数据处理的方法和系统与流程

1.本说明书涉及数据处理领域，尤其涉及一种数据处理的方法和系统。


背景技术：

2.随着互联网技术的日益普遍，特别是移动终端的普及，通信网络涌现出越来越多类型的数据，随着而计算机的普及化，越来越多的数据正在占用越来越多的网络和存储资源，例如，视频数据、音频数据，等等。数据中往往包含巨大的信息量，对储存和传输的要求往往很高，因此，为了便于储存和传输，往往需要对数据进行压缩，在需要时再对压缩后的数据进行解压还原。因此，数据压缩和解压技术得到越来越多的应用。
3.比如，在过去的几十年中，视频和图像压缩技术得到越来越多的应用。视频中往往包含巨大的信息量。从传统的广播电影电视到现在大量的监控和互联网应用，压缩后的图像视频和图像正在占用越来越多的网络和存储资源。这使得如果将一段视频的原始数据从一个终端通过网络传输到另一个终端时会占用大量的网络资源。这就使得在有些实时视频传输的情况下难以实现画面的流畅传输。因此，视频数据传输前首先要在数据压缩设备处进行压缩处理，以便于传输。压缩后的视频在经过传输媒介传输到数据解压设备之后，数据解压设备再对所述视频进行解压，以至少部分地还原视频图像。
4.现有技术中主要的视频压缩标准是h.264和h.265标准。在传输前，通常依据h.264和h.265标准使用编码器对视频进行整体压缩，传输后再依据h.264和h.265标准通过解码器对视频进行整体解压。但是，上述对视频进行整体压缩的处理方法在计算量和解压后视频清晰度之间的平衡上表现的仍不能令人满意。这是因为，h.264和h.265标准在处理所述原始视频的时候要通过各种复杂的算法生成原始帧的预测帧，然后记录所述原始帧与所述预测帧之间的残差。所述预测帧同所述原始帧越接近，则残差越小，对一段视频编码后的数据量就越小。为了使编码更加容易，常用的方法是通过对原始帧进行滤波来减少原始帧图像中的高频信息。由傅里叶变换可知，在图片中物体的边界部分频率信息往往是比较丰富的，边界部分的高频分量通常大于其他平缓区域的高频分量。因此减少高频信息的帧图像虽然在视觉上变得模糊了(也就是图像的清晰度降低了)，却可以使得预测帧和滤波后的原始帧之间的残差更小。这样对视频编码时需要的计算量和编码后的数据流都减小了很多。然而，帧预测的技术非常复杂，会占用大量的计算资源。以视频编解码系统为例，平均每提高30％～40％的编码效率，便要增加约10倍的计算量。同时，传输后的数据经解压后清晰度降低，而且往往存在各种噪声，比如块效应或振铃效应。所述块效应是指在图像处理中，基于块的傅里叶变换使得图像边界处出现不连续现象。所述振铃效应是指在图像处理中，对一幅图像进行频谱调节处理时，若选用的频谱调节函数数值上具有较快的变化(也就是存在导数变化剧烈的区域)，则会使输出图像在灰度剧烈变化处产生灰度震荡，就好像钟被敲击后产生的空气震荡。所述噪声多出现在图像边界处。如果一幅输出图像有很强的噪声，则无法满足人们对数据的清晰度日益增长的要求。因此，如何进一步提高数据的压缩效率，同时提高数据解压后的清晰度，消除噪声，一直都是数据压缩和解压技术领域追求的目标。
5.因此，为了提升数据的传输效率以及数据解压后的清晰度，需要一种压缩效率更高同时数据解压更清晰的数据处理的方法和系统。


技术实现要素：

6.本说明书提供一种压缩效率更高同时数据解压更清晰的数据处理的方法和系统。以视频数据为例，所述数据处理的方法和系统可以将初始视频数据中的初始帧划分为多个单元，并获取每个单元的中频至高频区域的幅值，使用不同的边界调节系数对每个单元中的中频至高频区域的幅值进行调节，以降低所述初始帧在所述中频至所述高频区域的幅值。若当前单元中的中频至高频区域的幅值较大，代表当前单元中包含有强边界，则使用小于1且大于0的边界调节系数对当前单元的中频至高频区域的幅值进行调节，以降低当前单元的中频至高频区域的幅值，从而降低当前单元中的中频至高频区域内的信号强度，从而减少数据信息量，在进行预测和求残差时可以提高数据压缩的效率。若当前单元中的中频至高频区域的幅值较小，代表当前单元中包含有弱边界，则使用大于1的边界调节系数对当前单元的中频至高频区域的幅值进行调节，以增强当前单元的中频至高频区域的幅值，以避免当前单元中的弱边界在数据压缩(预测和求残差)过程中丢失，避免细节损失。所述数据处理的方法和系统能够在提高数据压缩的效率的同时增强弱边界的数据信息量，以避免在数据压缩过程中造成细节损失，即在提高数据压缩效率的同时，减少数据失真。
7.在对压缩帧进行数据解压时，所述方法和系统能够以数据压缩时的单元为数据解压单元，对每个单元使用与边界调节系数对应的边界补偿系数对中频至高频区域的幅值进行边界补偿，以补偿数据压缩过程中降低的中频至高频区域的幅值，得到解压帧。所述边界补偿与所述边界调节相对应，边界补偿系数与边界调节系数之间存在对应的关系。所述边界补偿可以使经过所述边界调节的压缩数据恢复至初始帧的清晰度甚至高于所述初始帧的清晰度。也就是说，在不显著增加编解码的计算量的情况下，解码端可以至少将解压数据在重要频率内的数据恢复至初始帧的清晰度，甚至可以获得超过初始帧的清晰度。
8.由于初始帧在边界调节过程中的边界调节系数均大于0，压缩帧中的信息并没有缺失，因此可以根据所述边界调节系数和所述边界补偿系数的关系以及各自的特征，来设计边界调节系数和边界补偿系数，对压缩帧中的信息进行恢复。所述方法和系统可以显著提高数据的压缩效率，提升数据的传输效率，减少数据丢失，避免细节损失，同时消除噪声，提高解压后数据的清晰度。
9.基于此，第一方面，本说明书提供一种数据处理的方法，包括：选择初始数据中的初始帧，所述初始帧包括预设字节数的初始数据；以及对所述初始帧进行数据压缩，得到压缩帧，其中，所述数据压缩包括对在压帧进行边界调节，所述在压帧包括所述初始帧和所述初始帧在所述数据压缩过程中成为所述压缩帧之前的任一数据状态，其中，所述边界调节包括对所述在压帧的多个单元中的每个单元使用与其对应的边界调节系数对其在中频至高频区域的幅值进行调节，以降低所述在压帧在所述中频至所述高频区域的幅值，所述边界调节系数大于0。
10.在一些实施例中，所述对在压帧进行边界调节，包括：基于预设的单元尺寸将所述在压帧划分为所述多个单元；以及对所述每个单元使用与其对应的所述边界调节系数对其在中频至高频区域的幅值进行调节。
11.在一些实施例中，所述对所述每个单元使用与其对应的所述边界调节系数对其在中频至高频区域的幅值进行调节，包括对所述每个单元：从预设的编码函数组中选取一个函数作为编码函数，通过所述编码函数对其进行调节，得到第一单元，使其在频域内的低频区域的分量被保留而中频至高频区域的分量被衰减；对其和所述第一单元求差，获取其对应的第一边界，所述第一边界包括其在所述中频至所述高频区域的分量；以及使用与其对应的所述边界调节系数对所述第一边界的幅值进行调节，得到其对应的编码边界；以及将所述第一单元与所述编码边界进行叠加。
12.在一些实施例中，所述使用与其对应的所述边界调节系数对所述第一边界的幅值进行调节，包括：确定所述第一边界的边界值小于预设第一阈值，通过大于1的所述边界调节系数增强所述第一边界的幅值；或者确定所述第一边界的边界值大于预设第二阈值，通过小于1的所述边界调节系数降低所述第一边界的幅值。
13.在一些实施例中，所述通过大于1的所述边界调节系数增强所述第一边界的幅值，包括：从预设的第一边界调节系数组中选取一个系数作为所述边界调节系数，增强所述第一边界的幅值，所述第一边界调节系数组中的系数均大于1；所述通过小于1的所述边界调节系数降低所述第一边界的幅值，包括：从预设的第二边界调节系数组中选取一个系数作为所述边界调节系数，降低所述第一边界的幅值，所述第二边界调节系数组中的系数均小于1。
14.在一些实施例中，所述使用与其对应的所述边界调节系数对所述第一边界的幅值进行调节，包括：以失真率和码率的加权值为优化目标，基于优化算法，获取所述边界调节系数，以所述边界调节系数对所述第一边界的幅值进行调节。
15.在一些实施例中，所述对所述初始帧进行数据压缩，包括以下方式中的至少一种：对所述初始帧先进行所述边界调节，再对所述边界调节后的初始帧进行预测和求残差；对所述初始帧先进行预测得到预测帧，再对所述初始帧和所述预测帧进行所述边界调节和求残差；以及对所述初始帧先进行预测和求残差，再对所述残差进行所述边界调节。
16.在一些实施例中，所述压缩帧还包括所述多个单元中的每个单元对应的所述编码函数和所述边界调节系数。
17.第二方面，本说明书还提供一种数据处理的系统，包括：至少一个存储介质以及至少一个处理器，所述至少一个存储介质存储有至少一个指令集，用于数据处理；所述至少一个处理器同所述至少一个存储介质通讯连接，其中，当所述系统运行时，所述至少一个处理器读取所述至少一个指令集，并且根据所述至少一个指令集的指示执行本说明书第一方面所述的数据处理的方法。
18.第三方面，本说明书还提供一种数据处理的方法，包括：获取压缩数据，所述压缩数据包括对初始帧进行数据压缩得到的压缩帧，所述数据压缩包括边界调节；以及对所述压缩帧进行数据解压，得到解压帧，所述数据解压包括对在解帧进行边界补偿，所述在解帧包括所述压缩帧和所述压缩帧在所述数据解压过程中成为所述解压帧前的任一数据状态，其中，所述边界补偿与所述边界调节存在预先设定的关联关系。
19.在一些实施例中，所述边界调节包括对在压帧的多个单元中的每个单元使用与其对应的边界调节系数对其在中频至高频区域的幅值进行调节，以降低所述在压帧在所述中频至所述高频区域的幅值，所述边界调节系数大于0，所述在压帧包括所述初始帧和所述初
始帧在所述数据压缩过程中成为所述压缩帧之前的任一数据状态，所述边界补偿包括对所述在解帧的所述多个单元中的所述每个单元，基于所述关联关系，使用与所述边界调节系数相对应的边界补偿系数对其在中频至高频区域的幅值进行补偿。
20.在一些实施例中，所述对在压帧进行边界调节，包括：基于预设的单元尺寸将所述在压帧划分为所述多个单元；以及对所述每个单元使用与其对应的所述边界调节系数对其在中频至高频区域的幅值进行调节，包括对所述每个单元：从预设的编码函数组中选取一个函数作为编码函数，通过所述编码函数对其进行调节，得到第一单元，使其在频域内的低频区域的分量被保留而中频至高频区域的分量被衰减；对其和所述第一单元求差，获取其对应的第一边界，所述第一边界包括其在所述中频至所述高频区域的分量；以及使用与其对应的所述边界调节系数对所述第一边界的幅值进行调节，得到其对应的编码边界；以及将所述第一单元与所述编码边界进行叠加。
21.在一些实施例中，所述对在解帧进行边界补偿，包括：基于预设的所述单元尺寸将所述在解帧划分为所述多个单元；以及对所述每个单元使用与所述边界调节系数相对应的所述边界补偿系数对其在中频至高频区域的幅值进行补偿。
