[发明专利]算术编码的方法和设备

说明书

公开了一种执行算术编码和/或解码的方法和设备。在一个实施例中，编码数据的方法包括对事件序列中的多个事件进行编码以产生已编码数据，且利用已编码数据来产生比特流，包括将零个或更多个填充比特添加到比特流中已编码数据之后，其中所述零个或更多个填充比特操作用于实质上保持已编码事件量、正在编码的块数和比特流中的比特数之间的关系。

本申请是2005年2月17日提交的发明名称为“算术编码的方法和设备”的中国专利申请03819520.8的分案申请。

该专利文件公开的一部分包含受到版权保护的材料。所述版权拥有者不反对由该专利文件或专利公开的任何人进行传真再现，由于其公开在专利和商标局专利文件或记录中，但是无论如何要保留所有版权。

本发明要求2002年9月20日递交的题为“TERMINATION OF ARITHMETIC CODINGAND BYTE STUFFING”的相应临时专利申请序列号60/412,245、以及2002年10月4日递交的题为“CABAC CLEANUP AND COMPLEXITY REDUCTION”的临时专利申请序列号60/415,999的优先权。

技术领域

本发明通常涉及信息理论、视频压缩和算术编码。更具体地，本发明涉及用于算术编码的终结(termination)和字节填充、以及在算术编码期间创建和使用状态机的方法和设备。

背景技术

数据压缩是一种用于存储和传送大量数据的极其有用的工具。例如，当使用压缩来减少重新创建图像所需的比特数时，极大地减小了传送例如文档的网络传输的图像所需的时间。

在现有技术中存在许多不同的数据压缩技术。压缩技术可以划分为两个较宽的类别：有损编码和无损编码。有损编码涉及会导致信息损失的编码，由此，无法保证原始数据的理想重构。有损压缩的目的在于：按照使其无异议或可检测的方式进行对原始数据的改变。在无损压缩中，保留所有信息并按照允许进行理想重构的方式对该数据进行压缩。

算术编码是一种公知的压缩技术，用于一些数据编码和压缩系统中以便减小传输所需的比特或符号的数量。算术编码器接收包括一系列事件(例如二进制事件)或符号的输入。算术编码器将输入序列编码为相应的比特或字节序列。在一些情况下，在编码器的输出处产生比编码器输入处接收到的数据比特更少的数据比特，导致了数据压缩。算术编码器可以接收或访问已编码数据。所述算术编码器读取已编码数据的序列且产生已解码数据，所述已解码数据应该与解码器处接收到的输入符号相匹配。通过在针对正在进行编码的事件的信息序列中产生较少的比特来实现压缩，其中正在进行编码的事件与信息比特的比率可以达到64：1或甚至128：1，取决于事件的概率分布。

优选地，解码器操作与编码器操作相对称。如果编码器和解码器的操作对称，则在解码器处所读取的已编码数据比特的数量应该与由解码器所产生的已编码比特的数量相匹配。

在一些算术解码器中，在启动解码器操作时，解码器提前读取一组比特。然而，由于解码器提前读取了一组比特，可能会出现不匹配或不对称。

对该不对称进行补偿的一种传统方案在于：向编码器处的已编码数据添加额外比特。在另一传统方案中，不产生附加已编码比特，而是允许解码器提前在比特流中读取已编码数据，然后反向跟踪。

这两种传统方案均会引入较低效率。需要一种更为有效的方案来减小编码和解码算法的复杂度、减小用于编码、传输和解码的数据、以及降低存储要求。

发明内容

公开了执行算术编码和/和解码的方法和设备。在一个实施例中，编码数据的方法包括对事件序列中的多个事件进行编码以产生已编码数据，且利用已编码数据来产生比特流，包括将零个或更多个填充比特添加到比特流中已编码数据之后。所述零个或更多个填充比特操作用于实质上保持已编码事件量、正在编码的块数和比特流中的比特数之间的关系。