專利名稱：用于編碼數(shù)據(jù)序列的一種方法和一種設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種方法，用于將一個數(shù)字數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為一種具有更小平均信息量的形式，從而更適合于數(shù)據(jù)壓縮，而不增加數(shù)據(jù)的動態(tài)范圍，和有關(guān)一種用于數(shù)據(jù)壓縮的系統(tǒng)。
最近幾年，數(shù)字音頻及視頻通信日益發(fā)展，例如，視頻電話，視頻會議及其它應(yīng)用，例如數(shù)字視頻編輯，數(shù)字廣播等。典型的數(shù)據(jù)是一個以固定寬度數(shù)代表的語音或光強的數(shù)字采樣流。對于CD性質(zhì)的音頻數(shù)據(jù)，采樣值是16位數(shù)字，代表動態(tài)范圍〔0，216-1〕＝〔0，65535〕。數(shù)字音頻/視頻數(shù)據(jù)的一個問題是，數(shù)據(jù)量非常巨大，要求一個高的帶寬用于通信，且要求很大的磁盤空間用于存儲。盡管在傳輸/存儲技術(shù)中已經(jīng)有了巨大的發(fā)展，且?guī)捯苍絹碓奖阋?，但?shù)字應(yīng)用程序仍需利用數(shù)據(jù)壓縮，將信息以一種有效方式進行編碼。特別地，對于當(dāng)今或?qū)淼臒o線通信和多媒體中的應(yīng)用程序來說，由于總的無線電頻率帶寬是有限的，且由于在許多應(yīng)用程序中，存在時間限制，所以數(shù)據(jù)壓縮是非常必要的。
基本上，存在兩種方案用于壓縮數(shù)據(jù)。
第一個方案是減小統(tǒng)計冗余。這是通過使用一個符號間相關(guān)的統(tǒng)計模型來執(zhí)行的。該模型，例如，在給出前面的符號時，可以預(yù)測一個符號的概率。通過這樣做，可以將一個或多或少等概率的符號流轉(zhuǎn)換為一個有較小相關(guān)性和峰值概率分布的新的符號流。于是，源符號流的平均信息量被大大減少了。平均信息量編碼可被用于使用短代碼編碼概率符號，而由長代碼代表小概率事件，從而使數(shù)字流有更小的總長。這種方案被稱為無損的，因為壓縮沒有給數(shù)據(jù)引入失真，從而可以很好地重建原始數(shù)據(jù)序列。
第二種方案被用于獲得額外壓縮，它消去一些信息，被稱為有損數(shù)據(jù)壓縮。這樣一個操作的目的是使有損方案所引入的失真盡可能小。有損數(shù)據(jù)壓縮被用于多數(shù)經(jīng)濟的音頻，圖像和視頻壓縮算法中。
用于對數(shù)據(jù)編碼的一個通用技術(shù)被稱為位面編碼(BPC)。給定一組動態(tài)范圍R＝〔0，2K-1〕(例如，對應(yīng)于K＝8位數(shù)字號碼的動態(tài)范圍R＝〔0，255〕內(nèi)的數(shù)字號碼，這些號碼被看作是K組/面二進制數(shù)字(比特){0，1}。每個位面對應(yīng)于所有這些數(shù)字的二進制表示中的一位。利用這個標準的位面分裂，保留了位面間的強相關(guān)。該相關(guān)可被用在一個預(yù)測編碼方案中，例如，相對于更重要的平面，編碼不太重要的位面。見于，例如M.Rabbani，P.Melnychunk，“condtioning context for theArith Coding of Bit-Planes”，IEEE trans.on Signal Proc.，Vol.40No.1，Jan 1992 and US A.5 442 458另一種方法是在進行位面分裂之前，通過對所有數(shù)據(jù)值應(yīng)用一個Gray編碼，來對位面去相關(guān)。之后，可以獨立地編碼位面，其結(jié)果與預(yù)測編碼大致相同，但復(fù)雜性更低。
