[发明专利]对分量下采样格式数据进行串预测的数据编码和解码方法

说明书

本发明涉及对分量下采样格式数据进行串预测的数据编码和解码方法，预先在与一个次分量元素对应的多个主分量元素中指定一个主分量正元素作为与所述次分量元素对应的唯一正规的主分量元素，从而建立起主分量数据集的一个由主分量正元素组成的指定正子集与次分量数据集之间的一一对应关系。在对分量下采样格式数据进行串预测编码和串预测解码时，根据所述一一对应关系，从主分量的当前串的正元素导出次分量的当前串，次分量的当前串的参考串则由与主分量的当前串的正元素的参考元素对应的次分量元素组成，不需要额外的次分量的位置关系参数和长度参数，从而提高分量下采样格式数据的串预测的编码效率。

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，特别是对部分分量下采样格式的多分量数据进行压缩的编码方法和解码方法。

背景技术

随着人类社会进入人工智能、大数据、虚拟现实、增强现实、混合现实、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通讯的时代，对各种数据，包括大数据、图像数据、视频数据、以及各种新形态的数据，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、像素分量、空间采样点、变换域系数)组成的集合。对数据集进行编码或解码(简称为编解码)时，通常将数据元素按照预定规则排序即规定前后顺序，依前后顺序进行编解码。对排列成一定空间(一维、二维、或多维)形状的数据集(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)，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，有时还把此数据集划分成若干具有预定形状和/或大小(即元素数目)的子集，称为整压缩单元。

以整压缩单元为单位，以预定的顺序，一个一个整压缩单元地进行编码或者解码。在任一时刻，正在编码或者解码中的整压缩单元称为当前整压缩单元；正在编码或者解码中的数据元素(有时也简称为元素)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，因此数据集和整压缩单元也都由N个分量组成。元素的分量也称为分量元素。

作为编码对象的多分量数据集和整压缩单元的各分量的采样率之间的关系通常用采样格式来表示。

在数据集划分成整压缩单元的情形，排序的一种预定规则是首先对整压缩单元排序，再对每个整压缩单元内的元素排序；数据压缩的一种有效手段是串预测也称串匹配。串预测将一个当前整压缩单元的元素分割成长度可变的元素串，对一个当前元素串，简称为当前串，在一个称为参考集的已完成预定程度的编解码的元素的集合或其子集之中，获得与所述当前串具有相同或相近似的数值的参考元素串简称参考串，也称之为所述当前串的参考串或预测串或匹配串。对于一个当前串的参考串，仅需要使用若干参数来记录所述参考串在参考集内的位置和/或形状和/或大小和/或尺寸，而不需要逐个记录所述当前串内每个元素的数值本身，就能完整地表示所述当前串的所有元素及其数值，从而达到数据压缩的目的。

串预测中，也可能出现在参考集内找不到参考元素的不可预测元素。不可预测元素的分量、主分量、次分量分别被称为不可预测分量、不可预测主分量、不可预测次分量；现有串预测技术中，对于444采样格式的数据集，由于3个分量互相之间一一对应，3个分量串具有完全相同的形状、位置关系、长度，因此可以用一个位置关系参数和一个串长度参数来统一表示3个分量串的位置关系和串长度。而对于420采样格式和422采样格式的数据集，由于主分量和次分量之间不存在一一对应，而是存在多对一对应，对应于同一次分量元素的多个主分量元素可能分别属于不同的主分量串，导致主分量串和次分量串具有不相同的形状、位置关系、长度，因此需要消耗更多的比特数来分别表示主分量串和次分量串的形状、位置关系和长度，严重影响了420采样格式和422采样格式的串预测的编码效率。

发明内容