等於相同的最大位元長度{2}。例如，振幅資料{1，1，0，3}的熵編碼結果可以是{01，01，00，11}。因此，第一位元流部分BS1包括位元序列“01 01 00 11”。應當注意，位元長度資訊INFBD由最大位元長度{INFBD=2}設置，並且可以在位元流片段BS中被編碼和標示。例如，第一位元流部分BS1可以包括符號S的編碼振幅資料D1之前的編碼位元長資料D3。
正負號資料{+，+，+，-}的熵編碼使用一位元表示一個符號值之正負號資料，使用正負號資料去除來去除任何具有零振幅的符號值，並且在執行正負號資料去除，以去除任何具有零振幅的符號值之後，對至少一部分(即部分或全部)符號值之正負號資料應用運行長度(run length)編解碼。例如，正號{+}可以由一個位元“0”表示，負號{-}可以由另一位元“1”表示。由於第三符號值{0}具有零振幅，所以第三符號值{0}的正負號{+}從待通過使用運行長度編解碼進行熵編碼的正負號資料中去除。換言之，第三符號值{0}的正負號{+}不被編碼到第二位元流部分BS2中。正負號資料去除完成後，待由運行長度編解碼之正負號值為{0，0，1}。有兩個0，其次是1。運行長度編解碼可以使用任何可行的運行長度編解碼算法來實現。例如，假設每個運行表示使用3位元，只有兩種運行類型(“0”位元和“1”位元)，第一種運行類型始終為“0”，且當前運行類型與先前的運行類型不同。因此，正負號值{0，0，1}的兩個0由運行表示{010}根據運行長度編解碼表示，正負號值{0，0，1}中的一個1由運行表示{001}根據運行長度編解碼表示。第二位元流部分BS2包括位元序列“010001”。
在從熵編碼電路102產生第一位元流部分BS1和第二位元流部分BS2之後，組合電路104被布置成通過將合並至少第一位元流部分BS1和第二位元流部分BS2生成像素組之位元流片段BS。在第一示例性位元流片段生成設計中，組合電路104通過連接第一位元流部分BS1和第二位元流部分BS2來生成像素組之位元流片段BS，其中第一位元流部分BS1的末尾可以是緊接著第二位元流部分BS2的開始。
簡而言之，熵編碼器100接收像素組之多個符號；熵編碼從像素組之多個符號衍生的資料，以生成第一位元流部分和第二位元流部分，其中第一位元流部分包括像素組之多個符號的編碼振幅資料，並且第二位元流部分包括像素組之多個符號的至少一部分的編碼的正負號資料；以及通過至少組合第一 位元流部分和第二位元流部分來生成像素組之位元流片段；其中，像素組包括多個像素，像素組之多個符號分別具有多個像素的多個符號值，並且當第一符號值具有零振幅值時，第一符號值之正負號值不被熵編碼到第二位元流部分。 在各示例中，熵編碼器100也執行其他操作，此處不再贅述。
第2圖是示出根據本發明之實施例從連接不同位元流部分生成的位元流片段的圖。在該實施例中，像素組之振幅資料包括振幅值(絕對值)Mag_0、Mag_1、...Mag_N。與振幅值Mag_0-Mag_N的熵編碼相關聯的位元長度資訊INFBD和振幅值Mag_0-Mag_N被熵編碼以形成第一位元流部分BS1。由於所提出的正負號資料去除，正負號資料僅包括非零符號值之正負號值，並且被熵編碼到第二位元流部分BS2中。在本實施例中，第一位元流部分BS1和第二位元流部分BS2被連接(concatenated)以形成位元流片段BS。
在第二示例性位元流片段生成設計中，組合電路104通過交錯第一位元流部分BS1的部分和第二位元流部分BS2的部分來生成像素組之位元流片段BS，其中非零符號值之編碼的振幅值和編碼之正負號值在位元流片段BS中被連接。
第3圖是示出根據本發明之實施例的從不同位元流部分的交錯部分生成的位元流片段的圖。在該實施例中，像素組之振幅資料包括振幅值(絕對值)Mag_0、Mag_1、Mag_2、...Mag_N。與振幅值Mag_0-Mag_N的熵編碼相關聯的位元長度資訊INFBD和振幅值Mag_0-Mag_N被熵編碼以形成第一位元流部分BS1。由於所提出的正負號資料去除，正負號資料僅包括非零符號值之正負號值Sign_0、Sign_2、...Sign_N，並且被熵編碼到第二位元流部分BS2中。 在本實施例中，第一位元流部分BS1的部分和第二位元流部分BS2的部分被交錯以形成位元流片段BS。對於非零符號值，位元流片段BS中的對應的編碼振幅值(例如，Mag_0/Mag_2/Mag_N)後面是位元流片段BS中相應的編碼正 負號值(例如，Sign_0/Sign_2/Sign_N)。對於零符號值，僅在位元流片段BS中呈現相應的編碼振幅值(例如，Mag_1)。因此，將零符號值之相應的編碼振幅值(例如，Mag_1)和前面的非零符號值之對應的編碼之正負號值(例如，Sign_0)連接起來，並且零符號值之對應的編碼振幅值(例如，MagId)和隨後的非零符號值之對應編碼振幅值(例如，Mag_2)被連接起來。