這樣一個分解的動機是，可以利用二進制壓縮技術(shù)，有效地對每個位面編碼。在二進制域工作減小了平面內(nèi)預(yù)測模型的復(fù)雜度，可以使用更高階次的預(yù)測。例如，在視頻編碼情況下，要被編碼的元素周圍的一個更大的，空間的區(qū)域可被視為預(yù)測值。
考慮普通自然圖象序列中的位面表示，通常情況是這樣的，在最重要的位面中的采樣值之間，有較少的差異及更多的相關(guān)。于是，與意義較小的位面相比，可以更有效地對它們編碼。從這一點來看，如果忽略意義最小的位面，進行有損編碼，可以顯著提高壓縮率。
壓縮最重要位面，同時跳過意義最小位面，這一技術(shù)已被用于視頻數(shù)據(jù)壓縮領(lǐng)域中，例如，象在國際專利應(yīng)用PCT/SE 96/00 943中所描述的那樣，該專利描述了一個基于對視頻序列使用擴展BPC的算法。
若所有符號都是等概率的，則不能進行(無損)壓縮。不過，如以上所述，如果能找到一個統(tǒng)計模型，用來從以前的值預(yù)測數(shù)據(jù)，則可以構(gòu)造一個具有較小方差概率分布的新的符號序列，于是，可以對它進行壓縮。如果將符號看作是獨立的，則它對應(yīng)于一個平均信息量的減少。
考慮一個符號源，S＝{S(1)，S(2)，S(3)，…}，由動態(tài)范圍R內(nèi)的整數(shù)代表(S(i)是在瞬時i生成的符號)。每個數(shù)字有K位，動態(tài)范圍是R＝〔0，2K-1〕。這樣，如果K＝3，則R＝〔0，7〕。
如果這些符號是一組音頻或視頻序列中空間或時間上連續(xù)的采樣值，則在相鄰值通常互相接近這一意義上，它們是相關(guān)的。
使用該相關(guān)的一個常用方法是從原始值構(gòu)造一個新的符號源0＝{0(1)，0(2)，0(3)，…}，其概率分布在少數(shù)值周圍更趨峰值，從而可以有一個更高的壓縮。
文獻中的一個已知的解決方法是，使0作為連續(xù)值間的差0(1)＝S(1)0(i)＝S(i)-S(i-1)由此可以完整地重構(gòu)原始序列S(1)＝0(1)S(i)＝0(i)+S(i-1)該方法被稱為差分脈沖碼調(diào)制(DPCM)。
考慮S(i-1)的一種方法是將其作為值S(i)的預(yù)測值，并將O(i)看作預(yù)測誤差。這是在數(shù)據(jù)間使用一階相關(guān)的一個例子。作為一個穩(wěn)定源，構(gòu)造O的一個一般方法是O(i)＝S(i)-S′(i)其中，S′(i)代表預(yù)測值，通常，它是這樣給出的S′(i)＝f(S(i-1)，S(i-2)，…)其中f是實施新的復(fù)現(xiàn)的函數(shù)。
以下，S′(i)代表預(yù)測值。
在一階相關(guān)的簡單情況中，可以引入函數(shù)f的一個二維圖形復(fù)現(xiàn)。

圖1的表中示出了3位動態(tài)范圍為〔0，7〕的一個例子，該例顯示了每個S′(i)＝S(i-1)和S(i)組合的DPCM值。
注意，每個(子)對角線值代表S(i)值和預(yù)測值S′(i)之間的一個指定歐幾里得距離。
對于常用資源，例如音頻信號，由于連續(xù)采樣值的相似性，O(i)的直方圖峰值在零周圍，較低的差值使得能有效地對O(i)編碼。這表明S(i)＝S(i-1)是一個好的預(yù)測值。
不過，在DPCM中使用的減法操作不能保證動態(tài)范圍，例如，若源符號由8位動態(tài)范圍〔0，255〕表示，則輸出將有一個兩倍的動態(tài)范圍〔-255，255〕，對應(yīng)于9位數(shù)字。當(dāng)考慮，例如，一個位面編碼方法(要編碼不止一個位面)時，這將引起壓縮中的一個降低。其次，從結(jié)構(gòu)的觀點來看，將引起復(fù)雜度的增加。一個例子是，通常數(shù)字系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是基于字節(jié)的，字節(jié)作為最小的數(shù)據(jù)單元(一字節(jié)＝8位)，動態(tài)范圍的增加要求進行擴充，每個采樣值使用兩個字節(jié)。
