发明名称 调色后影像之压缩及M个字母之位元编码之二进位化
摘要 本发明提供一种用于压缩调色后影像之改良式方法及装置。根据输入资料的前后关联模型,使以 M 个字母形成的输入符号二进位化,其中该二进位化方式系经选择,以便利用二进位编码器提供良好的压缩。利用一重新索引表决定特定的二进位化方式,该重新索引表系将每一输入符号对映到若干二进位值。待压缩的影像决定此种对映关系,且于传送压缩后影像时,通常亦传送此种对映关系作为控制资讯。不论是否对输入重新索引,都可以平行之方式转换并压缩这些符号,其中系视需要将这些输入符号的位元存放在缓冲区,并将这些位元重新排序,以便确保:在解压缩器对一正在解码的位元解码之前,已可取得该正在解码位元的前后关联所需之一些位元。解压缩器包含一用来执行重新排序的反向作业之装置,使该解压缩器之输出与压缩器之输入相同。
申请公布号 TW255999 申请公布日期 1995.09.01
申请号 TW084101311 申请日期 1995.02.14
申请人 理光股份有限公司 发明人 大卫.史多克;亚曼德.山狄;詹姆士.亚伦
分类号 H03M7/42 主分类号 H03M7/42
代理机构 代理人 林志刚 台北巿南京东路二段一二五号七楼;林敏生 台北巿南京东路二段一二五号七楼伟成第一大楼
主权项 1.一种压缩输入符号之方法,其中每一输入符号系选自M个符号的字母组,以便代表一调色后影像之一像素,输入符号被转换成以较少位元来代表的代码字,并可将代码字解码成输入符号,该方法包含下列各步骤:选择一前后关联模型;读取M个输入符号的一输入位元流;决定一由该输入位元流中该前后关联模型指示的前后关联之分布;决定一该输入位元流中该前后关联中之该等M个输入位元流之分布;将一第一二进位序列指定给该字母组中M个符号的第一符号,其中该二进位序列是K个位元,K是大于或等于log@ss2M的整数;将后续的二进位序列指定给字母组中M个符号之各后续符号,其中后续的二进位序列是选自所有未指定二进位序列的二进位序列,此种方式将在字母组的部分符号字母组中得到最小的部分位元乱度,其中业已将一二进位序列及所选择的二进位序列指定给该部分符号字母组,因而形成一重新索引表,用以将M个符号转换成其指定的二进位化方式;在至少将M-1个二进位序列指定给符号之前,重复该指定后续二进位序列的步骤;将其余的二进位序列指定给一个剩余的符号,因而完成该重新索引表;利用该重新索引表使每一M个输入符号二进位化,以便形成一位元流;以及对该位元流执行乱度编码,以便形成压缩后代码字流中之各代码字。2.根据申请专利范围第1项之方法,其中该部分位元乱度是各二进位序列的所有前后关联及所有K个位元位置中部分位元乱度之总和,此处的部分位元乱度是部分位置条件机率与部分条件机率间之比率之乱度。3.根据申请专利范围第1项之方法,又包含下列步骤:将该压缩后代码字流及该重新索引表传送到一解压缩器。4.根据申请专利范围第3项之方法,又包含下列步骤:在传送之后对该压缩后之代码字流解压缩,以便回复该位元流成为解码后之。5.根据申请专利范围第4项之方法,又包含下列步骤:以相反的方式利用该重新索引表,而对该解码后之位元流解索引。6.根据申请专利范围第1项之方法,又包含下列各步骤:将该压缩后代码字流传送到一解压缩器;在传送之后对该压缩后之代码字流解压缩,以便回复该位元流成为解码后之位元流;以及根据得自该解码后位元流的先前已转换部分之前后关联模型,而转换该解码后之位元流。7.根据申请专利范围第1项之方法,其中该前后关联模型是一位元位置前后关联模型,其中系利用一位元于其二进位码内的位置决定该位元之前后关联。8.根据申请专利范围第1项之方法,其中该前后关联模型是一位元平面前后关联模型,其中系利用一位元于其二进位码内之位置、及一前后关联符号,而决定该位元之前后关联。9.根据申请专利范围第1项之方法,其中该前后关联模型是一位元相关前后关联模型,其中系在有先前处理过位元之情形下,利用一位元的二进位码之该等先前处理过之位元决定该位元之前后关联。10.根据申请专利范围第1项之方法,其中该前后关联模型是一第一马可夫位元相关前后关联模型,其中系在有先前处理过位元之情形下,利用一位元的二进位码之该等先前处理过之位元、及一前后关联符号,而决定该位元之前后关联。11.根据申请专利范围第1项之方法,其中该前后关联模型是一混合的前后关联模型,其中系在有先前处理过位元之情形下,利用一位元的二进位码之该等先前处理过之位元、及一前后关联符号的二进位位元,而决定该位元之前后关联。