[发明专利]调色图象的压缩及其M阵符号集的比特状态编码的二进制化

说明书

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受让给本专利申请的受让人的、名称为“并行数据解码和编码的方法和设备”的美国专利NO．＿＿＿＿＿(美国专利申请号NO．08/016,035；1993年二月十四提交的)被援引在这里以便供所有目的而做为参考，并且在下文被称之为“ABS编码器”基准。

本发明涉及图象压缩领域。尤其涉及利用熵编码并行熵编码器的调色图象(palettized image)的压缩。

一般来说，图象压缩是以数字化图象来操作的。为了实现图象的数字化，在该图象上的许多点上对该图象进行取样，这些被取样的图象通常称为象素。每个象素具有在该图象中的位置和象素的颜色。举例来说，图象可由1024乘768个象素的二维矩阵来表示，其中每个象素具有一个24个比特的值。每个象素值可以表示一个不同的颜色，因此允许该图象将制用2²⁴，即16777216个可能的颜色来表示。

在许多应用中，每个象素值是与该图象被数字化的当时的某一具体颜色相关的。利用这种设计，一个给定象素的颜色可以由该象素的值来确定。在另外一些应用中，数字图象是已调色的图象。在调色图象中，每个象素值对于颜色而言不是固定的，而是指向一个颜色调色表的指示字。当一个调色化的图象要被显示时，象素的颜色是利用作为调色表的一个指数的象素值确定的，该调色表确定每个象素值和分配给该象素值的颜色之间的关系。

调色化(palettization)是从一组所有可能的颜色中选出几种颜色，例如16777216(2²⁴)种颜色中的256(2⁸)种颜色，和由从所选出的几种颜色中的一种代替任意一种颜色的方法。结果，一个调色化图象可以有效地作为代码薄表被存储(继续上面的例子)，对于256个变址的每个而言，所选颜色的全部24比特的颜色描述，接着在该图象中每个象素的8比特变址。因此发现通过仅一次全面描述所选择的颜色和涉及每个象素仅输入一个变址到代码薄可以节约存储空间。

由于对于表示一个图象所需数据数量的缘故，在许多图象应用场合中，图象的压缩都是重要的。在上述的例子中，表示一个单一的未压缩的图象需要24×1024×768、或18×874×368比特(2,359,296字节)，或者在调色化图象的情况下，需要8×1024×768比特(6,291,456比特)。对于运动图象压缩甚至更为重要了，这种图象要求诸如每秒30幅图象的高帧速率图象的连续码流。压缩不仅仅节约图象存储的存储器，压缩还允许通过有限带宽的信道使图象有效地传送。当然，对于诸如运动图象的应用，图象中须能够被足以使它们以帧速率显示地快速解压缩。当进行预先压缩的时候，常常这种应用要求实时解压缩。在一些进行预先压缩的实施例中，到解压缩器的输入是压缩的数据的数据块，该数据块可以被存储在一个存储器中和在压缩以后的任何时间被解压缩。

压缩操作进行多少程度的一个度量是压缩比。压缩比是未压缩数据对已压缩数据量值的比。压缩质量的另外一个度量是数据能够以多快起的速度被压缩和被解压缩。在许多应用中，压缩的速度不象解压缩的速度那么重要，因为压缩不需要实时地进行。

经常由于许多数据特征是已知的，使压缩比得以改善。一般，通常数字图象是波形量化的结果，因此它们保存许多原有信号的特征，诸如象素颜色值的相对连续性的存在。对于调色化图象而言，通常不存在这种连续性，和不能直接被用于改善压缩比。

对于调色化图象，两个象素值之间的颜色差不能必然地从这些象素值中推导出来，因为象素值不代表象素的颜色。而它们仅代表颜色值的代码表的变址，或调色表的变址。压缩调色图象的问题可以归结为压缩一个输符号序列的问题，其中每个输入符号是在M-ary符号集中的一个符号。

Y.Chin等人在出版物ICASSP-93，第5卷，第325-328页中的文章“调色图象的露希压缩”描述了调色化图象的露希压缩的一个例子。在通常露希压缩获得较好的压缩比的同时，许多应用不能容许由露希压缩产生的失真，和因此要求较小损耗的压缩。对于较小损耗压缩而言，一个信号被压缩为一个已压缩信号，该信号可以被从已压缩的信号中精确地恢复原来的信号，因此不引入失真。

从上面的描述看出，需要一种用于压缩和解压缩调色图象的改进的方法和设备。

利用本发明的优点，提供了改进的调色图象压缩，这种改进的压缩允许图象被有效地压缩和快速的去解压缩。