22.在一些实施例中，所述对所述每个单元使用与所述边界调节系数相对应的所述边界补偿系数对其在中频至高频区域的幅值进行补偿，包括对所述每个单元：确定解码函数，通过所述解码函数对其进行调节，得到第二单元，使其在频域内的低频区域的分量被保留而中频至高频区域的分量被衰减；对其和所述第二单元求差，获取其对应的第二边界，所述第二边界包括其在所述中频至所述高频区域的分量；以及使用与所述边界调节系数相对应的所述边界补偿系数对所述第二边界的幅值进行补偿，得到其对应的解码边界；以及将所述当前单元与所述解码边界进行叠加。
23.在一些实施例中，所述确定解码函数，包括：从预设的解码函数组中选取一个函数作为所述解码函数。
24.在一些实施例中，所述使用与所述边界调节系数相对应的所述边界补偿系数对所述第二边界的幅值进行补偿，包括：从预设的边界补偿系数组中选取一个作为所述边界补偿系数，对所述第二边界的幅值进行补偿。
25.在一些实施例中，所述压缩帧包括：所述在压帧中的多个单元中的每个单元对应的所述编码函数和所述边界调节系数。
26.在一些实施例中，所述确定解码函数，包括：从预设的解码函数组中选取与所述编码函数相对应的函数作为所述解码函数。
27.在一些实施例中，所述使用与所述边界调节系数相对应的所述边界补偿系数对所述第二边界的幅值进行补偿，包括：基于所述边界调节系数与所述边界补偿系数的关联关系，确定所述边界补偿系数，对所述第二边界的幅值进行补偿。
28.在一些实施例中，所述对所述压缩帧进行数据解压，包括以下方式中的至少一种：对所述压缩帧先进行解码，再进行所述边界补偿；对所述压缩帧进行所述解码过程中进行所述边界补偿；以及对所述压缩帧先进行所述边界补偿，再进行所述解码。
29.在一些实施例中，所述关联关系包括：所述边界补偿使所述解压帧在低频至中频区域的任意频率上的幅值不小于所述初始帧的85％。
30.在一些实施例中，所述关联关系还包括：所述边界补偿使所述解压帧相对于所述
初始帧在中频区域的幅值平稳地增加。
31.在一些实施例中，所述关联关系还包括：所述边界补偿使所述解压帧相对于所述初始帧在高频区域的幅值平稳地降低。
32.第四方面，本说明书还提供一种数据处理的系统，包括至少一个存储介质和至少一个处理器，所述至少一个存储介质存储有至少一个指令集，用于数据处理；以及所述至少一个处理器同所述至少一个存储介质通讯连接，其中当所述系统运行时，所述至少一个处理器读取所述至少一个指令集，并且根据所述至少一个指令集的指示执行本说明书第三方面所述的数据处理的方法。
33.本说明书提供的数据处理的方法和系统的其他功能将在以下说明中部分列出。根据描述，以下数字和示例介绍的内容将对那些本领域的普通技术人员显而易见。本说明书提供的数据处理的方法、系统和存储介质的创造性方面可以通过实践或使用下面详细示例中所述的方法、装置和组合得到充分解释。
附图说明
34.为了更清楚地说明本说明书实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1示出了根据本说明书的实施例提供的一种数据处理的系统示意图；
36.图2示出了根据本说明书的实施例提供的一种数据处理的数据压缩设备示意图；
37.图3a示出了根据本说明书的实施例提供的一种数据压缩和数据解压的流程图；
38.图3b示出了根据本说明书的实施例提供的一种数据压缩和数据解压的流程图；
39.图3c示出了根据本说明书的实施例提供的一种数据压缩和数据解压的流程图；
40.图4a示出了根据本说明书的实施例提供的一种对数据进行压缩的数据处理的方法的流程图；
41.图4b示出了根据本说明书的实施例提供的一种边界调节的流程图；
42.图5示出了根据本说明书的实施例提供的一种边界调节的结构框图；
43.图6示出了根据本说明书的实施例提供的一种编码函数的曲线图；
44.图7a示出了根据本说明书的实施例提供的一种对压缩帧进行解压的数据处理的方法的流程图；
45.图7b示出了根据本说明书的实施例提供的一种边界补偿的流程图；
46.图8示出了根据本说明书的实施例提供的一种边界补偿的结构流程图；
47.图9a示出了根据本说明书的实施例提供的一种整体调节函数h0(f)的曲线图；
48.图9b示出了根据本说明书的实施例提供的一种整体调节函数h0(f)的曲线图；
49.图9c示出了根据本说明书的实施例提供的一种整体调节函数h0(f)的曲线图；
50.图9d示出了根据本说明书的实施例提供的一种整体调节函数h0(f)的曲线图；
51.图10a示出了根据本说明书的实施例提供的一种正常模式的整体调节函数h0(f)、边界调节函数h1(f)和解码函数h2(f)的曲线图；以及
52.图10b示出了根据本说明书的实施例提供的一种增强模式的整体调节函数h0(f)、
边界调节函数h1(f)和解码函数h2(f)的曲线图。
具体实施方式
53.以下描述提供了本说明书的特定应用场景和要求，目的是使本领域技术人员能够制造和使用本说明书中的内容。对于本领域技术人员来说，对所公开的实施例的各种局部修改是显而易见的，并且在不脱离本说明书的精神和范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用于其他实施例和应用。因此，本说明书不限于所示的实施例，而是与权利要求一致的最宽范围。
54.这里使用的术语仅用于描述特定示例实施例的目的，而不是限制性的。比如，除非上下文另有明确说明，这里所使用的，单数形式“一”，“一个”和“该”也可以包括复数形式。当在本说明书中使用时，术语“包括”、“包含”和/或“含有”意思是指所关联的整数，步骤、操作、元素和/或组件存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或组的存在或在该系统/方法中可以添加其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或组。
55.考虑到以下描述，本说明书的这些特征和其他特征、以及结构的相关元件的操作和功能、以及部件的组合和制造的经济性可以得到明显提高。参考附图，所有这些形成本说明书的一部分。然而，应该清楚地理解，附图仅用于说明和描述的目的，并不旨在限制本说明书的范围。还应理解，附图未按比例绘制。
56.本说明书中使用的流程图示出了根据本说明书中的一些实施例的系统实现的操作。应该清楚地理解，流程图的操作可以不按顺序实现。相反，操作可以以反转顺序或同时实现。此外，可以向流程图添加一个或多个其他操作。可以从流程图中移除一个或多个操作。
57.本说明书一方面提供了一种数据处理的系统100(以下简称系统100)。第二方面，本说明书描述了一种对数据进行压缩的数据处理的方法p200，第三方面，本说明书描述了一种对压缩帧进行解压的数据处理的方法p300。
58.图1示出了一种数据处理的系统100的示意图。系统100可以包括数据压缩设备200、数据解压设备300以及传输媒介120。
59.数据压缩设备200可以接收待压缩的初始数据中的初始帧，并使用本说明书提出的数据处理方法p200压缩初始数据产生压缩帧。数据压缩设备200可以存储有执行本说明书描述的数据处理的方法p200的数据或指令，并且执行所述数据和/或指令。
60.数据解压设备300可以接收压缩帧，并使用本说明书提出的数据处理方法p300解压压缩帧，得到解压帧。数据解压设备300可以存储有执行本说明书描述的数据处理的方法p300的数据或指令，并且执行所述数据和/或指令。
61.数据压缩设备200及数据解压设备300可包括广泛范围的装置。比如，数据压缩设备200及数据解压设备300可以包含台式计算机、移动计算装置、笔记本(例如，膝上型)计算机、平板计算机、机顶盒、智能电话等手持机、电视、相机、显示装置、数字媒体播放器、视频游戏控制台、车载计算机，或其类似者。
62.如图1所示，数据压缩设备200与数据解压设备300可以通过传输媒介120连接。传输媒介120可以促进信息和/或数据的传输。传输媒介120可以是任何可以将压缩帧从数据压缩设备200传输至数据解压设备300的数据载体。例如，传输媒介120可以是储存媒介(例
如，光盘)、有线或无线通信媒介。所述通信媒介可以是网络。在一些实施例中，传输媒介120可以是任何类型的有线或无线网络，也可以是其组合。比如，传输媒介120可以包括电缆网络，有线网络、光纤网络、电信通信网络、内联网、互联网、局域网(lan)、广域网(wan)、无线局域网(wlan)、大都市市区网(man)、广域网(wan)、公用电话交换网(pstn)、蓝牙网络、zigbee网络、近场通信(nfc)网络或类似网络。数据解压设备300和数据压缩设备200中的一个或多个组件可以连接到传输媒介120以传输数据和/或信息。传输媒介120可以包括路由器、交换器、基站，或促进从数据压缩设备200到数据解压设备300的通信的其它设备。在另一些实施例中，传输媒介120可以是储存媒介，例如，大容量存储器、可移动存储器、易失性读写存储器、只读存储器(rom)或类似内容，或其任意组合。示例性大容量存储可能包括磁盘、光盘、固态驱动器等非暂时性存储介质(non-transitory storage medium)。可移动存储可能包括闪存驱动器、软盘、光盘、存储卡、zip磁盘、磁带等。典型的易失性读写内存可能包括随机存取存储器(ram)。ram可能包括动态ram(dram)、双日期速率同步动态ram(ddr sdram)、静态ram(sram)、晶闸管ram(t-ram)和零电容ram(z-ram)等。rom可能包括掩码rom(mrom)、可编程rom(prom)、可虚拟可编程rom(perom)、电子可编程rom(eeprom)、光盘(cd-rom)和数字多功能磁盘rom等。在一些实施例中，传输媒介120可以是云平台。仅仅作为例子，所述云平台可能包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布式云、云间云等形式，或者同上述形式类似的形式，或这上述形式的任意组合。
63.如图1所示，数据压缩设备200接收初始数据，并执行本说明书描述的数据处理的方法p200的指令，对初始数据进行数据压缩，产生压缩帧；所述压缩帧通过传输媒介120传输给数据解压设备300；数据解压设备300执行本说明书描述的数据处理的方法p300的指令，对压缩帧进行数据解压，得到解压帧。
64.图2示出了一种数据处理的数据压缩设备200的示意图。数据压缩设备200可以执行本说明书描述的数据处理的方法p200。所述数据处理的方法p200在本说明书中的其他部分介绍。
65.如图2所示，数据压缩设备200包括至少一个存储介质230和至少一个压缩端处理器220。在一些实施例中，数据压缩设备200还可以包括通信端口250和内部通信总线210。同时，数据压缩设备200还可以包括i/o组件260。