像素組之位元流片段BS從編碼裝置的熵編碼器100生成，並且可以經由傳輸裝置被傳送到解碼裝置。解碼裝置之熵解碼器可以被配置為對像素組之位元流片段BS進行熵解碼以獲得像素組之符號的解碼之振幅資料和解碼之正負數資料。第4圖是示出根據本發明之實施例的示例性熵解碼器的框圖。作為示例而非限制，熵解碼器400可以由高級顯示流壓縮(A-DSC)解碼器採用。 在本實施例中，熵解碼器400支持第1圖所提出的正負號資料恢復功能，並且用於熵解碼從所示的熵編碼器100生成的位元流片段BS(其由第一位元流部分BS1和第二位元流部分BS2組成)。如第4圖所示，熵解碼器400包括熵解碼電路402和恢復電路404。熵解碼電路402被配置為接收由第一位元流部分BS1(其包括編碼位元長度資訊D3和編碼的振幅資料D1)和第二位元流部分BS2(其包括編碼的正負號資料D2)組成的位元流片段BS，並且對位元流片段BS進行熵解碼以獲得像素組(例如，2×2像素組)的符號S的解碼資料。具體地說，第一位元流部分BS1包含像素組之符號S的編碼振幅資料，第二位元流部分BS2包含像素組之符號S的至少一部分(即，部分或全部)編碼的正負號資料。
當第一位元流部分BS1和第二位元流部分BS2被連接在位元流片段BS中時，熵解碼電路402可以被配置為具有兩個熵解碼單元，用於對第一位元流部分BS1和第二位元流部分BS1並行進行熵解碼。第5圖是示出根據本發明之實施例的位元流片段中的不同位元流部分的並行解碼設計的圖。熵解碼電路402的一個熵解碼單元對第一位元流部分BS1進行熵解碼以獲得解碼之位元長度 資訊INFBD'和解碼之振幅資料Mag(S)，並且熵解碼電路402的另一熵解碼單元熵解碼第二位元流部分BS2以獲得解碼之正負號資料Sign(S)'。如第5圖所示，第一位元流部分BS1包括編碼位元長度資訊INFBD和編碼振幅值Mag_0-Mag_N。因此，熵解碼電路402可以對編碼的位元長度資訊INFBD和編碼的幅值Mag_0-Mag_N逐個進行熵解碼。解碼之位元長度資訊INFBD'包括與編碼的振幅值Mag_0-Mag_N之熵解碼相關聯的位元長度值。
例如，編碼振幅值Mag_0-Mag_N中的每一個由固定長度編解碼生成。因此，熵解碼電路402根據由解碼之位元長度資訊INFBD'指示的位元長度值熵解碼編碼的振幅值Mag_0-Mag_N，其中每個編碼的振幅值Mag_0-Mag_N的位元長度等於所述位元長度值。
對於另一示例，編碼振幅值Mag_0-Mag_N中的每一個由可變長度編解碼(例如，GR編解碼)生成。因此，編碼的振幅值Mag_0-Mag_N中的每一個包括根據GR編解碼之前綴部分和後綴部分。熵解碼電路402根據由解碼之位元長度資訊INFBD'指示的位元長度值(例如，每個GR碼的後綴部分的位元長度)，對編碼的振幅值Mag_0-Mag_N執行GR解碼。
此外，熵解碼電路402可以同時開始第一位元流部分BS1之熵解碼和第二位元流部分BS2之熵解碼。因此，熵解碼電路402通過另一熵解碼單元對第二位元流部分BS2進行熵解碼，進一步獲得解碼之正負號資料Sign(S)’。例如，每個正負號值使用單個位元進行熵編碼，其中正號{+}可以由一個位元“0”表示，負號{-}可以由另一位元“1”表示，因此，包括在第二位元流部分BS2中的每個位元指示一個正負號值。另一個例子，正負號值是使用運行長度編解碼進行熵編碼的。因此，熵解碼電路402通過運行長度解碼熵解碼第二位元流部分BS2，使得在第二位元流部分BS2中呈現的每個運行表示被解碼為一個或多個相同之正負號值(例如，0或1)。
