[发明专利]动态采用多种采样格式的数据压缩方法和装置

说明书

本发明提供了一种动态采用多种（即两种或以上）采样格式的数据压缩方法和装置：数据集和各编解码块有K（K>1）个分别具有K种不同采样格式的版本；在对一个编解码块进行编解码时，根据所述编解码块的固有数据特性，选择对所述编解码块的所述K个版本之一进行编解码。

技术领域

本发明涉及一种对数据进行有损或无损压缩的编码及解码系统，特别是图像和视频数据的编码及解码的方法和装置。

背景技术

随着人类社会进入大数据、云计算、移动计算、云-移动计算、超高清（4K）和特超高清（8K）视频图像分辨率、4G/5G通讯、虚拟现实的时代，对各种数据，包括大数据、图像数据、视频数据，进行超高压缩比和极高质量的数据压缩成为必不可少的技术。

数据集是由数据元素（例如：字节、比特、像素）组成的集合。对一个排列成一定形状和具有一定元素数目（即具有一定采样格式）的数据集（例如：一个文件、一帧图像、一个视频序列）进行数据压缩的编码（以及相应的解码）时，通常把此数据集划分成若干具有预定形状和大小（即元素数目）的块的子集，称为编码块（从解码的角度也就是解码块，统称为编解码块），以编解码块为单位，一块一块进行编码或者解码。在任一时刻，正在编码中的编码块称为当前编码块。在任一时刻，正在解码中的解码块称为当前解码块。当前编码块或当前解码块统称为当前编解码块或简称为当前块。正在编码或者解码中的数据元素（简称为元素）称为当前编码数据元素或者当前解码数据元素，统称为当前数据元素，简称为当前元素。元素由N个分量（通常1≤N≤5）组成，因此数据集和编解码块也都由N个分量组成。例如，一帧图像的元素即像素排列成矩形形状，具有1920（宽度）x 1080（高度）的大小（分辨率），由3个分量组成：G（绿色）分量，B（蓝色）分量，R（红色）分量或Y（亮度）分量，U（Cb色度）分量，V（Cr色度）分量。

在现有技术中，作为编码对象的数据集和编解码块都只有一种固定的采样格式和大小。例如，对于计算机产生的含图形和文字的图像，通常采用一种称为4:4:4的采样格式，就是数据集的3个分量都具有同样的采样率和大小（即分量样值的数目）。对于摄像机摄取的自然图像和视频，通常采用一种称为4:2:0的采样格式，就是具有矩形形状和3个分量的数据集（如图像或视频）的2个分量（D分量和E分量）的采样率和尺寸分别是另一个分量（F分量）的四分之一。在这种情形，一个D分量D[i][j]和一个E分量E[i][j]对应于四个（2×2个）F分量F[2i][2j]，F[2i+1][2j]，F[2i][2j+1]，F[2i+1][2j+1]。如果F分量的分辨率是2M×2N，即数据集的F分量是F = {F[i][j]：i = 0～2M-1，j = 0～2N-1}，那么D分量和E分量的分辨率分别都是M×N，即数据集的D分量和E分量分别是D = {D[i][j]：i = 0～M-1，j = 0～N-1}和E = {E[i][j]：i = 0～M-1，j = 0～N-1}。还有一种称为4:2:2的采样格式，就是具有矩形形状和3个分量的数据集（如图像或视频）的2个分量（D分量和E分量）的采样率和尺寸分别是另一个分量（F分量）的二分之一。在这种情形，在数据集（如图像或视频）的水平方向，一个D分量D[i][j]和一个E分量E[i][j]对应于两个（2×1个）F分量F[2i][j]和F[2i+1][j]。如果F分量的分辨率是2M×N，，即数据集的F分量是F = {F[i][j]：i = 0～2M-1，j =0～N-1}，那么D分量和E分量的分辨率分别都是M×N，即数据集的D分量和E分量分别是D ={D[i][j]：i = 0～M-1，j = 0～N-1}和E = {E[i][j]：i = 0～M-1，j = 0～N-1}。在采用YUV色彩格式的图像和视频中，以上所述F、D、E分量分别是Y、U、V分量。在采用RGB色彩格式的图像和视频中，以上所述F、D、E分量分别是G、B、R分量。