66.内部通信总线210可以连接不同的系统组件，包括存储介质230和压缩端处理器220。
67.i/o组件260支持数据压缩设备200和其他组件之间的输入/输出。
68.存储介质230可以包括数据存储装置。所述数据存储装置可以是非暂时性存储介质，也可以是暂时性存储介质。比如，所述数据存储装置可以包括磁盘232、只读存储介质(rom)234或随机存取存储介质(ram)236中的一种或多种。存储介质230还包括存储在所述数据存储装置中的至少一个指令集。所述指令是计算机程序代码，所述计算机程序代码可以包括执行本说明书提供的数据处理的方法的程序、例程、对象、组件、数据结构、过程、模块等等。
69.通信端口250用于数据压缩设备200同外界的数据通讯。比如，数据压缩设备200可以通过通信端口250连接传输媒介120。
70.至少一个压缩端处理器220同至少一个存储介质230通过内部通信总线210通讯连
接。至少一个压缩端处理器220用以执行上述至少一个指令集。当系统100运行时，至少一个压缩端处理器220读取所述至少一个指令集，并且根据所述至少一个指令集的指示执行数据处理方法p200。压缩端处理器220可以执行数据处理的方法p200包含的所有步骤。压缩端处理器220可以是一个或多个处理器的形式，在一些实施例中，压缩端处理器220可以包括一个或多个硬件处理器，例如微控制器，微处理器，精简指令集计算机(risc)，专用集成电路(asic)，特定于应用的指令集处理器(asip)，中央处理单元(cpu)，图形处理单元(gpu)，物理处理单元(ppu)，微控制器单元，数字信号处理器(dsp)，现场可编程门阵列(fpga)，高级risc机器(arm)，可编程逻辑器件(pld)，能够执行一个或多个功能的任何电路或处理器等，或其任何组合。仅仅为了说明问题，在本说明书中数据压缩设备200中仅描述了一个压缩端处理器220。然而，应当注意，本说明书中数据压缩设备200还可以包括多个处理器，因此，本说明书中披露的操作和/或方法步骤可以如本说明书所述的由一个处理器执行，也可以由多个处理器联合执行。例如，如果在本说明书中数据压缩设备200的压缩端处理器220执行步骤a和步骤b，则应该理解，步骤a和步骤b也可以由两个不同压缩端处理器220联合或分开执行(例如，第一处理器执行步骤a，第二处理器执行步骤b，或者第一和第二处理器共同执行步骤a和b)。
71.虽然上述结构描述的是数据压缩设备200，此结构也适用于数据解压设备300。数据解压设备300可以执行本说明书描述的数据处理的方法p300。所述数据处理的方法p300在本说明书中的其他部分介绍。
72.数据处理方法p200、p300和系统100可以用于数据的压缩和解压，以提高所述数据的传输效率，节约资源和空间。所述数据可以是非实时数据，也可以是实时数据。从传统的广播电影电视到现在大量的监控和互联网应用都存在各种各样的数据。例如，所述数据可以是非实时的视频数据、音频数据或者图像数据，等等。所述数据还可以是实时地图数据、实时传感器数据、实时视频监控数据、网络监测数据、气象数据、航空航天数据，等等。比如说，所述数据可以是自动驾驶汽车在行驶过程中从基站接收到的地图数据。本说明书对所述数据的具体类别不作限定。本说明书所述的数据处理的方法p200、p300和系统100在对不同类别的数据进行处理时所采取的方法和步骤都是一致的，为了方便展示，本说明书将以视频数据的处理为例进行描述。
73.在数据压缩和数据解压中，常常以帧为单位进行压缩和解压。帧是组成数据序列的一个处理单位。初始数据中可以包括一个或多个初始帧。每个初始帧包括预设字节数的初始数据。在视频压缩中，所述初始数据可以是初始视频数据，所述初始帧可以是初始视频数据中的帧图像。在传统的视频压缩技术中，通常使用h.264和h.265标准对初始视频数据进行编码，从而达到对所述视频数据进行压缩的目的。h.264和h.265标准对视频数据进行编码时主要采用的技术手段是预测编码，即对视频数据中的初始数据进行预测得到预测值，再将预测值与所述初始数据的初始值相减得到残差值，从而对所述视频数据进行压缩。在恢复和解压(即解码)时，用残差值和预测值相加即可恢复所述初始帧。
74.本说明书提供的数据处理方法p200、p300和系统100，在进行数据压缩时可以将边界调节和编码相结合，以降低编码时的数据量提高视频数据的压缩效率，提升视频的传输效率；在进行数据解压时可以将边界补偿与解码相结合对经过边界调节和编码的压缩数据进行解压，以使解压后的数据恢复至初始数据。
75.数据处理方法p200可以对所述视频数据进行数据压缩。数据处理方法p200可以采用编码(即预测和求残差)和边界调节相结合的方法，对初始帧进行数据压缩，得到压缩帧。具体地，数据处理方法p200可以对在压帧进行所述边界调节和所述编码。所述在压帧包括所述初始帧和所述初始帧在所述数据压缩过程中成为所述压缩帧之前的任一数据状态。所述边界调节是指对对待处理数据的频谱图的幅值进行调节。比如，所述边界调节可以对所述对待处理数据在其频域内的选定区域的幅值进行调节，比如中频区域的幅值，高频区域的幅值，又比如低频至中频区域的幅值，又比如，中频至高频区域的幅值，等等。在一些实施例中，所述边界调节可以由一个大于0且小于1的边界调节系数实现对其频域内的选定区域的幅值进行衰减，从而降低所述对待处理数据中的数据信息量。本领域的普通技术人员可以理解的是，经过幅值衰减的数据在选定频率区域内的频率分量变小，数据中的信息量减少了，因此，经过幅值衰减的数据编码时的效率可以提高，提升压缩比。
76.数据处理方法p300可以对经过数据处理方法p200进行所述数据压缩的所述压缩帧进行数据解压，得到解压帧，以恢复所述视频数据。数据处理方法p300可以采用解码(即根据残差值和预测值恢复在压帧)和边界补偿相结合的方法，对所述压缩帧进行数据解压，以恢复所述压缩帧中的数据。具体地，数据处理方法p300可以对在解帧进行所述边界补偿和所述解码。所述在解帧可以包括所述压缩帧和所述压缩帧在所述数据解压过程中成为所述解压帧前的任一数据状态。所述边界补偿可以使经过所述边界调节的数据在不考虑其他计算误差的情况下完全恢复或者近似恢复至边界调节前的状态。
77.因此，数据处理方法p200、p300和系统100可以显著提高视频数据的压缩效率，减少视频数据压缩时的数据丢失，提升视频的传输效率、还原率以及解压视频的清晰度，减少解压后的视频中的噪声。关于所述边界调节以及所述边界补偿的具体过程将在后面的描述中详细介绍。
78.系统100在对视频数据进行数据压缩时，所述边界调节和所述编码的顺序是可以互换的，也可以是交叉进行的。所述边界调节可以是在所述编码之前也可以是在所述编码之后。同样，系统100在对压缩帧进行数据解压时，所述边界补偿和所述解码的顺序是可以互换的，也可以是交叉进行的。需要说明的是，为保证解压后的数据信息可以恢复初始数据中的信息，所述数据解压中所述边界补偿和所述解码的顺序与所述数据压缩中的所述边界调节和所述编码的顺序应该是相对应的，即所述边界补偿和所述解码可以同所述边界调节和所述编码呈对称反向操作。比如，如果所述压缩帧是先进行所述边界调节再进行所述编码得到的，则所述压缩帧在数据解压时应先进行所述解码再进行所述边界补偿。为了方便描述我们将数据压缩处理前的所述初始帧中的数据定义为p0，将经数据解压设备300解压得到的解压帧中的数据定义为p4。
79.数据处理方法p200中，数据压缩设备200在对所述初始帧进行数据压缩时，可以是先对所述初始帧进行所述边界调节，再进行所述编码；也可以是先对所述初始帧进行所述编码，再进行所述边界调节。图3a至图3c示出了根据本说明书的实施例提供的一些数据压缩和数据解压的流程图。
80.图3a示出了根据本说明书的实施例提供的一种数据压缩和数据解压的流程图。如图3a所示，数据压缩设备200对初始数据进行数据压缩可以是：数据压缩设备200先对所述初始帧p0进行所述边界调节，再进行所述编码，即对所述边界调节后的初始帧进行预测和
求残差，得到预测数据pi和残差数据r，将所述预测数据pi和所述残差数据r输入码流生成模块进行合成，得到所述压缩帧。所述压缩帧包括所述预测数据pi和所述残差数据r。其中，所述在压帧可以是所述初始帧p0。为了方便展示，我们将经过所述边界调节后得到的数据定义为编码调节帧p1。如前所述，所述边界调节可以将所述在压帧(初始帧p0)划分为多个单元，并对每个单元使用对应的边界调节系数进行所述边界调节。在一些实施例中，数据压缩设备200还可以将所述边界调节中的每个单元对应的编码函数和边界调节系数也输入码流生成模块进行合成。即所述压缩帧还可以包括所述边界调节中的所述每个单元对应的所述编码函数和所述边界调节系数。为了方便展示，我们将所述压缩帧中的所述每个单元对应的所述编码函数和所述边界调节系数的数据定义为编码数据rami(regional amplitude modulation information)。为了方便展示，在图3a中，我们以所述压缩帧中包括编码数据rami为例进行描述。关于所述边界调节中的所述编码函数和所述边界调节系数将在后面的描述中详细介绍。图3a所示的数据压缩方法可以提高编码效率，使所述压缩帧中的数据量进一步减小，提高压缩比，同时可以减少数据丢失，避免细节损失。
81.如图3a所示，数据解压设备300对所述压缩帧进行数据解压可以是：数据解压设备300对所述压缩帧先进行所述解码，再进行所述边界补偿。具体地，数据解压设备300可以先对所述压缩帧进行所述解码，即基于码流解析模块对所述压缩帧进行解析，生成所述预测数据pi、所述残差数据r以及编码数据rami；再根据所述预测数据pi进行预测得到预测帧，并和所述残差数据r叠加，得到解码帧。为了方便描述，我们将所述解码帧中的数据定义为p2。然后数据解压设备300基于编码数据rami，使用与编码数据rami对应的解码数据对解码帧p2进行所述边界补偿，得到所述解压帧p4进行输出。所述在解帧可以是所述解码帧p2。如前所述，所述边界补偿可以将所述在解帧(解码帧p2)划分为多个单元，并对每个单元使用与所述边界调节系数对应的边界补偿系数进行所述边界补偿。所述解码数据可以包括所述每个单元对应的解码函数和边界补偿系数。所述解码函数与所述编码函数相对应，所述边界补偿系数与所述边界调节系数相对应。因此，数据解压设备300可以基于所述编码数据rami确定所述每个单元对应的所述解码函数和所述边界补偿系数。关于所述边界补偿对应的所述解码函数和所述边界补偿系数的具体内容将在后面的描述中详细介绍。为了方便展示，我们将解压帧p4与初始数据p0之间的传递函数定义为整体频谱调节函数h0(f)。图3a所示的方式可以减少所述压缩帧中的数据量，从而提高所述初始数据的压缩比和编码效率，提升所述初始数据的传输效率，同时可以减少数据丢失，避免细节损失。