12.一种压缩输入符号之方法,其中每一输入符号系选自M个符号的字母组,以便代表一调色后影像之一像素,输入符号被转换成以较少位元来代表的代码字,并可将代码字解码成输入符号,该方法包含下列各步骤:读取M个输入符号的一输入位元流;将该等M个输入符号二进位化成一个二进位化符号流;为每一个二进位化符号的每一位元识别一前后关联,其中系利用该每一个二进位化符号内的该每一位元之位置、及一前后关联符号,而决定该每一位元的前后关联,该前后关联符号是一不同于该每一个二进位化符号之符号,且与该每一个二进位化符号有一预定关系,该预定关系为:于解码时,系在该前后关联符号之后对该每一个二进位化符号解码;决定该等前后关联的一个二进位乱度码;以及根据该二进位乱度码,对该二进位化符号流的每一位元编码,且系利用该符号流的该每一位元之前后关联、及该符号流的该每一位元値,而决定该二进位乱度码。13.一种压缩输入符号之方法,其中每一输入符号系选自M个符号的字母组,以便代表一调色后影像之一像素,输入符号被转换成以较少位元来代表的代码字,并可将代码字解码成输入符号,该方法包含下列各步骤:读取M个输入符号的一输入位元流;将该等M个输入符号二进位化成一个二进位化符号流;为每一个二进位化符号的每一位元识别一前后关联,其中系利用该每一个二进位化符号内的该每一位元之位置、及一前后关联符号的若干二进位位元,而决定该每一位元的前后关联,该前后关联符号是一不同于该每一个二进位化符号之符号,且与该每一个二进位化符号有一预定关系,该预定关系为:于解码时,系在该前后关联符号之后对该每一个二进位化符号解码;决定该等前后关联的一个二进位乱度码;以及根据该二进位乱度码,对该二进位化符号流的每一位元编码,且系利用该符号流的该每一位元之前后关联、及该符号流的该每一位元値,而决定该二进位乱度码。14.一种压缩引擎,用以压缩M个符号,每一符号代表一调色后影像之像素値,且每一符号系选自M个符号的字母组,符号被转换成以较少位元来代表的代码字,并可自代码字提取M个符号,该压缩引擎包含:决定装置,用以决定该输入位元流中各符号的分布;一重新索引表产生器,用以决定M个可能符号中每一符号之二进位化方式,该二进位化系根据该等M个符号的分布,其中系由一重新索引表代表该二进位化方式;重新索引装置,用以根据该重新索引表而将每一M个符号二进位化成一个二进位序列,因而将代表调色后影像的若干M个符号变换成一个二进位位元流;一个二进位乱度编码压缩器,用以压缩该二进位位元流,并输出一所得到的代码字流;其中该二进位化方式系经选择,以便使二进位后的输入位元流之位元乱度成为最小値。15.根据申请专利范围第14项之压缩引擎,其中该二进位化方式是所有可能的二进位化方式中之一种,可得到该位元乱度的局部最小値。16.根据申请专利范围第14项之压缩引擎,其中该二进位序列的长度固定为K个位元,此处K系大于或等于log@ss2M。17.根据申请专利范围第14项之压缩引擎,其中该位元乱度编码压缩器包含一前后关联模型产生器、一机率估计模组、及一位元产生器。18.一种乱度编码器,其中系根据前后关联符号所提供的一前后关联而对各输入符号编码,这些前后关联符号亦是输入符号,该乱度编码器包含:耦合到该乱度编码器的一符号输入端之符号重新排序装置,用以将各输入符号自输入位元流顺序重新排序成经过重新排序后的位元流顺序;耦合到该符号重新排序装置的输出端之一前后关联模型产生器,用以依循经过重新排序的位元流顺序而接受各输入符号,并视需要而储存各输入符号,以便利用一现行输入符号的前后关联符号而决定该现行输入符号之前后关联;被耦合而自该前后关联模型产生器接收该现行输入符号及该现行输入符号的一前后关联之机率估计器,用以估计于产生时已知前后关联的该现行输入符号之机率;以及耦合到该机率估计器之一位元产生器,用以根据该机率估计器所提供的机率估计値而产生各代码字,该等代码字系该经过重新排序的输入符号流之压缩后表示码;其中该符号重新排序装置对输入符号重新排序,使该经过重新排序的位元流中介于该现行输入符号与该现行输入符号的前后关联符号之间有一重新排序距离,而该输入位元流中介于该现行输入符号与该现行输入符号的前后关联符号之间有一原始距离,且该重新排序距离大于该原始距离。19.