或者，當第一位元流部分BS1的部分和第二位元流部分BS2的部分在位元流片段BS中交錯時，熵解碼電路402可以被配置為具有一個熵解碼單元，用於以非並行方式對第一位元流部分BS1和第二位元流部分BS2進行熵解碼。第6圖是示出根據本發明之實施例的位元流片段中的不同位元流部分的非並行解碼設計的圖。熵解碼電路402對第一位元流部分BS1進行熵解碼以獲得解碼之位元長度資訊INFBD'和解碼之振幅資料Mag(S)，並進一步對第二位元流部分BS2進行熵解碼以獲得解碼之正負號資料Sign(S)’。如第6圖所示，第一位元流部分BS1包括編碼位元長度資訊INFBD和編碼的振幅值Mag_0、Mag_1、Mag_2、...Mag_N，並且第二位元流部分BS2包括編碼之正負號值Sign_0、Sign_2、...Sign_N。對於具有非零振幅的符號，編碼的振幅值(例如，Mag_0/Mag_2/Mag_N)和編碼之正負號值(例如，Sign_0/Sign_2/Sign_N)被連接在位元流片段BS中。對於零振幅的符號，僅在位元流片段BS中呈現編碼的振幅值(例如，Mag_1)。由於編碼的振幅值Mag_0、Mag_1、Mag_2、...Mag_N和編碼之正負號值Sign_0、Sign_2、...Sign_N在位元流片段BS中被交錯，所以交錯的編碼的振幅值和編碼之正負號值以順序方式進行熵解碼。例如，熵解碼電路402以順序方式熵解碼符號值之編碼的振幅值和編碼之正負號值，其中符號值之解碼振幅值具有非零振幅值。對於另一示例，熵解碼電路402以順序方式熵解碼當前符號值之編碼振幅值和隨後符號值之編碼振幅值，其中當前符號值之解碼振幅值具有零振幅值。對於另一個例子，熵解碼電路402以順序的方式熵解碼先前符號值之編碼正負號值和當前符號值之編碼振幅值，其中當前符號值之解碼振幅值具有零振幅值。
如上所述，編碼振幅值Mag_0-Mag_N中的每一個可以由固定長度編解碼或可變長度編解碼(例如，GR編解碼)生成。因此，熵解碼電路402根據由解碼之位元長度資訊INFBD'指示的位元長度值熵解碼編碼的振幅值Mag_0- Mag_N。如果通過固定長度編解碼產生編碼振幅值Mag_0-Mag_N中的每一個，則編碼振幅值Mag_0-Mag_N中的每一個的位元長度等於由解碼之位元長度資訊INFBD'指示的位元長度值。如果通過可變長度編解碼(例如，GR編解碼)生成編碼振幅值Mag_0-Mag_N中的每一個，則由解碼之位元長度資訊INFBD'指示的位元長度值等於每個GR碼後綴部分的位元長度。
第4圖所示的恢復電路404接收符號S的解碼之振幅資料Mag(S)'和符號S的至少一部分(即，部分或全部)的解碼之正負號資料Sign(S)’，並根據解碼之振幅資料Mag(S)'和解碼之正負號資料Sign(S)'生成符號S的解碼資料。具體地說，由於由像素組之符號S擁有至少一個零符號值之事實，當在熵編碼器100處啟用正負號資料去除時，解碼之正負號資料Sign(S)’不包括至少一個零符號值之正負號值；由於像素組之符號S所具有的所有符號值都具有非零振幅的事實，當在熵編碼器100處不啟用正負號資料去除時，解碼之正負號資料Sign(S)’包括由像素組之符號S擁有的所有非零符號值之正負號值。因此，當符號值之解碼振幅值為零振幅值時，第二位元流部分BS2不包含該符號值之編碼正負號值，解碼後的正負號資料Sign(S)’不包括該符號值之正負號值。恢復電路404能夠進行正負號資料恢復，使得通過直接使用預定義正負號值(例如，“+”)在恢復電路404恢復符號值之正負號值。
簡而言之，熵解碼器400接收由第一位元流部分和第二位元流部分組成的位元流片段；對位元流片段進行熵解碼以從第一位元流部分衍生像素組之多個符號的解碼振幅資料，並從第二位元流部分衍生像素組之多個符號的至少一部分的解碼正負號資料，其中，像素組包括多個像素，像素組之多個符號分別具有多個像素的多個符號值；以及根據多個符號的解碼振幅資料和多個符號的至少一部分的解碼正負號資料生成像素組之多個符號的解碼資料，其中當第一符號值之解碼振幅值為零振幅時，解碼之正負號資料不包含第一符號值之 正負號值，並且通過直接使用預定義正負號值來恢復第一符號值之正負號值。在各示例中，熵解碼器400也執行其他操作，此處不再贅述。