82.数据压缩设备200对初始数据进行数据压缩也可以是：将所述边界调节融入到所述编码过程中。所述边界调节可以在所述编码过程中的任意阶段进行。相应地，所述边界补偿也可以在所述解码过程的对应阶段进行。
83.图3b示出了根据本说明书的实施例提供的一种数据压缩和数据解压的流程图。如图3b所示，数据压缩设备200对初始数据进行数据压缩可以是：数据压缩设备200先对所述初始帧p0进行预测，得到预测帧和预测数据pi，再对所述初始帧p0和所述预测帧进行所述边界调节和求残差，得到所述残差数据r；将所述预测数据pi、所述残差数据r以及所述编码数据rami输入码流生成模块进行合成，得到所述压缩帧。所述在压帧可以是所述预测帧和所述初始帧p0。图3b所示的数据压缩的具体的操作与图3a所示的方式相同，只是操作顺序不同。关于所述边界调节的内容将在后面的描述中详细介绍。
84.如图3b所示，数据解压设备300对所述压缩帧进行数据解压可以是：数据解压设备300对所述压缩帧进行所述解码过程中进行所述边界补偿。具体地，数据解压设备300可以先基于码流解析模块对所述压缩帧进行解析，生成所述预测数据pi、所述残差数据r以及所述编码数据rami；根据所述预测数据pi进行预测得到预测帧；基于所述编码数据rami，使用相对应的解码数据对所述预测帧进行所述边界补偿；将经过所述边界补偿的所述预测帧与所述残差数据r叠加，并对叠加后的数据进行所述边界补偿，得到所述解压帧p4。所述在解帧可以是所述预测帧以及所述预测帧与所述残差数据r的叠加数据。为了方便描述，我们将所述叠加帧中的数据定义为p3。具体地，对所述叠加帧p3中的边界进行所述边界校正的具体过程将在后面的内容中具体描述。
85.图3b所示的方式可以减少所述压缩帧中的数据量，从而提高所述初始数据的压缩比和编码效率，提升所述初始数据的传输效率，同时可以减少数据丢失，避免细节损失。
86.图3c示出了根据本说明书的实施例提供的一种数据压缩和数据解压的流程图。如图3c所示，数据压缩设备200对初始数据进行数据压缩可以是：数据压缩设备200先对所述初始帧p0进行预测和求残差，得到预测数据pi和残差r1，再对所述残差r1进行所述边界调节，得到所述残差数据r；将经过所述边界调节后的残差数据r、预测数据pi以及所述编码数据rami输入码流生成模块进行合成，生成所述压缩帧。所述在压帧可以是所述残差r1。图3c所示的数据压缩方式具体的操作与图3a所示的方式相同，只是操作顺序不同。关于所述边界调节的内容将在后面的描述中详细介绍。
87.如图3c所示，数据解压设备300对所述压缩帧进行数据解压可以是：数据解压设备300基于码流解析模块对所述压缩帧进行解析，生成所述预测数据pi和所述残差数据r；然后根据预测数据pi进行预测得到预测帧；基于所述编码数据rami，使用相对应的解码数据对所述残差数据r进行所述边界补偿，得到残差r1；并将所述残差r1与所述预测帧叠加，得到所述解压帧p4。所述在解帧可以是所述残差数据r。
88.图3c所示的方式可以减少所述压缩帧中的数据量，从而提高所述初始数据的压缩比和编码效率，提升所述初始数据的传输效率，同时可以减少数据丢失，避免细节损失。
89.图4a示出了一种对数据进行压缩的数据处理的方法p200的流程图。如前所述，数据压缩设备200可以执行数据处理方法p200。具体地，数据压缩设备200中存储介质可以存储至少一组指令集。所述指令集被配置为可以指示数据压缩设备200中的压缩处理器220完成数据处理方法p200。当所述数据压缩设备200运行的时候，压缩处理器220可以读取所述指令集并执行数据处理方法p200。如图4a所示，所述方法p200可以包括：
90.s220：选择初始数据中的初始帧p0。
91.帧是组成数据序列的一个处理单位。在数据处理时，常常以帧为单位进行计算。所述初始数据可以包括一个或多个初始帧。所述初始帧p0包括预设字节数的初始数据。如前所述，在本说明书中以视频数据为例进行描述，因此，所述初始数据可以是初始视频数据，所述初始帧p0可以是初始视频数据中的帧图像。在步骤s220中，数据压缩设备200可以从所述初始数据中选择一部分帧图像作为所述初始帧p0，也可以选择所述初始数据中的全部帧图像作为所述初始帧p0。数据压缩设备200可以根据所述初始数据应用场景选择所述初始帧p0。若所述初始数据应用在对精度和压缩质量要求不高的场景可以选择部分帧图像作为所述初始帧p0，比如，僻静处的监控图像在多数情况下画面中没有外来物，因此所述僻静处
的监控图像多数帧图像是相同的，数据压缩设备200可以从中选择部分帧图像作为所述初始帧p0进行压缩和传输。又比如，对于高清的电视播放视频，为了保证观影效果，数据压缩设备200可以选择全部帧图像作为所述初始帧p0进行压缩和传输。
92.s240：对所述初始帧p0进行所述数据压缩，得到压缩帧。
93.所述数据压缩可以包括对在压帧进行所述边界调节和所述编码。所述对所述在压帧进行所述边界调节可以是将所述在压帧输入边界调节器进行边界调节。所述在压帧可以包括所述初始帧p0和所述初始帧p0在所述数据压缩过程中成为所述压缩帧之前的任一数据状态。比如，所述在压帧包括所述初始帧p0和所述初始帧p0在进行所述边界调节和编码的过程中的任一种数据状态，例如，初始帧、预测帧、残差帧，等等。
94.所述边界调节是指对所述在压帧的频谱图的幅值进行调节。比如，所述边界调节可以对所述在压帧在其频域内的选定区域的幅值进行调节，比如中频区域的幅值，高频区域的幅值，又比如低频至中频区域的幅值，又比如，中频至高频区域的幅值，等等。在一些实施例中，所述边界调节可以由一个边界调节系数实现对其频域内的选定区域的幅值进行调节。比如，所述边界调节可以由一个大于0且小于1的边界调节系数实现对其频域内的选定区域的幅值进行衰减，从而降低所述在压帧中的数据信息量。对于不同形式的数据，接收者对于频率的敏感程度不同，因此所述数据压缩操作可以根据不同形式的数据在频域上选定不同的区域进行幅值衰减。一帧数据频谱中的中频至高频分量主要集中在这一帧数据中数据变化剧烈的区域，也就是数据的边界数据。如前所述，以视频数据为例，比如，对于一帧图像来说，所述中频至高频数据主要集中在所述图像中物体的边界，也就是这一帧图像的边界数据。由于图片中物体的边缘部分中频和高频信息丰富，而中频和高频区域会携带更多的数据。因此降低中频至高频区域的幅值从视觉上会使所述在压帧的边界数据模糊化，同时也会使图像中的信息量大大减小。需要说明的是，降低低频区域的幅值，也会减小图像中的信息量。在本说明书中，以视频数据为例，所述边界调节可以是对所述在压帧的中频至高频区域的幅值进行调节，比如对中频至高频区域的幅值进行衰减以降低中频至高频区域的数据信息量。本领域的普通技术人员可以理解的是，比起没经过边界调节处理的情况，经过边界调节处理的中间状态帧中的中频至高频区域的幅值衰减了，数据信息量也减小了，因此经过边界调节处理的中间状态帧在编码中会有更高的压缩比。
95.以视频数据压缩为例，数据处理方法p200可以采用边界调节和编码相结合的方法对所述初始帧p0进行压缩，以对中频至高频区域的幅值进行调节，以减少数据信息量，进一步提高视频数据的压缩比，提升视频传输的效率。如前所述，所述对所述初始帧p0进行数据压缩时，所述边界调节和所述编码的顺序是可以互换的，也可以是交叉进行的。步骤s240可以包括图3a、图3b和图3c中示出的数据压缩的方法中的至少一种。为了方便展示，本说明书将以图3a所示方式为例对步骤s240进行详细的描述。也就是说，数据压缩设备200对所述初始帧p0先进行所述边界调节，使所述初始帧p0在中频至高频区域的幅值衰减，从而使所述初始帧p0的边界信息模糊，得到编码调节帧p1，以减少所述初始帧p0中的信息量，从而降低所述初始帧p0压缩后占用的空间资源；再对编码调节帧p1进行编码(即预测和求残差)，对所述编码调节帧p1进行预测得到所述编码调节帧p1的预测帧和所述预测数据pi；再将所述编码调节帧p1的预测帧与所述编码调节帧p1相减得到残差数据r；将残差数据r和所述预测数据pi以及所述编码数据rami输入码流生成模块进行合成，得到所述压缩帧。数据处理方法
p200可以提高所述编码调节帧p1的编码效率，使所述压缩帧中的数据量进一步减小，提高编码效率，提高压缩比。由于所述边界调节的对象是所述初始帧p0，因此所述在压帧便是所述初始帧p0。以视频数据为例，在步骤s240中，所述对所述在压帧(初始帧)进行所述数据压缩，可以包括通过数据压缩设备200的至少一个压缩端处理器220执行：
96.s242：对所述在压帧(初始帧p0)进行所述边界调节，得到所述编码调节帧p1。图4b示出了根据本说明书的实施例提供的一种边界调节的流程图；图5示出了根据本说明书的实施例提供的一种边界调节的结构框图。如图4b和图5所示，步骤s242可以包括通过数据压缩设备200的至少一个压缩端处理器220执行：
97.s242-2：基于预设的单元尺寸将所述在压帧(初始帧p0)划分为多个单元。
98.我们知道，在对图像数据和视频数据进行所述编码时，其处理的数据处理单元可以是一帧数据，也可以是一帧数据的一部分。比如，我们可以将一帧数据进划分成若干区域，然后对每个区域分别进行编码。以视频数据为例，该区域可以是一帧或者一场图像，或者一帧/场图像的一部分。例如在视频编码中把图像进一步分割为条带(slice)，片(tile)，编码单元(coding unit，cu)，宏块(macroblock)，块(block)，或者子块(subblock)。一个区域通常是一个nxn的方形，或者是一个mxn的长方形。区域包括但是不限于上述名字。为了方便描述，我们将每个区域定义为一个单元。所述边界调节能够以上述单元为调节对象，对每个单元进行所述边界调节。这里，所述单元的大小可以根据需要任意选择，即m和n的取值可以是任意的整数，比如4，8，16，32，16，128，或者256，甚至可以是更小，比如2。在一些实施例中，所述单元可以只包含一个像素。当一帧图像的分辨率越高时，所述单元的尺寸也可以更大。如前所述，所述在压帧(初始帧p0)可以被划分为多个单元。为了方便描述，我们将初始帧p0中第i行和第j列的单元的数据定义为
99.s242-4：对所述每个单元使用与其对应的所述边界调节系数对其在中频至高频区域的幅值进行调节。
100.以视频数据为例，所述边界调节可以是对所述在压帧(初始帧p0)的多个单元中的每个单元使用与其对应的边界调节系数对其在中频至高频区域的幅值进行调节，以降低所述在压帧(初始帧p0)整体在所述中频至所述高频区域的幅值。关于所述边界调节系数将在后面的描述中详细介绍。在对第i行和第j列的单元进行所述边界调节时，步骤s242-4可以包括对当前单元执行：