根据申请专利范围第18项之乱度编码器,又包含一解码器,该解码器包含:一第二前后关联模型产生器,用以视需要而储存解码后的输入符号,以便决定一现行输入符号之前后关联;一第二机率估计器,该第二机率估计器系被耦合,以便自该第二前后关联模型产生器接收该现行输入符号之一前后关联;被耦合而接收该位元产生器所输出该等代码字之一第二位元产生器,用以根据该第二机率估计器所提供之机率估计値而自该等代码字产生一符号流;以及耦合到该第二前后关联模型产生器的一符号输出端之符号解除排序装置,用以将解码后之各输入符号自该重新排序位元流顺序重新排序成该输入位元流顺序,因而增加被解码的该等前后关联符号与被解码的该等现行输入符号间之延迟。20.根据申请专利范围第19项之乱度编码器,又包含一以平行方式对该等代码字解码之装置,其中该增加之延迟足以容许执行平行解码,且同时由该解码器视需要而提供前后关联符号。21.一种乱度写码器,其中系以平行之方式对取自一输入位元流的复数个位元写码,该乱度写码器包含:一前后关联模型产生器,用以接收一输入位元,并输出成对的该输入位元与该输入位元相关的一前后关联,系利用至少一个先前输入的位元、一输入符号内该输入位元之位置、以及一预定的前后关联模型,而决定该前后关联;一对前后关联敏感的平行写码器,该平行写码器系被耦合,以便自该前后关联模型产生器接收成对的输出,于有该等成对前后关联时,该平行写码器根据各输入位元之机率估计値而产生诸代码字,该等代码字系该输入位元流的压缩后表示码,且该平行写码器包含:形成平行输入位元流之装置,用以将N个位元群集成一组位元;以及复数N个写码阶段,每一阶段处理自该组群集的位元输入之一位元;以及耦合于输入位元流之一输入端与该前后关联模型产生器间之位元重新排序装置,用以对各输入位元重新排序,使一组位元中一位元之前后关联与该组位元中之其他位元无关。22.根据申请专利范围第21项之乱度写码器,其中该位元重新排序装置亦对该输入位元流重新排序,使一组经过平行处理的位元中不会有任何两个位元共用一共同的前后关联。23.一种乱度写码器,其中系在一具有复数个阶段的管线中对取自一输入位元流的复数个位元写码,该乱度写码器包含:一前后关联模型产生器,用以接收一输入位元,并输出成对的该输入位元及与该输入位元相关的一前后关联,系利用至少一个先前输入的位元、一输入符号内该输入位元之位置、以及一预定的前后关联模型,而决定该前后关联;一对前后关联敏感的管线写码器,该管线写码器系被耦合,以便自该前后关联模型产生器接收成对的输出,于有该等成对前后关联时,该管线写码器根据各输入位元之机率估计値而产生诸代码字,该等代码字系该输入位元流的压缩后表示码,且该管线写码器包含:一输入阶段,该输入阶段处理该前后关联模型产生器所输出的输入位元;复数个中间阶段,该等中间阶段处理该输入阶段之输出,且每一中间阶段系以管线之方式耦合到其他的阶段,其中至少有一阶段是一对前后关联敏感的阶段,该对前后关联敏感的阶段根据该输入位元的成对前后关联而处理一输入位元;以及一该等复数个中间阶段的最后一阶段之输出端;以及耦合于输入位元流之一输入端与该前后关联模型产生器间之位元重新排序装置,用以对各输入位元重新排序,使于该对前后关联敏感的阶段中处理一特定位元时,该特定位元之前后关联与在该等复数个中间阶段中处理的其他位元无关。24.根据申请专利范围第23项之乱度写码器,其中该位元重新排序装置亦对该输入位元流重新排序,使任何特定时间在该管线中不会有任何两个位元共同一共同的前后关联。图示简单说明:图1是一资料压缩系统之方块图,图中示出一压缩器及一解压缩器;图2是图1所示压缩器之方块图;图3是图1所示解压缩器之方块图;图4是一储存前后关联指标机率表的记忆体之详图;图5是一资料压缩系统之方块图,该资料压缩系统包含一重新索引器,用以根据一重新索引表而重新作出M个符号的索引;图6是一索引最佳化装置之方块图,该索引最佳化装置根据一待压缩资料区段的资料内容而产生一重新索引表;图7是一索引最佳化装置为一适用的重新索引表而执行的程序之流程图;图8示出图2及3所示前后关联模型产生器实施的各种前后关联模型;图9是一平行压缩系统之方块图;图10是一采用单一通道的平行压缩系统之方块图;图11是一重新排序缓冲区之作业方块图;图12是一代表一前后关联状态的记录之逻辑图;以及图13(a)及13(b)是一管线写码器之时间图,该管线写码器
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