應當注意，如第5圖所示，第一位元流部分BS1和第二位元流部分BS2的並行解碼並不意味著整個正負號資料解碼過程必須獨立於整個振幅資料解碼過程。例如，當振幅值具有零值時，對應的編碼振幅值將具有零值。因此，在本發明之一些實施例中，熵解碼電路402可以對包括在第一位元流部分BS1中的每個編碼的振幅值(例如，編碼的Mag_0)執行零檢查(zero checking)，以確定編碼的振幅值(例如，編碼的Mag_0)是否具有零值，並且還可以參考零檢查結果以確定第二位元流部分BS2(其包括編碼的正負號資料)是否具有與編碼的振幅值(例如，編碼的Mag_0)相關聯的編碼之正負號值(例如，編碼的Sign_0)。作為示例而非限制，包含在第一位元流部分BS1中的所有編碼振幅值(例如，編碼振幅值Mag_0-Mag_N)的零檢查結果可被熵解碼電路402用於確定第二位元流部分BS2的大小。儘管可以以並行方式解碼第一位元流部分BS1和第二位元流部分BS2，但是在第一位元流部分BS1的解碼和第二位元流部分BS2的解碼之間可能存在一定的依賴關係。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

Claims (20)

  1. 一種熵編碼方法，包括：接收像素組之多個符號；熵編碼從所述像素組之所述多個符號衍生的資料，以生成第一位元流部分和第二位元流部分，其中所述第一位元流部分包括所述像素組之所述多個符號的編碼振幅資料，並且所述第二位元流部分包括所述像素組之所述多個符號的至少一部分的編碼的正負號資料；其中由固定長度編解碼根據位元長度值對所述多個符號值之每個振幅值進行編碼，其中每個符號值之編碼振幅值的位元長度與所述位元長度值相等，並將所述位元長度值熵編碼到所述第一位元流部分中；以及通過至少組合所述第一位元流部分和所述第二位元流部分來生成所述像素組之位元流片段；其中，所述像素組包括多個像素，所述像素組之所述多個符號分別具有所述多個像素的多個符號值，並且當第一符號值具有零振幅值時，所述第一符號值之正負號值不被熵編碼到所述第二位元流部分。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之熵編碼方法，其中所述固定長度編解碼將所述位元長度值設定為完全以二進位符號表示的所述多個符號值之所述多個振幅值所需的最小位元長度之最大值。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之熵編碼方法，其中至少組合所述第一位元流部分和所述第二位元流部分包括：連接所述第一位元流部分和所述第二位元流部分以形成所述像素組之所述位元流片段，其中所述第一位元流部分的末尾與所述第二位元流部分的開始相連接。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之熵編碼方法，其中至少組合所述第一位元流部分和所述第二位元流部分包括：交錯所述第一位元流部分的一個或多個部分和所述第二位元流部分的一個或多個部分以形成所述像素組之所述位元流片段，其中當第二符號值具有非零振幅值時，所述第二符號值之編碼的振幅值和編碼之正負號值被連接在所述位元流片段中。
  5. 一種熵編碼方法，包括：接收像素組之多個符號；熵編碼從所述像素組之所述多個符號衍生的資料，以生成第一位元流部分和第二位元流部分，其中所述第一位元流部分包括所述像素 組之所述多個符號的編碼振幅資料，並且所述第二位元流部分包括所述像素組之所述多個符號的至少一部分的編碼的正負號資料；其中通過哥倫布-萊斯編解碼熵編碼多個符號值之多個編碼振幅值，並將所述哥倫布-萊斯編解碼還從所述第一位元流部分衍生後綴部分的位元長度值；以及通過至少組合所述第一位元流部分和所述第二位元流部分來生成所述像素組之位元流片段；其中，所述像素組包括多個像素，所述像素組之所述多個符號分別具有所述多個像素的所述多個符號值，並且當第一符號值具有零振幅值時，所述第一符號值之正負號值不被熵編碼到所述第二位元流部分。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之熵編碼方法，其中所述第二位元流部分由運行長度編解碼生成。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之熵編碼方法，其中至少組合所述第一位元流部分和所述第二位元流部分包括： 連接所述第一位元流部分和所述第二位元流部分以形成所述像素組之所述位元流片段，其中所述第一位元流部分的末尾與所述第二位元流部分的開始相連接。