101.s242-42：从预设的编码函数组中选取一个函数作为编码函数通过所述编码函数对当前单元进行调节，得到第一单元使其在频域内的低频区域的分量被保留而中频至高频区域的分量被衰减。
102.其中，表示第i行和第j列的当前单元对应的编码函数。编码函数在频域内可以是一个低通率波器，使所述初始帧p0中当前单元的幅值在频域内平滑地降低，以使所述初始帧p0中当前单元在频域内的低频区域的分量被保留而中频
至高频区域的分量被衰减，从而得到当前单元对应的第一单元为了节省实现过程中需要的计算量和避免振铃效应的出现，编码函数应使所述当前单元在频域内的幅值平滑地过渡。编码函数可以是任意形式的平滑过渡的低通滤波器，本说明书对此不做限定。
103.需要说明的是，为了避免振铃效应，所述编码函数是平滑过渡的曲线，避免曲线中的所述幅值调节增益急剧变化。如前所述，所述振铃效应是指在图像处理中，对一幅图像进行频谱调节处理时，若选用的编码函数具有较快的变化，则会使图像产生“振铃”。所谓“振铃”就是指输出图像的灰度剧烈变化处产生的震荡，就好像钟被敲击后产生的空气震荡。振铃效应多出现在图像边界处。
104.通过所述编码函数对当前单元进行调节可以表现为在时域使用编码卷积核对所述当前单元做卷积。通过所述编码函数对当前单元进行调节可以表达为在所述当前单元在频域乘以传递函数(即编码函数)或者在时域做相应的卷积计算。如果所述当前单元为数字化的数据，则所述卷积运算可以是选取同所述编码函数相对应的编码卷积核进行卷积运算。为了方便描述，本说明书将以在时域进行卷积为例来描述通过所述编码函数对当前单元进行调节。但本领域技术人员应该明白通过在频域乘以编码函数的方式也是本说明书要保护的范围。
105.数据压缩设备200的存储介质中可以存储有所述编码函数组。所述编码函数组中可以包括至少一个不同的编码函数。每个编码函数对应一个编码卷积核。也就是说，数据压缩设备200的存储介质中可以包括至少一个编码卷积核。数据压缩设备200对所述当前单元做卷积时，可以从所述编码函数组中任意选取其中一个作为当前单元对应的编码函数并使用其对应的卷积核作为所述编码卷积核，对所述当前单元做卷积。
106.当对一幅图像进行边界调节处理时，若选用的编码函数存在数值上剧烈变化的区域，在实现过程中需要阶数更高的卷积核或卷积核组合。这就意味着增加不必要的运算量。同时，高阶卷积核更有可能会使输出图像在灰度或者颜色剧烈变化处产生较强烈的颜色震荡，称作振铃效应。振铃效应多出现在图像边界处。通过使所述编码函数在频域内对所述当前单元的幅值调节增益应平滑地过渡可以避免所述幅值调节增益的急剧变化。比如，当所述低频区域同所述中频区域不相连的时候，所述编码函数可以在频域对所述当前单元的中低频区域的幅值做出调节，使得所述幅值调节增益在中低频区
域内的变化平滑而连续。
107.与所述编码函数对应的编码卷积核中负系数的和的绝对值与非负系数的和的比值应小于0.1。比如在一些实施例中，所述编码卷积核中的卷积核系数可以均为非负数。以视频数据为例，当所述编码卷积核中有较多负系数出现时，在图像边界处的像素值相差很大，一个大的像素值乘以一个负系数，会使得卷积的最终结果变小，反映在图像上则是像素较暗。如果卷积结果出现负数，并且负数的绝对值较大时，在使用无符号整数计算计算卷积结果时，可能造成无符号整数计算结果反转，取值为负数的无符号补码值，则会导致出卷积结果变大，反映在图像上则是像素较亮。因此，在设计所述编码卷积核时，可以使所述编码卷积核的系数可以均为非负数，或者使所述编码卷积核中的负系数的和的绝对值与非负系数的和的比值应小于0.1，即允许所述编码卷积核中出现少量绝对值较小的负系数。
108.图6示出了根据本说明实施例提供的一种编码函数的曲线示意图。横轴为归一化频率f，纵轴为编码函数的幅值调节增益h1。所述横轴的归一化频率f可以分成低频区域，中低频区域，中频区域，中高频区域和高频区域。不同类型的数据对于低频、中频和高频区域的定义可以不同。如图6所示，横轴的归一化频率最大值为0.5。所述高频区域可以包括归一化的频域中(d，0.5]之间的频率。其中d为所述高频区域的频率下限。比如，d可以为所述归一化的频域中0.35、0.36、0.37、0.38、0.39、0.4、0.41、0.42、0.43、0.44、和0.45中的任意一个频率。在一些实施例中，所述高频可以包括归一化的频域中(0.33，0.5]之间的频率。比如，所述高频可以包括所述归一化的频域中0.33、0.34、0.35、0.36、0.37、0.38、0.39、0.4、0.41、0.42、0.43、0.44、0.45、0.46、0.47、0.48、0.49、0.5中任何两个频率之间的区间，其中0.5为所述归一化的最大频率。所述中频区域可以包括(b，c]之间的频率，其中b为所述中频区域的频率下限，c为所述中频区域的频率上限。比如，所述中频区域的频率下限b可以是所述归一化的频域中的0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.2、0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27和0.28之中的任意一个频率；所述中频区域的频率上限c可以是所述归一化的频域中0.35、0.34、0.33、0.32和0.31中的任意一个频率。所述低频区域可以包括归一化的频域中[0，a]之间的频率。其中a为所述低频区域的频率上限。所述低频区域的频率上限a可以是所述归一化的频域中0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.10、0.12、0.13、0.14和0.15中的任意一个频率。当所述低频区域同所述中频区域不相连时，二者的之间频率区域被称为中低频区域。当所述中频区域同所述高频区域不相连时，二者之间的频率区域被称为中高频率区域。
[0109]
编码函数可以对中频至高频区域的分量进行过滤。编码函数中的阻带区间可以在频率0.15～0.50之间的任意区间。比如，编码函数中的阻带区间可以在0.15、0.17、0.19、0.21、0.23、0.25、0.27、0.29、0.31、0.33、0.35、0.37、0.39、0.41、0.43、0.45和0.50等数值中任意两个所规定的区间内。编码函数中的通带区间可以在频率0～0.35之间的任意区间。比如，编码函数中的通带区间可以在0、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.12、0.14、0.15、0.17、0.19、0.21、0.23、0.25、0.27、0.29、0.21、
0.23和0.35等数值中任意两个所规定的区间内。
[0110]
需要说明的是，图6只是以视频数据为例进行说明，本领域的技术人员应该明白所述编码函数的曲线并不局限于图6所示的形式，所有能够使所述当前单元的幅值在频域内平滑地降低，以使所述初始帧p0中当前单元在频域内的低频区域的分量被保留而中频至高频区域的分量被衰减的编码函数以及编码函数的线性组合合或者编码函数乘积组合或者线性组合和乘积组合的组合都属于本说明书保护的范围。其中，m≥1，代表n个函数的线性组合，代表第m个函数，km代表第m个函数对应的权重。q≥1，代表n个函数的乘积组合，kq代表第q个函数对应的权重，可以是任意函数。
[0111]
表1示出了根据本说明书的实施例提供的一种编码卷积核的参数表。表1示例性地列举出一个编码卷积核的参数，其中，表1中每一行代表一个编码卷积核。对于8比特视频图像来说，需要保证编码卷积后得到的所述第一单元中像素点的灰度值在0～255以内，因此，在本实施例中，需要将卷积后的结果除以16。所述编码卷积核是基于所述编码函数通过傅里叶变换得到的。表1中只是示例性的举例说明，本领域技术人员应该知道所述编码卷积核不止局限于表1所示的参数，所有能够使所述当前单元的幅值在频域内平滑地降低，以使所述初始帧p0中当前单元在频域内的低频区域的分量被保留而中频至高频区域的分量被衰减的编码卷积核都属于本说明书保护的范围。
[0112][0113]
如前所述，在所述边界调节中，数据压缩设备200可以对每个单元执行步骤s242-42。每个单元在经过编码函数调节后，都得到一个对应的第一单元所有单元对应的编码函数组合起来构成编码函数h1(f)。各个单元对应的编码函数可以按照各个单元所在的位置进行组合生成编码函数h1(f)，编码函数h1(f)可以看作是一个矩阵。需要说明的是，在对不同的单元执行步骤s242-42时，可以选择相同的编码函数(即编码卷积核)，也可以选择不同的编码函数(即编码卷积核)。即不同的单元对应的编码
函数可以是相同的也可以是不同的。
[0114]
所有单元对应的第一单元组合起来构成第一帧p
1b
。各个单元对应的第一单元可以按照各个单元所在的位置进行组合生成第一帧p
1b
，第一帧p
1b
是一个模糊的图像。p0与p
0b
之间的关系看可以表示为以下公式：
[0115]
p
1b
＝p0h1(f)
ꢀꢀ
公式(1)
[0116]
如图4b和图5所示，在对第i行和第j列的单元进行所述边界调节时，步骤s242-4可以包括对当前单元执行：
[0117]
s242-44：对当前单元和第一单元求差，获取当前单元对应的第一边界
[0118]
每一帧数据频谱中的中频至高频分量主要集中在这一帧数据中数据变化剧烈的区域，也就是数据的边界数据。比如，对于一帧图像来说，所述中频至高频数据主要集中在所述图像中物体的边界，也就是这一帧图像的边界数据。所述编码函数使当前单元在频域内的幅值平滑地降低以衰减中频至高频区域的分量。因此，第一单元可以理解成去除了当前单元中的边界信息的数据。接下来，对当前单元和所述第一单元求差，可以得到当前单元的边界，即第一边界因此，所述第一边界包括当前单元在所述中频至所述高频区域的分量。所述第一边界包括当前单元中的边界信息。每个单元在经过步骤s242-44后，都得到一个对应的第一边界所有单元对应的第一边界组合起来构成第一边界帧e
1b
。各个单元对应的第一边界可以按照各个单元所在的位置进行组合生成第一边界帧e
1b
。所述第一边界帧e
1b
可以表示为以下公式：
[0119]e1b
＝p
0-p
1b
＝p
0-p0h1(f)
ꢀꢀ
公式(2)
[0120]
如图4b和图5所示，在对第i行和第j列的单元进行所述边界调节时，步骤s242-4可以包括对当前单元执行：
[0121]
s242-46：使用与当前单元对应的所述边界调节系数对第一边界的幅值进行调节，得到当前单元对应的编码边界
[0122]
为了方便描述，我们将所述边界调节对应的所述边界调节系数定义为g1。我们将第i行和第j列的单元对应的边界调节系数定义为对于一帧图像，可能存在强边