進一步，Ying Wang，“A set of Transformations for Lossless ImageCompression”，IEEE Transactions on imageProcessing，Vol.4，No.5，May 1995，pp 677-699中，描述了對一個靜止圖象編碼方案的變換，它能保持DPCM的動態(tài)范圍。該文章還談到了置換表2a中的入口參數(shù)的可能性，以便更有效地對符號編碼。圖3a和4a分別示出了相應(yīng)表的例子。圖2b，3b和4b中分別示出了對每個差值符號編碼所需的“1”的相應(yīng)數(shù)量。這里，“1”的數(shù)量指的是對表項目的一個指定符號編碼所用的二進制“1”的數(shù)量。例如，若要被編碼的符號是“4”，則該符號的二進制表示是“100”，它包含一個二進制“1”。減少“1”的個數(shù)將提供一個更有效的位面編碼。
這樣，圖1中的表示出了對于一個具有3位動態(tài)范圍的數(shù)據(jù)序列，按一般的DPCM算法編碼，前面的和當(dāng)前的符號的不同組合的不同編碼值。如果對表1中所有的負表項目加8，則可以得到圖2a中所示的表，在許多情況下，圖2a中的表比圖1中的表更好，因為它能提供同樣的信息，而不引起動態(tài)范圍的增加。這樣，在圖形復(fù)現(xiàn)中，這意味著在表2a中只出現(xiàn)原始動態(tài)范圍內(nèi)的數(shù)。
此外，表3a和4a是圖2a的修改，也示出了可逆，可轉(zhuǎn)置編碼。
這里，可逆指的是，該表是一個群乘法表，且該序列可以相反順序被解碼，即，該序列是可逆的。可轉(zhuǎn)置指的是代碼的結(jié)構(gòu)與圖2a所示結(jié)構(gòu)相同，但入口符號已被置換。
本發(fā)明的一個目的是改進用先有技術(shù)可能得到的壓縮，且本發(fā)明的另一個目的是將該方案用于視頻和音頻序列的壓縮。
在保持動態(tài)范圍的同時，借助于一個使用存在于數(shù)字值之間的相關(guān)的一般方法，可以獲得這些以及其它目的。該方法是基于這樣一個判斷，即，先有技術(shù)中所描述的編碼方案沒有從編碼中消去所有的冗余。這樣，在連續(xù)采樣值之間，仍存在可逆的關(guān)聯(lián)。
這樣，通過構(gòu)造差分編碼算法(它在任何意義上都是不可逆的)，可以得到一個更靈活的算法。該靈活性被用于以這樣一種方式來設(shè)計編碼算法，該方法是，輸出變得有可能以盡可能高的壓縮率進行壓縮。
在本發(fā)明的另一方面中，差分編碼算法被用于一個有損環(huán)境中。在有些應(yīng)用中，不需要將原始序列完整地重構(gòu)，以得到一個已被接受的結(jié)果。
現(xiàn)在，借助于一個不受限制的實例，并參照附圖，更詳細地描述本發(fā)明。
圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中用于DPCM的表。
圖2a和2b示出了現(xiàn)有技術(shù)中，用于一個保持動態(tài)范圍的DPCM算法的表及所需“1”的相應(yīng)數(shù)量。
圖3a和3b示出了與圖2a和2b中所示的那些表類似的現(xiàn)有技術(shù)的表。
圖4a和4b示出了與圖2a和2b中所示的那些表類似的現(xiàn)有技術(shù)的表。
圖5示出了用于差分編碼的一個表。
圖6a和6b示出了用于差分編碼的表并最小化了“1”的數(shù)量。
圖7a和7b示出了一個不可逆編碼的表1的例子。
圖8a和8b是與圖7a和7b的表類似的表，其中群集被最大化。
圖9a和9b是與圖8a和8b所示的那些表類似的表，但是不對稱的。
圖10是與圖7中的表類似的一個表。
圖11是圖10的逆。
圖12是與圖10類似的一個表。
圖13是具有遞增/遞減調(diào)零的表的例子。