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之熵編碼方法，其中至少組合所述第一位元流部分和所述第二位元流部分包括：交錯所述第一位元流部分的一個或多個部分和所述第二位元流部分的一個或多個部分以形成所述像素組之所述位元流片段，其中當第二符號值具有非零振幅值時，所述第二符號值之編碼的振幅值和編碼之正負號值被連接在所述位元流片段中。
  9. 一種熵解碼方法，包括：接收由第一位元流部分和第二位元流部分組成的位元流片段；對所述位元流片段進行熵解碼以從所述第一位元流部分衍生像素組之多個符號的解碼振幅資料，並從所述第二位元流部分衍生所述像素組之所述多個符號的至少一部分的解碼正負號資料，其中，所述像素組包括多個像素，所述像素組之所述多個符號分別具有所述多個像素的多個符號值；其中由固定長度解碼根據位元長度值解碼所述多個符號值之所述多個編碼振幅值中的每一個，其中每個符號值之編碼振幅值的位元長 度等於所述位元長度值，所述固定長度解碼還從所述第一位元流部分衍生所述位元長度值；以及根據所述多個符號的所述解碼振幅資料和所述多個符號的所述至少一部分的所述解碼正負號資料生成所述像素組之所述多個符號的解碼資料，其中當第一符號值之解碼振幅值為零振幅時，所述解碼之正負號資料不包含所述第一符號值之正負號值，並且通過直接使用預定義正負號值來恢復所述第一符號值之所述正負號值。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之熵解碼方法，其中所述第二位元流部分通過運行長度解碼進行熵解碼。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之熵解碼方法，其中所述第一位元流部分和所述第二位元流部分被連接在所述像素組之所述位元流片段中；所述第一位元流部分的末尾與所述第二位元流部分的開始相連接；並且所述位元流片段之熵解碼包括：以並行方式對所述第一位元流部分和所述第二位元流部分進行熵解碼。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之熵解碼方法，其中所述第一位元流部分的一個或多個部分和所述第二位元流部分的一個或多 個部分被交錯在所述像素組之所述位元流片段中；並且所述位元流片段之熵解碼包括：以順序方式熵解碼第二符號值之編碼振幅值和編碼正負號值，其中所述第二符號值之解碼振幅值具有非零振幅值。
  13. 一種熵解碼方法，包括：接收由第一位元流部分和第二位元流部分組成的位元流片段；對所述位元流片段進行熵解碼以從所述第一位元流部分衍生像素組之多個符號的解碼振幅資料，並從所述第二位元流部分衍生所述像素組之所述多個符號的至少一部分的解碼正負號資料，其中，所述像素組包括多個像素，所述像素組之所述多個符號分別具有所述多個像素的多個符號值；其中通過哥倫布-萊斯編解碼熵解碼所述多個符號值之多個幅值，並將每個符號值之編碼幅值的後綴部分的位元元長度值熵解碼到所述第一位元流部分中；以及根據所述多個符號的所述解碼振幅資料和所述多個符號的所述至少一部分的所述解碼正負號資料生成所述像素組之所述多個符號的解碼資料，其中當第一符號值之解碼振幅值為零振幅時，所述解碼 之正負號資料不包含所述第一符號值之正負號值，並且通過直接使用預定義正負號值來恢復所述第一符號值之所述正負號值。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之熵解碼方法，其中所述第二位元流部分通過運行長度解碼進行熵解碼。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之熵解碼方法，其中所述第一位元流部分和所述第二位元流部分被連接在所述像素組之所述位元流片段中；所述第一位元流部分的末尾與所述第二位元流部分的開始相連接；並且所述位元流片段之熵解碼包括：以並行方式對所述第一位元流部分和所述第二位元流部分進行熵解碼。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之熵解碼方法，其中所述第一位元流部分的一個或多個部分和所述第二位元流部分的一個或多個部分被交錯在所述像素組之所述位元流片段中；並且所述位元流片段之熵解碼包括： 以順序方式熵解碼第二符號值之編碼振幅值和編碼正負號值，其中所述第二符號值之解碼振幅值具有非零振幅值。