界，也可能存在弱边界，也可能同时存在强边界和弱边界。所述强边界可以是相邻像素间的像素值相差较大的边界。所述弱边界可以是相邻像素间的像素值相差较小的边界。通过步骤s242-2将初始帧p0划分为多个单元，从而将初始帧p0划分为多个小的区域。所述单元的尺寸越小，单元中包含的边界越单一。当所述单元足够小时，每个单元中可以只包括强边界或只包括弱边界。因此，通过步骤s242-2将初始帧p0划分为多个单元，可以使数据压缩设备200对每个单元的边界信息单独进行调节。
[0123]
对于一个图像数据或者视频数据，在对所述图像数据或视频数据使用标准h.264/h.265进行编码时，可能会在一定程度上造成某些图像和视频的细节损失。也就是说，那些相邻像素之间的差值较小的弱边界，经过所述编码处理后，他们之间的差值可能变得更小甚至消失，从而导致图像数据或视频数据中的细节损失。因此，为了避免相邻像素点之间差值较小的弱边界在编码和解码过程中丢失，所述边界调节可以对那些相邻像素点之间差值较小的弱边界在中频至高频区域的幅值进行增强，从而增加所述弱边界中的相邻像素间的像素值的差值，避免弱边界在编码过程中丢失，避免细节损失，使得经过编码和解码后，细节部分仍然可以保留。
[0124]
对于那些相邻像素之间的差值较大的强边界，在经过编码和解码处理后不会消失。所述边界调节可以对那些相邻像素点之间差值较大的所述强边界在中频至高频区域的幅值进行衰减，以减小所述强边界中的相邻像素间的像素值的差值，从而减少所述强边界中包含的数据信息，提升压缩比。所述强边界中的相邻像素点之间差值足够大，即便经过所述边界调节进行幅值衰减后，所保留的边界仍然足够大，在经过编码和解码处理后不会消失。
[0125]
以视频数据为例，在使用所述边界调节系数对第一边界的幅值进行调节时，要尽可能地保留初始帧p0中包含的信息不丢失，以便在解压时可以更好地恢复信息。因此，边界调节系数应大于0。在经过边界调节系数处理后的编码边界在中频至高频区域的幅值也大于零，不会有任何数据丢失。因此，在对压缩后的数据进行解压时便可以对所有数据进行恢复。否则，若边界调节系数存在零点，则零点对应的单元内的中频至高频区域的数据可能丢失，在解压时解码端将无法恢复丢失的数据，因此无法恢复初始数据。
[0126]
在步骤s242-46中，数据压缩设备200可以根据当前单元对应的第一边界的边界值的大小确定当前单元对应的边界调节系数不同的单元可能有不同的边界调节系数所述边界值可以是第一边界中每个像素对应的值。步骤s242-46可以包括：
[0127]
s242-462：确定当前单元对应的所述第一边界的边界值小于预设第一阈值，通过大于1的所述边界调节系数增强所述第一边界的幅值。
[0128]
s242-464：确定当前单元对应的所述第一边界的边界值大于预设第二阈值，通过小于1的所述边界调节系数降低所述第一边界的幅值。
[0129]
在步骤s242-462中，若当前单元对应的第一边界中的边界值小于所述第一阈值，代表当前单元中包含有弱边界，其中包含有很多细小细节。此时使用大于1的边界调节系数对当前单元对应的第一边界的中频至高频区域的幅值进行调节，以增强当前单元对应的第一边界的中频至高频区域的幅值，维持当前单元的信噪比，以避免当前单元中的弱边界在数据压缩(预测和求残差)过程中丢失，避免细节损失，保证编码效果。数据处理方法p200能够在提高数据压缩的效率的同时增强弱边界的数据信息量，以避免在数据压缩过程中造成细节损失，即在提高数据压缩效率的同时，减少数据失真。所述第一阈值可以是5，10，15，20，25，30，35，40，45，50，等等。在一些实施例中，所述第一阈值可以更小，比如，1，2，3，4，等等。在一些实施例中，所述第一阈值可以是5～30之间的任意数。
[0130]
在步骤s242-464中，若当前单元对应的第一边界中的边界值大于所述第二阈值，代表当前单元中包含有强边界，则使用小于1且大于0的边界调节系数对当前单元对应的第一边界的中频至高频区域的幅值进行调节，以降低当前单元对应的第一边界的中频至高频区域的幅值，从而降低当前单元对应的第一边界中的中频至高频区域内的信号强度减小，从而减少数据信息量，在进行预测和求残差时可以提高数据压缩的效率。所述第二阈值可以大于所述第一阈值，也可以等于所述第一阈值。
[0131]
需要指出的是，当第一阈值和第二阈值不相等的时候，对于第一边界中的边界值处于所述第一阈值和第二阈值之间的边界值(包括第一阈值和第二阈值)，可以不做边界调节，此时所述边界调节系数可以是1。
[0132]
在一些实施例中，数据压缩设备200的存储介质中可以预先存储有第一边界调节系数组和第二边界调节系数组。所述第一边界调节系数组中包括至少一个系数。并且所述第一边界调节系数组中的系数均大于1。所述第一边界调节系数组中的系数可以是大于1的任意数。数据压缩设备200在执行步骤s242-462时，可以从预设的所述第一边界调节系数组中选取一个系数作为所述边界调节系数增强所述第一边界的幅值。在一些实施例中，数据压缩设备200在从预设的所述第一边界调节系数组中选取所述边界调节系数时，可以根据所述第一边界中的边界值的大小进行选择。第一边界的边界值越大，其对应的边界调节系数越小；第一边界的边界值越小，其对应的边界调节系数
越大。
[0133]
所述第二边界调节系数组中包括至少一个系数。并且所述第二边界调节系数组中的系数均为大于0小于1的系数。所述第二边界调节系数组中的系数可以是大于0小于1的任意数。数据压缩设备200在执行步骤s242-464时，可以从预设的第二边界调节系数组中选取一个系数作为所述边界调节系数降低所述第一边界的幅值在一些实施例中，数据压缩设备200在从预设的所述第二边界调节系数组中选取所述边界调节系数时，可以根据所述第一边界中的边界值的大小进行选择。第一边界的边界值越大，其对应的边界调节系数越小；第一边界的边界值越小，其对应的边界调节系数越大。
[0134]
在一些实施例中，数据压缩设备200还可以通过优化算法确定当前单元对应的边界调节系数具体地，数据压缩设备200可以建立优化方程。比如，数据压缩设备200可以以当前单元对应的失真率和码率的加权值为优化目标。即以当前单元对应的失真率和码率的加权值最小为优化目标，基于优化算法，对边界调节系数进行迭代计算，以确定所述边界调节系数以所述边界调节系数对所述第一边界的幅值进行调节。
[0135]
如前所述，在所述边界调节中，数据压缩设备200可以对每个单元执行步骤s242-46。每个单元对应的第一边界在经过边界调节系数调节后，都得到一个对应的编码边界所有单元对应的边界调节系数组合起来构成边界调节系数g1。各个单元对应的边界调节系数可以按照各个单元所在的位置进行组合生成边界调节系数g1。边界调节系数g1可以看作是一个矩阵。需要说明的是，不同的单元对应的边界调节系数可以是相同的也可以是不同的。
[0136]
所有单元对应的编码边界组合起来构成编码边界帧e
1m
。各个单元对应的编码边界可以按照各个单元所在的位置进行组合生成编码边界帧e
1m
。e
1m
与e
1b
之间的关系看可以表示为以下公式：
[0137]e1m
＝g1e
1b
ꢀꢀ
公式(3)
[0138]
如图4b和图5所示，在对第i行和第j列的单元进行所述边界调节时，步骤s242-4可以包括对当前单元执行：
[0139]
s242-48：将所述第一单元与编码边界进行叠加，得到当前单元对应
的编码单元
[0140]
每个单元对应的第一单元和编码边界叠加后，都得到一个对应的编码单元所有单元对应的编码单元组合起来构成编码调节帧p1。各个单元对应的编码单元可以按照各个单元所在的位置进行组合生成编码调节帧p1。p1与e
1m
以及p
1b
之间的关系看可以表示为以下公式：
[0141]
p1＝e
1m
p
1b
ꢀꢀ
公式(4)
[0142]
基于公式(1)～公式(4)可知，p1与p0之间的关系看可以表示为以下公式：
[0143]
p1＝p0(g1(1-h1(f)) h1(f))
ꢀꢀ
公式(5)
[0144]
为了方便描述，我们将p1与p0之间的传递函数定义为编码传递函数he(f)，编码传递函数he可以表示为以下公式：
[0145]
he(f)＝g1(1-h1(f)) h1(f)
ꢀꢀ
公式(6)
[0146]
由此可见，通过步骤s242-2将初始帧p0划分为多个单元，从而将初始帧p0划分为多个小的区域，这样就可以根据每个单元的特点选择不同的边界调节系数从而更灵活的进行中频至高频区域分量信号强度的调节，在编码效果和码流大小之间取得更好的平衡。
[0147]
如图4a所示，步骤s240还可以包括：
[0148]
s244：对所述编码调节帧p1进行所述编码(预测和求残差)，得到所述预测数据pi和所述残差数据r。
[0149]
s246：将所述预测数据pi和所述残差数据r输入所述码流生成模块进行合成，得到所述压缩帧。
[0150]
在一些实施例中，步骤s240还可以包括：
[0151]
s248：将初始帧p0在所述边界调节过程中的每个单元的编码函数和边界调节系数输入所述码流生成模块进行合成，得到所述压缩帧。
[0152]
也就是将初始帧p0对应的编码函数h1(f)和边界调节系数g1输入所述码流生成模块进行合成，得到所述压缩帧。即所述压缩帧不仅包括所述预测数据pi和所述残差数据r，还包括所述多个单元中的每个单元对应的所述编码函数和所述边界调节系数所述每个单元对应的所述编码函数和所述边界调节系数也就是前述的编码数据rami。需要说明的是，边界调节系数g1中可以是边界调节系数间的差，即以所述多个单元中的一个为基本数据，其余单元对应的边界调节系数为其与基本数据间的差。边界调节系数g1中也可以是边界调节系数与其附近某个边界调节系数的差。其中，m和n都是整数，且不同时为零。这样可以进一步减少边界调节系数g1中的数据量，进一步提升压缩比。
[0153]
在数据压缩设备200对所述初始帧p0进行所述边界调节后，得到所述编码调节帧
p1。所述编码调节帧p1中的强边界的中频到高频的幅值衰减。虽然所述编码调节帧p1中的弱边界的中频到高频的幅值得到增强，但数据压缩设备200通过对所述初始帧p0进行所述边界调节后，使得编码调节帧p1整体的数据信息量减少。数据压缩设备200再对编码调节帧p1进行编码和码流生成计算，可以提高对所述初始帧p0的编码效率，从而提高所述初始帧的压缩比，提升所述初始数据的传输效率。同时所述编码调节帧p1中的弱边界的中频到高频的幅值增强，又可以避免细节丢失。
[0154]
综上所述，数据处理的方法p200可以同时对所述初始帧进行所述边界调节，在提升所述初始帧的压缩比，提高编码效率和所述初始数据的传输效率的同时，又可以减少数据损失，避免细节丢失。
[0155]
