[发明专利]分层信号质量层级中的继承

说明书

背景技术

在信号的编码和解码两者期间，CPU（中央处理单元）的效率至关重要。最近一代的处理器正变得越来越并行，达到在每一个单个芯片上的数百个的单一核心。

不幸地，传统的MPEG（变动位置图画面专家组）族编解码器生来是结构上不并行的。这源于如下的事实：它们是基于块的，并且每一个图像块必须被顺序地编码和解码，原因为了完成有效压缩，对所有块必须在以某种方式彼此依赖。

经由将所谓的“片”（基本上，被视作独立于彼此的图像片断，好像它们是一个紧跟在另一个之后放置的分开的视频）引入MPEG编码，H.264标准允许几个线程并行地（通常2或3个线程）进行处理。诸如去马赛克（即，使在块之中的转变“平滑”以创建更一致的图像的滤波器）的重要算法元素通常是充满条件指令的全局操作，其不适合于包括并行CPU的应用。

当今的CPU和GPU（图形处理单元）通常是非常强大的；单个GPU可以包括数百个计算核心以执行信息的并行处理。当使用当前的技术时，可以将图像的更大部分存储在处理器缓存中以供处理。的将图像分裂为大量小块的需要（其是当创建MPEG时的驱动因素）不再应用于现代的CPU和GPU，因为来自该时代的处理器每次仅可以处理非常小的视频数据块——然后仅顺序地处理。因此，当实现像MPEG类型的编码/解码时，大部分的可用处理能力可能从未使用过，并且将块效应不必要地引入信号中。同样，与MPEG被开发时的趋势相比，现代的日常应用通常要求高得多的清晰度视频编码以及高得多的整体播放质量。在高清晰度（HD）的高质量视频中，在带有低细节的（甚至潜在地离焦的）的区域与带有非常精细的细节的区域之间存在大得多的差异。这使得诸如用在MPEG中的频域变换的频域变换的使用更不适合于图像处理和播放，因为相关频率的范围变得宽得多。

此外，更高的分辨率图像包括更高数量的摄像机噪声和/或胶片颗粒，即非常详细的高频率像素转变，其可以是对于观看完全不相干的，并且要求许多位来进行编码。

最后，传统的编解码器是不合适于与3D或体积成像一起有效地执行，所述3D或体积成像在诸如医学成像、科学成像等的领域中正变得越来越重要。

当今，大多数目标装置支持不同的播放分辨率和质量。所谓的SVC（可缩放的视频编码），用于可缩放性的当前的MPEG标准已经不被产业界顺利地接收，并且几乎不出现于尚未存在的采用，因为它被认为方式太复杂，并且有些带宽效率低。

此外，编码后的视频是丰富的；即，内容供应商通常不具有用来定制编码器参数并试验每一个特定的视频流的时间。当前，内容供应商不喜欢的是，许多编码参数必须被人工地调节（每次执行编码并检查结果质量），以便成功地对视频进行编码。

作为对用于编码/解码的MPEG标准的替换，所谓的图像金字塔已经用于编码/解码目的。例如，通过使用拉普拉斯金字塔，常规系统已经使用高斯滤波器并接着建立在用严格编程的解码器通过上采样从更低分辨率级别返回到原始级别而获得的图像之间的差异的金字塔来创建更低分辨率的图像使其。

常规拉普拉斯金字塔编码的使用已经被抛弃。这种变换的一个不足之处是作者总是试图避免下采样图像中的失真/假象，所以他们通常使用高斯滤波，因为其是唯一不添加其自身的任何信息的滤波器类型。然而，高斯滤波的不可克服的难题是它引入了模糊效应，使得当提升回更高的分辨率时，存在对过度量的图像校正信息的需要，以重现原始的图像。换句话说，用常规滤波器进行上采样导致在重构的图像中的参差不齐或模糊的边缘。参差不齐或模糊的边缘需要通过使用大量残留数据来进行校正，使得这样的编码技术对于在更高分辨率应用中使用是不期望的。

发明内容

本文中的实施例相对于常规系统和方法脱离，以减小用所期望的精确度重构信号所需的重构数据量。为了简单起见，本文中说明的非限制性实施例指的是作为设定的多维平面的信号。平面中的坐标的合适集合识别平面元素（或“像元”），其均通过一个或多个设定（例如，通过非限制性示例的在合适的色系中的颜色设定、指示密度级别的设定、指示温度级别的设定、指示时间中的持续时间的设定等等）来表征。作为非限制性示例，信号可以是图像、体积信号（例如，医学成像、科学成像、全息成像等等）、以多于三维为特征的信号、基于时间的信号（例如，音频信号、视频信号等等）等等。为了简单起见，本文中说明的实施例经常指的是显示为设定的2D平面（例如，在合适的色系中的2D图像）的信号，诸如例如画面。然而，相同的概念和方法也可应用于任何其它类型的信号。

本文中描绘的创新实施例涉及从层级中的一个级别到下一个级别继承信息的独特方式。