[发明专利]可缩放编码

说明书

本发明涉及可缩放编码和译码。

本发明还涉及摄象机系统，接收机，可缩放比特流和贮存媒体。

WO99/16250揭示了嵌入的基于DCT的静止图象编码算法。嵌入的比特流由编码器产生。译码器可以在任何点切割比特流，并因此以较低的比特速率重新构建图象。由于嵌入的比特流在比特流的开始端处包含所有较低速率的嵌入，所以比特是按从最重要到不太重要的方式被排序的。通过使用嵌入码，编码只须在满足如比特计数的目标参量时停止。同样地，给定嵌入比特流后，译码器可在任何点处停止译码，以及可以产生相应于所有较低速率的编码的重新构建图象。以这个较低的速率重新构建的图象的质量是与该图象以该速率被直接编码相同的。

DCT是正交的，这意味着它保存能量。在变换图象中一定幅度的误差将在原始图象中产生相同幅度的误差。这意味着具有最大幅度的系数将被首先发送，因为它们具有最大信息内容。这意味着，信息也可以按照它的二进制表示进行排列，以及最重要的比特将被首先发送。

编码被逐个比特平面地完成。DCT系数以从每个DCT块的左上角(相应于DC系数)开始和到其右下角结束的次序被扫描和被发送，即从最低的频率系数到最高的频率系数。在一个块内，DCT系数以对角线次序逐个比特平面地被扫描。在每次扫描对角线以后，发送一个标志，告知在块的其余部分中是否有新的重要的系数。

本发明的一个目的，特别是，提供改进的可缩放编码。为此，本发明提供编码和译码，摄象机系统，接收机，可缩放比特流和贮存媒体，正如独立权利要求规定的。有利的实施例在从属权利要求中被规定。

按照本发明的一个方面，包括数值块的信号通过一个包括以下步骤的方法被编码：产生对于各自的各个块的各个比特流，和通过循环地和顺序地扫描各自的各个块的各个比特流的选定部分，例如一个或多个比特，而得到可缩放的比特流，其中在给定的扫描循环中，各自的各个块的各个比特流以降低重要性的次序被扫描。这是一种改进，因为当比特流被截断时，具有高的重要性的块比起具有低的重要性的块，是以更高的质量提供的。应当看到，编码器和译码器在扫描次序上是同步的。一种可能性是确定编码器中的扫描次序，以及发送该扫描次序到译码器。另外的可能性是使用预定的准则，它导致在编码器和译码器中有相同的扫描次序，而不用从编码器发送有关扫描次序的信息到译码器。

处理各个块的优点在于，它提供在每个接收的块上“动态地”工作的可能性，而不需要收集和重新安排所有的信号块。因为块被独立地编码，所以它们可以被并行地处理。通过循环地和顺序地扫描各个比特流的部分(该扫描步骤可在某个时刻被停止)得到信号的可缩放的比特流，而不是当所有的块被独立地编码和被连在一起时得到的块状的可缩放比特流。

在本发明的优选实施例中，扫描循环从在编码图象的中心的块开始。当描述编码图象的比特流被截断时，靠近图象中心的块比起向着边缘的块，将具有稍微高的质量。已经发现，相对于趋向于边缘的质量而加强图象中心处的质量，将提高感知的图象质量，由于图象中最感兴趣的目标典型地被放置在中心。从左到右和从上到下的线性扫描次序会因为图象质量中明显可见的突然改变而造成干扰的非自然信号。对于方形图象，可以使用从中心开始和向着边缘螺旋走向的“理想的”螺旋线。而对于长方形图象(它实际上更相关)这样的一个“理想的”螺旋线是不可能的。所以，使用一种算法，它使近似于整个图象的长宽比的一个小区域“长大”，例如，通过把行或列重复地加到此区域中，直至整个图象被覆盖为止。

在本发明的另一个优选实施例中，给定的扫描循环以由预定的准则确定的图象-自适应的次序扫描各个比特流。在这个实施例中，图象的性质被使用来确定扫描次序。因为扫描次序由预定的准则确定，所以在编码器和译码器中，扫描次序是相同的，以及不必要发送扫描次序。预定准则的例子是块的对比度。扫描循环从具有低的对比度的块开始。通过首先扫描低对比度的块来强调它们，可以提高感知的图象质量，因为成块的非自然信号趋向于在低对比度的图象区域中更明显的。在有利的实施例中，块扫描次序完全由在编码器中以及译码器中可提供的信息确定，例如，当数值是变换系数时，通过在给定的扫描循环后确定对于每个块的多个重要系数，以及使用在下一个扫描循环中的扫描次序，其中首先扫描具有较少数目的重要系数的块。重要系数是已发送其一个或多个比特的系数。这样，不需要发送附加比特到译码器。给定块的对比度测量是根据观察：具有较高的对比度的DCT块通常将具有较高的AC变换系数幅度。在另一个优选实施例中，块扫描次序通常将取块于块的对比度与块到图象中心的距离的加权组合。