图7a示出了一种对压缩帧进行解压的数据处理的方法p300的流程图。如前所述，数据解压设备300可以执行数据处理方法p300。具体地，数据解压设备300中存储介质可以存储至少一组指令集。所述指令集被配置为可以指示数据解压设备300中的解压处理器完成数据处理方法p300。当所述数据解压设备300运行的时候，解压端处理器可以读取所述指令集并执行数据处理方法p300。为了方便描述，我们将以图3a中所示的方法描述所述数据处理的方法p300。所述方法p300可以包括：
[0156]
s320：获取压缩数据。所述压缩数据包括所述压缩帧。
[0157]
所述压缩数据可以包括通过数据处理方法p200对所述初始数据中的所述初始帧进行数据压缩得到的所述压缩帧。所述压缩帧包括压缩的预测数据pi和残差数据r。在一些实施例中，所述压缩帧还包括所述在压帧中的多个单元中的每个单元对应的编码函数和边界调节系数即编码函数h1(f)和边界调节系数g1，也就是前述的编码数据rami。为了方便展示，下面的描述中，我们将以所述压缩帧还包括编码函数h1(f)和边界调节系数g1为例进行描述。如图3a所示，步骤s320可以包括：将所述压缩帧输入所述码流解析模块进行分析计算，得到所述预测数据pi和所述残差数据r，以及编码函数h1(f)和边界调节系数g1。如前所述，在本技术中，帧是组成数据序列的一个常用处理单位。在数据处理时，常常以帧为单位进行计算。在数据压缩设备200对数据进行压缩的数据处理的方法p200中，可以以帧为单位对所述初始数据进行压缩。在数据解压设备300对压缩帧进行解压时也可以以帧作为单位进行数据解压。
[0158]
s340：对所述压缩帧进行数据解压，得到解压帧。
[0159]
所述数据解压是指对所述压缩帧进行解压计算，得到解压帧，使所述解压帧恢复或基本上恢复至所述初始数据，或者使所述解压帧比所述初始数据更清晰。以视频数据为例，当所述解压帧在低频至中频区域的任意频率上的幅值恢复至所述初始帧的阈值或者阈值以上时，人眼便很难察觉出所述解压帧与所述初始帧的区别。所述阈值可以是80％-90％之间的任意值。比如，所述阈值可以是80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％中任意两个数值所定义的闭区间中的任意值。比如，所述数据解压应使所述解压帧在低频至中频区域的任意频率上的幅值不小于所述初始帧的85％
±
3％。
[0160]
所述数据解压包括对在解帧进行边界补偿，并对经过所述边界补偿后的数据做解码，从而得到所需的解压帧。所述在解帧即正在被解压的一帧数据，包括所述压缩帧和所述压缩帧在所述解压过程中成为所述解压帧之前的任一数据状态。
[0161]
以视频数据为例，所述数据处理的方法p200采用边界调节和编码相结合的方法对所述初始帧进行压缩，以进一步提高视频数据的压缩比，提升视频传输的效率。在视频解压技术中，数据处理方法p300可以采用解码(即根据残差数据r和预测数据pi恢复在压帧)和边界补偿相结合的方法对所述压缩帧进行解压，得到所需的解压帧，以恢复所述压缩帧中的数据。所述在解帧可以包括所述压缩帧和所述压缩帧在根据所述预测数据pi和残差数据r解码过程中的任一数据状态。例如，所述在解帧可以是所述压缩帧、也可以是经过解码得到的解码帧，或者经过预测得到的预测帧，等等。
[0162]
如前所述，所述数据压缩可以是通过所述边界调节对所述在压帧的中频至高频区域的幅值进行调节，比如对中频至高频区域的幅值进行衰减以降低中频至高频区域的数据信息量，从而降低所述在压帧中的数据信息量。以视频数据为例，由于图像中物体的边缘部分中频和高频信息丰富，而中频和高频区域会携带更多的数据，因此降低中频至高频区域的幅值从视觉上会使所述在压帧的边界数据模糊化，同时也会使图像中的信息量大大减小。因此，所述数据解压可以是通过边界补偿对所述压缩帧的中频至高频区域的幅值进行补偿，比如对中频至高频区域的幅值进行增强，使其恢复至所述初始帧中的状态，或者使其相对于所述初始帧中的状态有所增强。
[0163]
在对所述压缩帧进行所述数据解压所应用的所述边界补偿，是指将所述在解帧输入边界补偿器中进行边界补偿。所述边界补偿可以与所述边界调节相对应，也就是说所述边界补偿与所述边界调节应存在预先设定的关联关系。通过仔细地设定所述边界补偿与所述边界调节的关联关系，所述边界调节的压缩帧在经过所述边界补偿以及所述数据处理后，在不考虑其他计算误差的情况下完全恢复或基本恢复至边界调节前的数据指标(比如图像数据的图像清晰度)，甚至在一些指标上超过编码调节前的数据(比如解码后的图像的清晰度超过原始图像)。如前所述，在所述边界调节过程中生成编码数据rami(编码函数h1(f)和边界调节系数g1)。所述边界补偿与所述边界调节应存在预先设定的关联关系可以是所述边界补偿中的解码数据(解码函数h2(f)和边界补偿系数g2)之间存在预先设定的关联关系。关于解码数据(解码函数h2(f)和边界补偿系数g2)以及编码数据rami(编码函数h1(f)和边界调节系数g1)与解码数据(解码函数h2(f)和边界补偿系数g2)之间的关联关系，将在后面的描述中详细介绍。
[0164]
具体地，步骤s340可以包括：
[0165]
s342：对所述压缩帧进行解码，得到解码帧p2。
[0166]
在所述方法p300中，所述在解帧可以是所述解码帧p2。所述压缩帧可以是数据压缩设备200对所述编码调节帧p1进行编码得到的。数据解压设备300可以对所述压缩帧进行解码以得到所述解码帧p2。即根据所述预测数据pi进行预测得到预测帧，并和所述残差数据r叠加，得到解码数据p2，所述解码数据p2就是所述解码帧的数据p2。编码和解码过程中可能存在一定的误差，假设编解码过程带来的偏差很小的话，所述解码帧p2与所述编码调节帧p1基本一致，因此，p1与p2之间的关系看可以表示为以下公式：
[0167]
p2≈p1ꢀꢀ
公式(7)
[0168]
s344：对所述在解帧(解码帧p2)进行所述边界补偿，得到所述解压帧p4。
[0169]
图7b示出了根据本说明书的实施例提供的一种边界补偿的流程图；图8示出了根据本说明书的实施例提供的一种边界补偿的结构流程图。如图7b和图8所示，步骤s344可以
包括通过数据解压设备300的至少一个解压端处理器执行：
[0170]
s344-2：基于预设的所述单元尺寸将所述在解帧(解码帧p2)划分为所述多个单元。对所述在解帧(解码帧p2)的划分方式可以和步骤s242-2中对所述在压帧(初始帧p0)的划分方式一致，且每个单元相互对应，在此不再赘述。为了方便描述，我们将解码帧p2中第i行和第j列的单元的数据定义为
[0171]
s344-4:对所述每个单元使用与所述边界调节系数相对应的边界补偿系数对其在中频至高频区域的幅值进行补偿。
[0172]
在对压缩帧进行数据解压时，数据处理方法p300能够以数据压缩时的单元为数据解压单元，对每个单元使用与边界调节系数对应的边界补偿系数对中频至高频区域的幅值进行边界补偿，以补偿数据压缩过程中降低的中频至高频区域的幅值，得到解压帧。所述边界补偿与所述边界调节相对应，边界补偿系数与边界调节系数之间存在对应的关系。所述边界补偿可以使经过所述边界调节的压缩数据恢复至初始帧的清晰度甚至高于所述初始帧的清晰度。所述边界补偿可以是对所述在解帧(解码帧p2)的所述多个单元中的所述每个单元，基于所述关联关系，使用与所述边界调节系数相对应的边界补偿系数对其在中频至高频区域的幅值进行补偿。关于所述关联关系以及所述边界补偿系数将在后面的描述中详细介绍。在对第i行和第j列的单元进行所述边界补偿时，步骤s344-4可以包括对当前单元执行：
[0173]
s344-42：确定解码函数通过所述解码函数对当前单元进行调节，得到第二单元使其在频域内的低频区域的分量被保留而中频至高频区域的分量被衰减。
[0174]
其中，表示第i行和第j列的当前单元对应的解码函数。解码函数在频域内可以是一个低通率波器，使所述解码帧p2中当前单元的幅值在频域内平滑地降低，以使所述解码帧p2中当前单元在频域内的低频区域的分量被保留而中频至高频区域的分量被衰减，从而得到当前单元对应的第二单元为了节省实现过程中需要的计算量和避免振铃效应的出现，解码函数应使所述当前单元在频域内的幅值平滑地过渡。解码函数可以是任意形式的平滑过渡的低通滤波器，本说明书对此不做限定。
[0175]
需要说明的是，为了避免振铃效应，所述解码函数是平滑过渡的曲线，避免曲线中的所述幅值调节增益急剧变化。如前所述，所述振铃效应是指在图像处理中，对一幅图像进行频谱调节处理时，若选用的解码函数具有较快的变化，则会使图像产生“振铃”。所谓“振铃”就是指输出图像的灰度剧烈变化处产生的震荡，就好像钟被敲击后产
生的空气震荡。振铃效应多出现在图像边界处。
[0176]
所述边界补偿处理的方式有很多，传统的技术有时候直接对解码帧p2使用高通滤波器或者带通滤波器进行滤波，过滤掉所述解码帧p2中的低频区域的分量，提取出所述解码帧p2中的中频至高频区域的分量，从而提取出边界信息。但是所述高通滤波器和带通滤波器对应的卷积核的系数中会出现较多的负系数。如前所述，当卷积核中出现较多的负系数时，通过所述卷积核进行卷积得到的图像中可能会出现很强的振铃效应。因此，为了避免振铃效应，本说明书所述的数据解压使用平滑过渡的解码函数对所述解码帧p2进行调节，过滤所述解码帧p2中的中频至高频区域的分量，然后对所述解码帧p2和经过所述解码函数调节的数据求差，便可以得到所述边界信息；对所述边界信息使用边界补偿系数进行调整，使其恢复至初始状态或相对于所述初始状态有所增强。当使用上述方案获取边界信息时，可以设计出一个解码卷积核，使其所有系数都是非负数，或者负系数的和的绝对值与非负系数的和的比值小于0.1，就可以避免振铃效应的出现。
[0177]
与所述边界调节一样，通过所述解码函数对当前单元进行调节也可以表现为在时域使用解码卷积核对所述当前单元做卷积。因此所述边界补偿所使用的解码卷积核同所述边界调节所用的编码卷积核也应存在对应的关联关系。也就是说编码函数与解码函数也应存在对应的关联关系。也就是通过选取与编码函数和所述编码卷积核相对应的解码函数和解码卷积核，两种方式可以达到相同的效果。为了方便描述，本说明书将以在时域进行卷积为例来描述所述边界补偿，但本领域技术人员应该明白通过在频域乘以解码函数进行频谱调节的方式也是本说明书要保护的范围。
[0178]
当对一幅图像进行边界调节处理时，若选用的解码函数存在数值上剧烈变化的区域，在实现过程中需要阶数更高的卷积核或卷积核组合。这就意味着增加不必要的运算量。同时，高阶卷积核更有可能会使输出图像在灰度或者颜色剧烈变化处产生较强烈的颜色震荡，称作振铃效应。振铃效应多出现在图像边界处。通过使所述解码函数在频域内对所述当前单元的幅值调节增益应平滑地过渡可以避免所述幅值调节增益的急剧变化。比如，当所述低频区域同所述中频区域不相连的时候，所述解码函数可以在频域对所述当前单元的中低频区域的幅值做出调节，使得所述幅值调节增益在中低频区域内的变化平滑而连续。