通常，有許多構(gòu)造可逆可轉(zhuǎn)置關(guān)系的方式。不過，當(dāng)目的是獲得盡可能被壓縮的數(shù)據(jù)流時，應(yīng)以這樣一種方式來挑選表，即，根據(jù)操作目的，優(yōu)化輸出流0，例如，為了對位平面0去相關(guān)，可以對圖2a中的表的項目進行格雷編碼，從而得出圖5的表。從壓縮的觀點來看，這樣一個表能提供一個更好的輸出流，所以比圖2a，3a和4a中所示的表更好。
圖6a中示出了一個更好的實例，其中，該表是一個可逆不可轉(zhuǎn)置的代表。用最小數(shù)量的1來編碼小的差值，見圖6b，從這點來說，圖6a中的表是較好的，它提高了壓縮率。在這種情況下，使用了下述特性，即〔S(i)，S′(i)〕對的統(tǒng)計分布函數(shù)在主對角線S(i)＝S′(i)周圍達到很強的峰值，而在副對角線，概率遞減。歸功于以非轉(zhuǎn)置方式設(shè)計代碼所得出的代碼，使該項應(yīng)用成為可能。
這樣，與圖2-5中的表不同的是，表6a中的各子對角線不包含同等符號。這一特性，即沿各子對角線具有不同符號這一性質(zhì)，使得能夠?qū)Σ钪捣栠M行更靈活和更優(yōu)化的編碼。
圖2a-6a中的表對應(yīng)于“群乘法表”，并且是可逆的，因為在每行每列，每個符號只出現(xiàn)一次。于是，可以確保從0完整地重構(gòu)S。表2-5還是可轉(zhuǎn)置的，即沿各子對角線，它們有同一符號，而表6a是不可轉(zhuǎn)置的，即沿某子對角線的一些符號互不相同。在有些應(yīng)用中，可逆特性是很有利的。
不過，在數(shù)據(jù)壓縮中，目的是要將一個數(shù)據(jù)符號序列壓縮到最小。根據(jù)特定應(yīng)用的要求，壓縮可以是無損或有損的。在這些情況下，按以前技術(shù)的差分編碼，例如按圖1-4的表所設(shè)計的編碼，都不是最優(yōu)的。
從這點來看，按表5和6a的技術(shù)編碼所得的結(jié)果可被進一步改善。
這是由于，這些表給出了比所需信息更多的信息，即結(jié)合圖1-4所描述的方法及結(jié)合圖5和6a所描述的方法都不能消除所有的冗余信息。這樣，已發(fā)現(xiàn)，給出O(i)，可以從S(i-1)重構(gòu)S(i)，但也可以從S(i)重構(gòu)S(i-1)。這樣，可以執(zhí)行符號流的向前或向后解碼，即，一個可逆表對應(yīng)雙向解碼。
由于在通常的編碼應(yīng)用中，只使用從S(i-1)和O(i)向前重構(gòu)S(i)，所以，圖2a-6a中所示的表的群乘法結(jié)構(gòu)是不需被限定的，并包含有不需要的信息。
這樣，假設(shè)在開始重構(gòu)S(i)之前，已重構(gòu)了S(i-1)，則O(i)表上的唯一的條件是，范圍R內(nèi)的每個數(shù)應(yīng)在每列正好出現(xiàn)一次。換句話說，每列都應(yīng)為R的一個置換。與普通的群乘法表不同，對每行中數(shù)的分配沒有限制。在圖7a中示出了按這種方法設(shè)計的一個表的例子。
這個最普通的，確保原始信號完整重構(gòu)的關(guān)系式可被寫為O(i)＝fS′(i)(S(i))，其中，每個fS′(i)(x)代表R的一個置換。
為簡單起見，以上所述中只使用了一個預(yù)測值S′(i)。
為簡單起見，在以上討論中只使用了一個預(yù)測值S′(i)。不過，根據(jù)兩、三個或更多個預(yù)測值，挑選置換，可以很容易地使該方法對更復(fù)雜的情況通用。相應(yīng)的圖象復(fù)現(xiàn)將是三、四等維數(shù)的。
該方法是通用的并可在許多不同條件下應(yīng)用。每列都應(yīng)該是一個置換這一限制，給出了很大的自由度，使編碼能與特定的應(yīng)用相適應(yīng)。以下詳細討論一個位面編碼的情況。