  17. 一種熵編碼器，包括：熵編碼電路，被配置為接收像素組之多個符號，以及熵編碼從所述像素組之所述多個符號衍生的資料，以生成第一位元流部分和第二位元流部分，其中所述第一位元流部分包括所述像素組之所述多個符號的編碼的振幅資料，並且所述第二位元流部分包括所述像素組之所述多個符號的至少一部分的編碼的正負號資料；以及組合電路，被布置成通過至少組合所述第一位元流部分和所述第二位元流部分來生成所述像素組之位元流片段；其中，所述像素組包括多個像素，所述像素組之所述多個符號分別具有所述多個像素的多個符號值，由固定長度編解碼根據位元長度值對所述多個符號值之每個振幅值進行編碼，其中每個符號值之編碼振幅值的位元長度與所述位元長度值相等，並將所述位元長度值熵編碼到所述第一位元流部分中，並且當第一符號值具有零振幅值時，所述熵編碼電路不將所述第一符號值之正負號值熵編碼進所述第二位元流部分。
  18. 一種熵編碼器，包括： 熵編碼電路，被配置為接收像素組之多個符號，以及熵編碼從所述像素組之所述多個符號衍生的資料，以生成第一位元流部分和第二位元流部分，其中所述第一位元流部分包括所述像素組之所述多個符號的編碼的振幅資料，並且所述第二位元流部分包括所述像素組之所述多個符號的至少一部分的編碼的正負號資料；以及組合電路，被布置成通過至少組合所述第一位元流部分和所述第二位元流部分來生成所述像素組之位元流片段；其中，所述像素組包括多個像素，所述像素組之所述多個符號分別具有所述多個像素的多個符號值，通過哥倫布-萊斯編解碼熵編碼所述多個符號值之多個編碼振幅值，並將所述哥倫布-萊斯編解碼還從所述第一位元流部分衍生後綴部分的位元長度值，並且當第一符號值具有零振幅值時，所述熵編碼電路不將所述第一符號值之正負號值熵編碼進所述第二位元流部分。
  19. 一種熵解碼器，包括：熵解碼電路，被配置為接收由第一位元流部分和第二位元流部分組成的位元流片段，並且對所述位元流片段進行熵解碼以從所述第一位元流部分衍生像素組之多個符號的解碼振幅資料，並且從所述第二位元流部分衍生所述像素組之所述多個符號的至少一部分的解碼之正負號資料；以及 恢復電路，被配置為根據所述多個符號的所述解碼振幅資料和所述多個符號的所述至少一部分的所述解碼之正負號資料來生成所述像素組之所述多個符號的解碼資料；其中，所述像素組包括多個像素，所述像素組之所述多個符號分別具有所述多個像素的多個符號值，由固定長度解碼根據位元長度值解碼所述多個符號值之所述多個編碼振幅值中的每一個，其中每個符號值之編碼振幅值的位元長度等於所述位元長度值，所述固定長度解碼還從所述第一位元流部分衍生所述位元長度值，並且當第一符號值之解碼振幅值為零振幅值時，所述解碼之正負號資料不包含所述第一符號值之正負號值，所述恢復電路通過直接使用預定義之正負號值來恢復所述第一符號值之所述正負號值。
  20. 一種熵解碼器，包括：熵解碼電路，被配置為接收由第一位元流部分和第二位元流部分組成的位元流片段，並且對所述位元流片段進行熵解碼以從所述第一位元流部分衍生像素組之多個符號的解碼振幅資料，並且從所述第二位元流部分衍生所述像素組之所述多個符號的至少一部分的解碼之正負號資料；以及恢復電路，被配置為根據所述多個符號的所述解碼振幅資料和所述多個符號的所述至少一部分的所述解碼之正負號資料來生成所述像素組之所述多個符號的解碼資料； 其中，所述像素組包括多個像素，所述像素組之所述多個符號分別具有所述多個像素的多個符號值，通過哥倫布-萊斯編解碼熵解碼所述多個符號值之多個幅值，並將每個符號值之編碼幅值的後綴部分的位元元長度值熵解碼到所述第一位元流部分中，並且當第一符號值之解碼振幅值為零振幅值時，所述解碼之正負號資料不包含所述第一符號值之正負號值，所述恢復電路通過直接使用預定義之正負號值來恢復所述第一符號值之所述正負號值。
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