[发明专利]基于JPEG2000标准的算术编码码值归一化方法

摘要

本发明公开了一种基于JPEG2000标准的算术编码码值归一化方法，主要解决现有方法处理速度低、实现复杂度高、且不能对任意双上下文符号对的码值进行有效归一化的问题。其归一化过程是：首先读入编码必要参数，然后对码值进行更新，并确定码值左移计数值；其次根据概率区间值、归一化过程标识和小概率符号概率值，对不同概率类型的双上下文符号对，分别判断当前归一化类型；最后根据归一化类型，对码值进行归一化处理，并产生对应的归一化码流。本发明具有处理速度高、实现复杂度低的优点，可用于各种高速数字设备的图像压缩编码，特别是高速实时卫星遥感图像编码。

主权项

一种基于JPEG2000标准的算术编码码值归一化方法，包括如下步骤：(1)读入编码必要的概率区间值、第一概率区间值移位计数值NumSLA0、第二概率区间值移位计数值NumSLA1、第一小概率符号概率值、第二小概率符号概率值以及用于表示双上下文符号对概率类型的归一化过程标识，并对码值进行更新，确定码值左移计数值CT，该双上下文符号对概率类型包括双大概率符号、双小概率符号、小概率/大概率符号和大概率/小概率符号；(2)根据概率区间值、归一化过程标识和小概率符号概率值，判断当前归一化类型：(2a)如果双上下文符号对的概率类型为双大概率符号，则按照如下准则判断：如果概率区间值小于第一小概率符号概率值的两倍，则调整第一小概率符号概率值；若调整后的第一小概率符号概率值小于第二小概率符号概率值的两倍，则当前归一化类型为一类双次归一化，否则，计算调整后的第一小概率符号概率值与第二小概率符号概率值之间的差值，若该差值小于十六进制值0x8000，则当前归一化类型为二类双次归一化，否则为单次归一化；如果概率区间值大于或等于第一小概率符号概率值的两倍，计算概率区间值与第一小概率符号概率值的差值，并比较该差值与十六进制值0x8000的关系：若该差值小于十六进制值0x8000，则调整概率区间值与第一小概率符号概率值的差值；若调整后的差值小于第二小概率符号概率值的两倍，则当前归一化类型为一类双次归一化，否则，比较该调整后的差值与第二小概率符号概率值，若该调整后的差值与第二小概率符号概率值之间的差值小于十六进制值0x8000，则当前归一化类型为二类双次归一化，否则为单次归一化；若该差值大于或等于十六进制值0x8000，则比较概率区间值和第一小概率符号概率值的差值与第二小概率符号概率值的关系：若概率区间值与第一小概率符号概率值的差值小于第二小概率符号概率值的两倍，则当前归一化类型为单次归一化，否则计算概率区间值与第一小概率符号概率值的差值，若该差值小于第二小概率符号概率值与十六进制值0x8000的和值，则当前归一化类型为单次归一化，否则为零次归一化。(2b)如果双上下文符号对的概率类型为大概率/小概率符号，则按照如下准则判断：如果概率区间值小于第一小概率符号概率值的两倍，则调整第一小概率符号概率值，若调整后的第一小概率符号概率值小于第二小概率符号概率值的两倍，则当前归一化类型为二类双次归一化，否则为一类双次归一化；如果概率区间值大于或等于第一小概率符号概率值的两倍，且概率区间值与第一小概率符号概率值的差值大于或等于十六进制值0x8000，则当前归一化类型为单次归一化，否则，调整概率区间值与第一小概率符号概率值的差值，若调整后的差值大于或等于第二小概率符号概率值的两倍，则当前归一化类型为一类双次归一化，否则为二类双次归一化。(2c)如果双上下文符号对的概率类型为小概率/大概率符号，则按照如下准则判断：如果概率区间值大于或等于第一小概率符号概率值的两倍，则调整第一小概率符号概率值，若调整后的第一小概率符号概率值小于第二小概率符号概率值的两倍，则当前归一化类型为二类双次归一化，否则，计算该调整后的第一小概率符号概率值与第二小概率符号概率值的差值，如果该差值小于十六进制值0x8000，则当前归一化类型为二类双次归一化，否则为单次归一化；如果概率区间值小于第一小概率符号概率值的两倍，则调整概率区间值与第一小概率符号概率值的差值，若该调整后的差值小于第二小概率符号概率值的两倍，则当前归一化类型为一类双次归一化，否则，比较该调整后