例如，該方法可被用于對位面編碼視頻序列進行編碼的情況。原始數(shù)據(jù)流是一個數(shù)字號碼的矩陣序列，其中每個矩陣對應(yīng)于一幀，且其中，數(shù)字號碼的范圍是0到7。在該例中，提到了時間相關(guān)，一個指定象素在瞬時1，2，…的連續(xù)數(shù)字值S(1)，S(2)，…被認為是源S。對于普通的視頻序列(無場景改變)，連續(xù)采樣值是高度相關(guān)的且絕對差|S(i)-S(i-1)|在零附近達到強峰值。在連續(xù)信號的采樣中生成的多數(shù)數(shù)據(jù)流都顯示出相似的相關(guān)性。這就是，例如，圖象序列的一幀中的空間相關(guān)的情況，也是一個普通音頻流中的情況。換一種方式，也可使用平面內(nèi)預(yù)測S′(i)。
如果要使用位面編碼技術(shù)來對一個序列編碼，如在所述國際專利應(yīng)用PCT/SE 96/00943中所講的那樣，可以設(shè)計一個圖7a所示類型的表，以便最大化壓縮率。然后，可以使用不同的策略。一個策略是生成一個信號0，以使位面中“1”的總數(shù)盡可能少，同時使位面間的相關(guān)很小。
若S′(i)是一個好的預(yù)測值，則S(i)，S′(i)對在主對角線S(i)＝S′(i)周圍達到強峰值，且對于子對角線，概率遞減。在該例中，S′(i)＝S(i-1)處的情況也是這樣。為了最小化“1”的總數(shù)，在其二進制表示中“1”的總數(shù)最小的編碼值被放在離對角線最近的地方。
在圖7a中示出了一個可能的表的例子，相應(yīng)的“1”的數(shù)量在圖7b的表中示出。
這確保了位平面的一個十分成功的編碼，但通常，必須協(xié)調(diào)與實際位平面編碼算法一起使用的變換。
此外，圖8a示出了一個非可逆編碼的例子，如圖8b中所見到的，它最小化“1”的數(shù)量并最大化位平面中“1”群的規(guī)模。由于在各個行中，表項目是重復(fù)的，所以圖8a中的表不再是一個群乘法表。
圖9a中的表與圖8a中的相似，其中，消除了沿對角線的1的對稱性，見圖9b，這在有些應(yīng)用中是有利的。
此處所描述的方法也可被用作一種獲得數(shù)據(jù)的有效有損壓縮的方法。
這樣，以上，該方法被用作一個無損方案。這意味著，確保了輸入數(shù)據(jù)序列的一個完整的重構(gòu)。為了達到更高的壓縮，通過忽略每列必須是范圍R的一個置換這一條件，可將該方法推廣到一個有損的情況。
在有損情況中，允許每列由R的任何子集構(gòu)成。所關(guān)心的一種情況是，圖7a所示表中對應(yīng)于|S(i)-S′(i)|＝1的子對角線都被置為“0”，所得出的結(jié)果見圖10中的表。
當(dāng)使用一個有損表，例如圖10中的表時，一個重要的環(huán)節(jié)是，使用重構(gòu)值S′(i)，記為S′(i)，而不是S′(i)，以避免重構(gòu)值相對于S(i)的偏移。
在使用有損變換表時，逆表不是無歧義定義的，而是必須明確指定的。必須為每列中的每組退化值挑選一個重構(gòu)值。在使用圖10中的表的情況下，可以使用圖7a中無損表的逆，這意味著對角線被完整地重構(gòu)了。在圖11的表中示出了該逆表。有損情況下唯一的區(qū)別是，S′(i)和O(i)的某些組合將不再出現(xiàn)，且與有損情況不相干。
為說明有損情況，考慮采樣序列S(i)24572353若使用圖6中的表，該序列將被重構(gòu)為S(i)24472253該方法允許在設(shè)計表時有很大的自由度，并能引起壓縮率的較大提高。在以上所述的特殊情況中，其中使用了絕對差|S(i)-S(i-1)|，它在零周圍達到強峰值。圖10中所示的表的使用，使“1”的總數(shù)極大減少。
從性能觀點來看，通過引入這一特定有損方案所引起的性能下降可被有效控制。因而，一旦誤差高于一個門限值，則重新恢復(fù)正確值。特別是，在圖6a的表中所介紹的方案中，使用了門限值“1”。
