编码器、解码器及其运行方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及编码器，对数据(Dl)进行编码W生成相应的编码数据化2)。本发明还 设及解码器，对编码数据化2)进行解码，W生成相应的解码数据(D3)。此外，本发明还设及 对数据(Dl)进行编码W生成相应的编码数据化2)的方法。本发明还设及对编码数据化2)进 行解码W生成相应的解码数据(D3)的方法。本发明还设及由上述的编码器和解码器组合形 成的编解码器。进一步，本发明还设及记录在非暂时机器可读存储介质上的软件产品，其 中，软件产品在计算硬件上执行，实现上述方法中的一个或多个。上述的数据设及视频，W 及图像、音频、文件，但不限于运些。
【背景技术】
[0002] 目前，存在多种对数据进行编码的编码方法和相应的解码方法。可是，运些已知的 方法中没有一种是所有的不同类型的图像、视频、音频、图形、统一码化nicode)、或者二进 制数据或者数据区域(data area)。当前已知的编码方法如表1所示。
[0003] 表1:当前已知的编码方法
[000引典型的图像和视频编码方法如表2所示。它们用于压缩自然图像内容时，还比较有 效，但是，用于压缩其它类型的数据，如桌面图像、动画、图形或是包括多个不同的数值但又 在一定程度上结构化了的自然内容时，就不是很有效。
[0006] 表2:当前已知的其它数据编码方法
[0007]
[000引其它编码方法如GIF、PNG，参见表3，也能够有效处理一些特定类型的编码任务，但 是，如果对应于要被编码的给定图像的数据包括许多不同类型的内容或者是大量的彼此类 似的内容，或者，某些数据在对编码数据进行解码的后续重构过程中易于产生错误，运时， 运些方法就不是很合适。比如，给定的图像包括自然对象，即，在空间上具有细微详细信息 的对象，作为编码方法的GIF会在编码过程中生成有问题的不自然效果，并可能产生大的误 差。此外，作为编码方法的PNG使用大量的数据比特对于"类噪声"的特性进行编码，因而导 致较差的数据压缩表现。基于变换的个别方法，如DCT和小波方法，不适于给定图像中的结 构化内容，参见表1。
[0009]表3:当前已知的其它数据编码方法
[0011] 当前已知的行程长度编码(RLE)能够有效地编码多个相邻的类似的数据值，然而， RLE也表现出一些限制与问题，运主要是设及该方法自身W及优化，例如，在处理周期性数 据值时。当化E把水平线编码成2D块时，用于化E中的信息的发送机制所使用的值多于通常 所期望的水平。此外，垂直的或其它线方向甚至更难W使用基于RLE的方法进行编码。
[0012] 按照当前已知的H. 264方法对数据进行编码时，采用块内预测，它采用外插技术， 通过发送一个相关的选定的预测方向，使用数据块的外部值，尽管没有针对一个给定块的 其它的外插相关的值被发送。结果是，H. 264方法不能通过使用一个或多个比特的验证对上 述的选定进行验证。此外，它没有提供一种特性，来发送与值相关的额外的外插方法，如差 值或梯度值，它们可W用来改善外插效果。在H.264方法中，只有预测误差被支持，但与外插 计算或它们的实现无关。
[0013] 可W看出，上述的方法不能很好地适用于所有类型的基于块的数据的编码任务。 上述方法中没有一种最优地适用于所有类型的图像、视频、音频、图形、统一码、或二进制数 据或者数据区域。因此，需要新的方法来对编码方法的选择进行补充，从而使得所有类型的 数据可W被有效地压缩。
[0014] 在公布的PCT专利申请W0201200047(名称为 "Method and apparatus for geometri-based intra prediction"，申请人是('Thomson Licensing"）中，描述了一种方 法和装置，用于基于几何的内预测，它描述了一种内块编码方案，具有基于几何的内预测， W提高内预测的精度有内预测的效率。一个预测方向的产生是基于邻近的周边像素的几何 结构。该方法和装置是基于一个给定块边界的周边像素，它们被用于确定一个本地几何模 式，产生针对当前块的一个内预测模型。类似的操作也在解码器执行，产生一个预测模型。
