[发明专利]数据压缩的编码方法及编码装置、解码方法及解码装置

说明书

本发明提供了一种使用多个以特定编码参数互相关联的候选集的数据压缩方法和装置，这些候选集以一个预定的，在编解码过程中既有的，与一个当前数据单元相对应的特定编码参数互相关联，在对当前数据单元进行编解码时，根据与所述当前数据单元相对应的特定编码参数的值，选择多个候选集之一作为所述当前数据单元的当前候选集。这样，就不需要消耗任何比特数来表示选择哪一个候选集，从而提高编码效率。

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。

数据集是由数据的样值（例如：字节、比特、像素、像素分量、空间采样点、变换域系数）组成的排列成一定空间（一维、二维、或多维）形状的有限数据的集合（例如：一个一维数据队列、一个二维数据文件、一帧图像、一个视频序列、一个变换域、一个变换块、多个变换块、一个三维场景、一个持续变化的三维场景的序列）。对数据集，特别是二维或以上数据集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，按照预定的时间顺序，一块一块进行编码或解码。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。正在编码或解码中的样值称为当前编码样值或当前解码样值，简称为当前样值。

对于具有一定形状（不一定限于正方形或矩形，可以是任何合理的其他形状）的一个编解码块，在很多场合需要将其划分成更精细的基元（基本单元），按照预定的时间顺序，一个基元一个基元进行编码或解码。对一个基元内的所有样值，通常施行同一类型的编码或解码操作。在任一时刻，正在编码或解码中的基元称为当前基元。对一个基元进行编码的结果是一个或多个编码参数，最后产生含这些编码参数的压缩数据码流。对一个基元进行解码就是解析所述压缩数据码流获得一个或多个编码参数，从所述一个或多个编码参数复原出重构的数据的样值。

基元的例包括编解码块（整个编解码块作为一个基元）、正方形或矩形或三角形或梯形等各种形状的子块、微块、串、像素串、样值串、索引串、线条。

本发明中涉及的数据与数据集包括采集或生成的原始状态数据与数据集，也包括经过若干处理的中间状态数据与数据集，还包括在编解码过程中产生的编码参数数据与数据集，如各种编码模式，多维或三维或二维运动矢量，匹配长度等。

数据压缩的一个手段是挖掘各层次各方面的数据单元之间的相关性，用通常称为参考数据单元（也常称为预测数据单元、补偿数据单元、匹配数据单元、被匹配数据单元、预测值、补偿值、参考值等）的数据单元来匹配（也常称为预测、表示、代表、补偿、近似、逼近等）当前数据单元，达到数据的无损或有损压缩的效果。

可用来作为预测数据单元（也常称为参考数据单元、补偿数据单元、匹配数据单元、被匹配数据单元、预测值、补偿值、参考值等）的已完成至少部分编解码操作的一个或多个数据单元组成一个预测候选集（也称为预测值候选集或称为参考候选集等）简称候选集。当一个候选集有多个数据单元时，用候选集之中的一个数据单元来预测（也常称为匹配、表示、代表、补偿、近似、逼近等）一个当前数据单元就需要用一个索引（也常称为地址、指数等）来指定预测数据单元到底是所述候选集中的哪个数据单元。

在现有技术中，为了增加预测数据单元的数目以利于提高找到好的预测数据单元的可能性，从而提升压缩效果，常常采用多个候选集。但另一方面，候选集越多，就需要消耗更多的比特数来表示选择哪一个候选集和哪一个索引值作为当前数据单元的预测数据单元，因而影响压缩效果，降低编码效率。

发明内容