例如，在以上結(jié)合視頻編碼應(yīng)用所描述的情況下，S′(i)和S(i)是連續(xù)幀中同一位置處的象素值，在一些瞬間，該方法引起某些象素點中信息的丟失，于是，從視覺角度看，引入了一些失真。不過，只是沿子對角線引入了損失。從而，質(zhì)量損失被限定了，從視覺角度看，不是非常令人無法容忍的。
通過以圖12所示方式修改表，可以更大地提高壓縮率(與圖10所示情況相比)在圖12中，沒有對應(yīng)于三個“1“的符號。這是通過將對應(yīng)于三個“1”的符號與其它符號互換而做到的，在這種情況下，這樣做是可能的，因為由于有損編碼的引入，符號范圍已縮小了。
有損方案的另一個優(yōu)點是，它允許引入比特率控制。這是通過將該方法用作一個更靈活的方案來做到的，這里，不是整個子對角線被歸零，而是其中的一些元素。根據(jù)質(zhì)量/壓縮率的比例，子對角線中零的個數(shù)動態(tài)增加或減少。在圖13中示出了這樣一項技術(shù)，這里，與圖7a和圖12相比，部分地引入了第一子對角線歸零。
以這種方式，當(dāng)所用信道上的負載增加/減少時，可以獲得質(zhì)量的適度降低。于是，當(dāng)在其上傳輸數(shù)據(jù)的信道用于其它業(yè)務(wù)時，結(jié)合圖13所描述的方法提供了一個非常有效的編碼，它能適應(yīng)當(dāng)前可用的帶寬。
該方法的另一種應(yīng)用是平滑信號，這是通過在動態(tài)范圍保持表中加入一個最大化步驟來完成的，這樣，所有大于，例如5的差值都被變換為5。
此處所述方法可以在不增加數(shù)字的動態(tài)范圍的基礎(chǔ)上，使用數(shù)字流中的相關(guān)。從而，可以作為編碼數(shù)字數(shù)據(jù)的有效的第一步來使用。
另外，本方法非常通用，可適用于非常不同的策略和應(yīng)用場合。特別是，已發(fā)現(xiàn)，本方法與平均信息量編碼方案(例如基于位面編碼的方案)一起使用非常有效，在位面編碼中，很重要的一點是，要有可能不增加動態(tài)范圍，使用元素間的相關(guān)。
本方法也可能用于有損情況和無損情況，本方法使得有很大可能性為某一指定應(yīng)用程序設(shè)計最優(yōu)表。
在有損條件下，本方法允許一個非常高的壓縮率。有損表也可被用于獲得比特率控制，以及用于平滑信號。它也可被用于編碼方案的在線微調(diào)。
從計算觀點來看，本方法非常便宜，它可以通過一個簡單的搜索表來實施。
本方法可用于對具有一個固定范圍的任意數(shù)字流編碼。本方法在下列情況下非常有用，當(dāng)連續(xù)信號已被數(shù)字化，并且在相鄰采樣值之間存在強相關(guān)時，用于編碼音頻，圖象和視頻流，或在其它可以實施一個有效預(yù)測的情況下，通過引入多維搜索表，它可被很容易地在多于一次相關(guān)的情況下通用。
權(quán)利要求
1.一種用于對要被傳輸或存儲的一個數(shù)據(jù)符號序列進行無損或有損編碼的方法，其特征在于，每個符號都用一個動態(tài)范圍保留差值符號來編碼，該差值符號代表當(dāng)前符號與預(yù)測符號間的差值，這樣，如果知道了預(yù)測符號和該差值符號，則可以確定編碼符號或該編碼符號的一個估計，且其特征在于，所述差值符號以一種非可逆方式編碼，這樣，前面的符號不能由編碼符號和差值符號唯一確定。
2.如權(quán)利要求1的一種方法，其特征在于，相對于大的預(yù)測誤差，與小的預(yù)測誤差相聯(lián)系的差值符號由少量的二進制“1”代表。
3.如權(quán)利要求1或2的方法，在有損編碼時，其特征在于，如果預(yù)測符號和當(dāng)前符號間的差值比第一確定值小，則預(yù)測符號被用作正確的當(dāng)前符號。
4.如權(quán)利要求1-3中任一個的方法，其特征在于，若預(yù)測符號和當(dāng)前符號間的差值大于第二預(yù)定值，則與第二預(yù)定值相關(guān)的符號被用作差值符號。
5.如權(quán)利要求3-4中任一個的方法，其特征在于，第一和/或第二預(yù)定值分別隨用于傳輸差值符號的信道的可用瞬時帶寬而改變。