[0015] 在公布的美国专利申请US20110293002(名称为 "Method and apparatus for transform selection in video encoding and decoding"，申请人是('Thomson Licensing",发明人是化el Sole)中，描述了用于在视频编码中的变换选择的方法和装置， 它采用一个变换集，即，一个或多个变换，用于对图像或视频进行编码，为每个块选择最佳 的变换。针对一系列的统计数据或者图像/视频模式，所述的变换集可W被优化或者设计。 该方法和装置还设及如何选择最佳的变换W及对所选定的变换进行合适的指示，从而使得 视频解码器能够有效地恢复所选的信息。
[0016] 在公布的美国专利申请US20070182728(名称为 "Image display system, image display method , image display program，recording medium, data processing apparatus,and image display apparatus"，发明人是Toshiki Fujimori)中，描述了一种 图像显示系统，它包括数据处理装置，图像显示装置，和通讯单元，用于处理图像数据。数据 处理装置对图像数据的不同类型的内容数据进行编码。内容数据的编码是基于内容数据的 类型。之后，编码的内容数据被通讯单元发送给图像显示装置。图像显示装置对图像数据的 内容数据进行解码并显示图像。
[0017] 在授权的美国专利US8149910(名称为"Image encoding/lmage decoding method and image encoding/image decoding apparatus"，发明人是Takeshi Chujoh^RAkiyuki Tanizawa)中，描述了一种图像编码方法和装置，它把输入图像分成多个像素块信号，对它 们进行编码。然后，为外插或内插预测像素进行内预测，采用参考像素，在多个预测模型中， 根据预测像素与参考像素之间的距离而改变参考像素的数量，每个模型代表一个对应的预 测方向。由此，通过外插或内插预测像素生成一个预测图像信号，并从像素块信号和预测图 像信号计算预测误差信号。运样，使用预测误差信号，在多个预测模型中选择一个预测模 型，基于选择的预测模型，使用预测误差信号进行赌编码。
[001 引 在授权的美国专利US6317515(名称为"Method and apparatus for encoding and decoding a data stream using inferential techniques"，申请人是('Avid Technology，Inc."，发明人是 Jeffrey D. Kurtze ,Joseph H. Rice ,Robert Gonsalves， 化ia-Sheng化ou)中，描述了编码解码方法和装置，它为了压缩的目的对输入数据流进行 编码，对压缩的数据流进行解码W使用它。在编码过程中，它确定数据流的趋势，把关于趋 势的信息存储在一个编码块中。解码器推断与编码块相关的成份的类型，它依据的是，数据 中的成份的原始顺序，在编码块与一些被每个在先的编码块所编码的对应成份所所组成的 序列中编码块的顺序。一旦成份的类型被确定，通过把编码趋势信息转换成成份值，解码器 对数据流进行重构。
[0019] 在下文的描述中将在使用的缩写与缩略词如表4所示。
[0020] 表4:缩写与缩略词
【发明内容】
[0023] 本发明的目的之一是，提供一种改进的方法，对数据进行编码，W生成相应的编码 数据，其中，当在要被编码的数据中具有宽的内容范围时，改进的方法更灵活。
[0024] 本发明的目的还在于，提供一种改进的方法，对编码数据进行编码，其中，当在已 编码数据中具有宽的内容范围时，改进的方法更灵活。
[0025] 本发明的目的还在于，提供一种改进的编码器，对数据进行编码，W生成相应的编 码数据。
[0026] 本发明的目的还在于，提供一种改进的解码器，对编码数据进行解码，W生成相应 的解码数据。
[0027] 根据本发明的第一方面，提供一种对数据进行编码的方法，如权利要求1所述:一 种方法，用于对数据(Dl)进行编码W生成相应的编码数据化2)，所述方法包括：
[0028] (a)分析要被编码的数据(Dl)，确定要被编码的数据(Dl)中的一个或多个结构特 征；
[0029] (b)把要被编码的数据(Dl)作为取决于一个或多个结构特征的一个或多个部分进 行编码，选择有效地对一个或多个部分进行编码的一个或多个方法，其中，一个或多个方法 包括至少一个外插值编码方法.
[0030] (C)通过把生成自一个或多个部分的数据进行组合，生成编码数据化2)，其中，编 码数据化2)包括指示被采用来根据相关参数对一个或多个部分进行编码的方