的差值与第二小概率符号概率值，如果该调整后的差值与第二小概率符号概率值之间的差值小于十六进制值0x8000，则当前归一化类型为二类双次归一化，否则为单次归一化；(2d)如果双上下文符号对的概率类型为双小概率符号，则归一化类型判断为一类双次归一化；(3)根据上述判断的归一化类型，分别确定对应归一化码流的字节输出类型：(3a)对单次归一化类型，按照如下准则判断字节输出类型：如果NumSLA0＜CT，或NumSLA1＜CT，则字节输出类型为零次字节输出，同时对码值C左移NumSLA0次；如果上一个双上下文符号对产生的归一化码流的最后一个字节为十六进制数0xFF，或者上一个双上下文符号对产生的归一化码流的最后一个字节为十六进制数0xFE且当前码值C大于或等于十六进制数0x8000000，设置码值临时左移计数值NewCT为7，否则设为8；如果0＜＝NumSLA0-CT＜NewCT或者0＜＝NumSLA1-CT＜NewCT，则字节输出类型为单次字节输出，同时对码值C左移NumSLA0-CT次，并将码值左移计数值CT更新为码值临时左移计数值NewCT；如果不满足零次字节输出和单次字节输出的条件，则字节输出类型为两次字节输出，同时对码值C左移NumSLA0-CT次，并将码值左移计数值CT更新为码值临时左移计数值NewCT；(3b)对一类双次归一化和二类双次归一化，按照如下步骤判断字节输出类型：首先，设置码值临时左移计数值NewCT，如果上一个双上下文符号对产生的归一化码流的最后一个字节为十六进制数0xFF，或者上一个双上下文符号对产生的归一化码流的最后一个字节为十六进制数0xFE且当前码值C大于或等于十六进制数0x8000000，则码值临时左移计数值NewCT设置为7，否则设为8；接着，判断出字节输出类型：如果满足NumSLA0＜CT，并且NumSLA0+NumSLA1＜CT，或NumSLA0＜CT，并且CT＜＝NumSLA0+NumSLA1＜NewCT，则字节输出类型为零次字节输出：如果满足NumSLA0＜CT，并且NumSLA0+NumSLA1＞＝CT，并且NumSLA0+NumSLA1＞＝NewCT，并且NumSLA1＜NewCT+CT，或NumSLA0＞＝CT，并且NumSLA0＜CT+NewCT，并且NumSLA1＜CT，则字节输出类型为单次字节输出：如果满足NumSLA0＜CT，并且NumSLA0+NumSLA1＞＝CT，并且NumSLA0+NumSLA1＞＝NewCT，并且NumSLA1＞＝NewCT+CT，或CT＜＝NumSLA0＜CT+NewCT，并且CT＜＝NumSLA1＜NewCT+CT，或NumSLA0＞＝CT，并且NumSLA0＞＝CT+NewCT，并且NumSLA1＜CT，则字节输出类型为两次字节输出：如果满足NumSLA0＞＝CT，并且NumSLA0＜CT+NewCT＜＝NumSLA1，或NumSLA0＞＝CT，并且NumSLA0＞＝CT+NewCT，并且CT＜＝NumSLA1＜NewCT+CT，则字节输出类型为三次字节输出：如果不满足零次字节输出、单次字节输出、两次字节输出和三次字节输出的条件，则字节输出类型为四次字节输出；对于所述的一类双次归一化，如果字节输出类型为零次字节输出，则对码值C左移NumSLA0+NumSLA1次；否则，如果NumSLA0＜CT，则对码值C左移CT次，并将码值左移计数值CT更新为码值临时左移计数值NewCT，否则对码值C左移NumSLA0次，并将码值左移计数值CT更新为码值临时左移计数值NewCT；对于所述的二类双次归一化，如果字节输出类型为零次字节输出，则先对码值C左移NumSLA0次，然后将左移后的码值C与第二小概率上下文符号概率Qe1相加，最后将相加的和值再左移NumSLA1次；如果字节输出类型为单次或两次或三次或四次，且输出NumSLA0＜CT，则将码值C左移CT次，并将码值左移计数值CT更新为码值临时左移计数值NewCT，否则，先将码值C左移NumSLA0次，然后将左移后的码值C与第二小概率上下文符号概率Qe1相加，并将码值左移计数值CT更新为码值临时左移计数值NewCT；(4)根据字节输出类型和左移后的码值，输出对应的码流字节。