6.如權(quán)利要求1-5中任一個的一種方法，其特征在于，利用前面的解碼符號得到預(yù)測符號。
7.用于對一個數(shù)據(jù)符號序列進行無損或有損編碼的編碼設(shè)備，該數(shù)據(jù)符號要被傳輸或存儲，其特征在于-用一個動態(tài)范圍保持差值符號對每個符號編碼的裝置，差值符號代表當(dāng)前符號和一個預(yù)測符號間的差，這樣，在已知預(yù)測符號和差值符號時，可以確定編碼符號或編碼符號的一個估計。和-以非可逆方式編碼所述差值符號的裝置，因此，不能由編碼符號和差值符號唯一地確定一個前面的符號。
8.如權(quán)利要求7的一個設(shè)備，其特征在于-相對于與較大預(yù)測誤差相關(guān)的差值符號，用少量二進制“1”來編碼與較少預(yù)測誤差相關(guān)的差值符號的方法。
9.如權(quán)利要求7或8的一個設(shè)備，在有損編碼的情況下，其特征在于-如果預(yù)測符號和當(dāng)前符號的差值比第一預(yù)定值小，則將當(dāng)前符號編碼為預(yù)測符號的裝置。
10.如權(quán)利要求7-9中任一個的設(shè)備，在有損編碼情況下，其特征在于-如果預(yù)測符號和當(dāng)前符號間的差值大于一個第二預(yù)定值，則將當(dāng)前符號編碼為與第二預(yù)定值相關(guān)的差值符號的裝置。
11.如權(quán)利要求9-10中任一個的設(shè)備，其特征在于，根據(jù)用于傳輸差值符號的信道的瞬時可用帶寬，改變第一和/或第二預(yù)定值的裝置。
12.如權(quán)利要求7-11中任一個的設(shè)備，其特征在于，利用前面的解碼符號，獲得預(yù)測符號的裝置。
13.一種用于對要被傳輸和存儲的一個數(shù)字序列進行無損或有損編碼的方法，其特征在于，每個符號都用一個動態(tài)范圍保持的差值符號來編碼，該差值符號代表一個當(dāng)前符號和一個預(yù)測符號間的差值，因此，在已知預(yù)測符號和差值符號時，可以確定編碼符號或編碼符號的一個估計值，且其特征在于，通過一個非可置換群乘法表來編碼所述差值符號。
14.如權(quán)利要求13的一種方法，其特征在于，使用前面的解碼符號，得到預(yù)測符號。
15.一種用于對要被傳輸或存儲的一個數(shù)據(jù)符號序列進行無損或有損編碼的設(shè)備，其特征在于-用一個動態(tài)范圍保持差值符號對每個符號編碼的裝置，該差值符號代表當(dāng)前符號和預(yù)測符號間的差值，因此，知道了預(yù)測符號和差值符號，就可以確定編碼符號或編碼符號的一個估計值，以及-利用一個非可置換群乘法表，對所述差值符號編碼的裝置。
16.如權(quán)利要求15的一個設(shè)備，其特征在于-利用前面的解碼符號，獲得預(yù)測符號的裝置。
全文摘要
在用于轉(zhuǎn)換一個數(shù)字號碼流的一種方法和一個設(shè)備中,使用了連續(xù)號碼間的相關(guān),以獲得一個具有非常低的號碼間相關(guān)的新的流,從而,從壓縮的觀點來看,該號碼序列可被更有效地進行編碼。為了該目的,用預(yù)測號碼(S’(i))和實際號碼(S(i))間的差值來對這些號碼編碼,并考慮到,該序列不必以相反順序解碼。該非可逆編碼也可被用于有損數(shù)據(jù)壓縮方案中。當(dāng)壓縮數(shù)據(jù)流在一個時變帶寬的信道上傳送時,根據(jù)當(dāng)前可用帶寬,該方案可被改變以獲得一個適度的降低和最佳帶寬利用。還提供了一個用于可逆編碼的通用方法和設(shè)備。
文檔編號G06K9/46GK1252187SQ98804099
公開日2000年5月3日 申請日期1998年4月8日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月11日
發(fā)明者F·帕薩吉奧, T·伊納斯森, P·托雷爾 申請人:艾利森電話股份有限公司