[0179]
为了避免振铃效应，所述解码卷积核中负系数的和的绝对值与非负系数的和的比值小于阈值。比如所述阈值可以是0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4中的任意一个值或者任意两个数所定义的区间中的任意值。比如，所述解码卷积核中的卷积核系数可以均选为非负数。解码函数中对于中频至高频区域的
幅值调节增益等于0，并可以在一定误差范围内波动。所述误差范围可以在0、
±
1％、
±
2％、
±
3％、
±
4％、
±
5％、
±
6％、
±
7％、
±
8％、
±
9％、
±
10％、
±
11％、
±
12％、
±
13％、
±
14％、
±
15％、
±
16％、
±
17％、
±
18％、
±
19％、
±
20％、
±
21％、
±
22％、
±
23％、
±
24％、
±
25％、
±
26％、
±
27％、
±
28％、
±
29％、
±
30％、
±
31％、
±
32％、
±
33％、
±
34％、
±
35％等数值中任意两个所规定的区间内。
[0180]
所述通过解码函数可以保持直流部分，即在频率为0的部分的幅值调节增益为1，以保证可以保留初始帧中的基础信息。因此，通过所述解码函数对当前单元进行调节时，对所述低频区域的幅值调节增益从频率为0的位置的幅值调节增益1平滑过渡到中频区域的幅值调节增益接近0。
[0181]
如前所述，编码函数与解码函数也应存在对应的关联关系。也就是说，解码函数应与编码函数相对应。数据解压设备300的存储介质中可以存储有解码函数组。所述解码函数组中可以包括至少一个不同的解码函数。每个解码函数对应一个解码卷积核。也就是说，数据解压设备300的存储介质中可以包括至少一个解码卷积核。在一些实施例中，数据解压设备300的存储介质中还可以存储有解码函数与编码函数之间的对应关系。
[0182]
如前所述，在一些实施例中，所述压缩帧中包括所述编码数据rami，即编码函数h1(f)和边界调节系数g1，也就是每个单元对应的编码函数和边界调节系数数据解压设备300对所述当前单元做卷积时，可以基于编码函数h1(f)以及解码函数与编码函数之间的对应关系，从预设的所述解码函数组中选取与当前单元的编码函数相对应的函数作为当前单元对应的解码函数从所述至少一个解码卷积核中选择与当前单元对应的解码函数对应的卷积核作为所述解码卷积核，对所述当前单元做卷积。
[0183]
在一些实施例中，所述压缩帧中不包括所述编码数据rami，即编码函数h1(f)和边界调节系数g1。此时，数据解压设备300对所述当前单元做卷积时，可以从预设的所述解码函数组中任意选取一个函数作为所述解码函数并使用其对应的卷积核作为所述解码卷积核对当前单元做卷积。数据解压设备300也可以依靠经验值从所述解码函数组中选取解码函数比如，通过机器学习的方式选取解码函数
[0184]
在一些实施例中，解码函数可以与编码函数相同。图6所示的曲线
也可以是解码函数本领域的技术人员应该明白所有能够使所述当前单元的幅值在频域内平滑地降低，以使所述解码帧p2中当前单元在频域内的低频区域的分量被保留而中频至高频区域的分量被衰减的解码函数以及解码函数的线性组合或者解码函数乘积组合或者线性组合和乘积组合的组合都属于本说明书保护的范围。其中，m≥1，围。其中，m≥1，代表n个函数的线性组合，代表第m个函数，km代表第m个函数对应的权重。q≥1，代表n个函数的乘积组合，kq代表第q个函数对应的权重，可以是任意函数。
[0185]
如前所述，在所述边界补偿中，数据解压设备300可以对每个单元执行步骤s344-42。每个单元在经过解码函数调节后，都得到一个对应的第二单元所有单元对应的解码函数组合起来构成解码函数h2(f)。各个单元对应的解码函数可以按照各个单元所在的位置进行组合生成解码函数h2(f)。解码函数h2(f)可以看作是一个矩阵。
[0186]
所有单元对应的第二单元组合起来构成第二帧p
2b
。各个单元对应的第二单元可以按照各个单元所在的位置进行组合生成第二帧p
2b
。第二帧p
2b
是一个模糊的图像。p2与p
2b
之间的关系看可以表示为以下公式：
[0187]
p
2b
＝p2h2(f)
ꢀꢀ
公式(8)
[0188]
如图7b和图8所示，在对第i行和第j列的单元进行所述边界补偿时，步骤s344-4还可以包括对当前单元执行：
[0189]
s344-44：对当前单元和所述第二单元求差，获取当前单元对应的第二边界
[0190]
每一帧数据频谱中的中频至高频分量主要集中在这一帧数据中数据变化剧烈的区域，也就是数据的边界数据。比如，对于一帧图像来说，所述中频至高频数据主要集中在所述图像中物体的边界，也就是这一帧图像的边界数据。所述解码函数使当前单元在频域内的幅值平滑地降低以衰减中频至高频区域的分量。因此，第二单元可以理
解成去除了当前单元中的边界信息的数据。接下来，对当前单元和所述第二单元求差，可以得到当前单元的边界，即第二边界因此，所述第二边界包括当前单元在所述中频至所述高频区域的分量。所述第二边界包括当前单元中的边界信息。每个单元在经过步骤s344-44后，都得到一个对应的第二边界所有单元对应的第二边界组合起来构成第二边界帧e
2b
。各个单元对应的第二边界可以按照各个单元所在的位置进行组合生成第二边界帧e
2b
。所述第二边界帧e
2b
可以表示为以下公式：
[0191]e2b
＝p
2-p
2b
＝p
2-p2h2(f)
ꢀꢀ
公式(9)
[0192]
如图7b和图8所示，在对第i行和第j列的单元进行所述边界补偿时，步骤s344-4还可以包括对当前单元执行：
[0193]
s344-46：使用与当前单元的边界调节系数相对应的所述边界补偿系数对第二边界的幅值进行补偿，得到当前单元对应的解码边界
[0194]
为了方便描述，我们将所述边界补偿对应的所述边界补偿系数定义为g2。我们将第i行和第j列的单元对应的边界补偿系数定义为如前所述，所述边界调节可以使所述在压帧中的强边界在其频域中的中频至高频区域的幅值做衰减，使所述在压帧的边界数据模糊化，从而减小编码产生的数据量。所述边界补偿可以使经过所述边界调节后的数据恢复甚至增强。也就是说，所述边界补偿可以使所述在解帧中中频至高频区域的幅值完全恢复或基本恢复至衰减前的状态甚至相对所述衰减前的状态有所增强。也就是说，边界调节系数与边界补偿系数存在预设的所述关联关系，即边界调节系数与边界补偿系数相对应。数据解压设备300的存储介质中可以存储有边界补偿系数组。所述边界补偿系数组中可以包括至少一个不同的系数。在一些实施例中，数据解压设备300的存储介质中还可以存储有边界调节系数与边界补偿系数之间的对应关系。
[0195]
如前所述，在一些实施例中，所述压缩帧中包括所述编码数据rami，即编码函数h1(f)和边界调节系数g1，也就是每个单元对应的编码函数和边界调节系数数据解压设备300在执行步骤s344-46时，可以基于边界调节系数与边界补偿系数的所述关联关系，从预设的所述边界补偿系数组中选取与当前单元的边界调节系数相对应的边界补偿系数作为当前单元对应的边界补偿系数对所述第二边界的幅值进行补偿。
[0196]
在一些实施例中，所述压缩帧中不包括所述编码数据rami，即编码函数h1(f)和边界调节系数g1。此时，数据解压设备300在执行步骤s344-46时，可以从预设的所述边界补偿
系数组中任意选取一个作为当前单元对应的边界补偿系数对所述第二边界的幅值进行补偿。数据解压设备300也可以依靠经验值从所述边界补偿系数组中选取边界补偿系数比如，通过机器学习的方式选取边界补偿系数
[0197]
所有单元对应的解码边界组合起来构成解码边界帧e
2m
。各个单元对应的解码边界可以按照各个单元所在的位置进行组合生成解码边界帧e
2m
。e
2m
与e
2b
之间的关系看可以表示为以下公式：
[0198]e2m
＝g2e
2b
ꢀꢀ
公式(10)
[0199]
如图7b和图8所示，在对第i行和第j列的单元进行所述边界补偿时，步骤s344-4可以包括对当前单元执行：
[0200]
s344-48：将当前单元与解码边界进行叠加，得到当前单元对应的解码单元
[0201]
每个单元和解码边界叠加后，都得到一个对应的解码单元所有单元对应的解码单元组合起来构成解压帧p4。各个单元对应的解码单元可以按照各个单元所在的位置进行组合生成解压帧p4。p4与e
2m
以及p2之间的关系看可以表示为以下公式：
[0202]
p4＝e
2m
p2ꢀꢀ
公式(11)
[0203]
基于公式(8)～公式(11)可知，p2与p4之间的关系看可以表示为以下公式：
[0204]
p4＝p2(g2(1-h2(f)) 1)
ꢀꢀ
公式(12)
[0205]
为了方便描述，我们将p4与p2之间的传递函数定义为解码传递函数hd(f)，解码传递函数hd可以表示为以下公式：
[0206]
hd(f)＝g2(1-h2(f)) 1
ꢀꢀ
公式(13)
[0207]
基于公式(5)、(6)、(12)和(13)，p0与p4之间的关系看可以表示为以下公式：
[0208]
p4＝p2hd(f)≈p0hd(f)he(f)
ꢀꢀ
公式(14)
[0209]
以视频数据为例，由于人眼对于低频至中频区域的信息比较敏感，而所述边界调节的设计只是对初始帧p0中的中频至高频区域的幅值进行了衰减，而使编码调节帧p1中保留了初始帧p0中的低频的频率信息。所述解码帧p2与所述编码调节帧p1基本一致，因此，解码帧p2中也保留了低频的频率信息。而所述边界补偿的设计也只是对解码帧p2中的中频至高频区域的幅值进行了补偿。因此，解压帧p4中保留了初始帧p0中的低频的频率信息。从理论上讲在不考虑由于其他算法带来的偏差的情况下，所述边界补偿对解码帧p2中的中频至高频区域的幅值进行补偿得到的解压帧p4，是可以完全恢复或基本恢复初始帧p0中的中频的全部频率信息的。也就是说所述数据解压可以使经过所述数据压缩的数据在中频任意频率下得到恢复甚至增强。因此，经过数据解压后，所述解压帧p4在低频的任意频率上的幅值应约等于所述初始帧p0，在中频区域的任意频率上的幅值应约等于或者大于所述初始帧p0。所述约等于是指所述解压帧p4的幅值等于所述初始帧p0的幅值，并在一定的误差范围内波
(f)进行详细说明。
[0221]
图9a示出了根据本说明书的实施例提供的一种整体调节函数h0(f)的曲线图。图9b示出了根据本说明书的实施例提供的一种整体调节函数h0(f)的曲线图。图9c示出了根据本说明书的实施例提供的一种整体调节函数h0(f)的曲线图。图9d示出了根据本说明书的实施例提供的一种整体调节函数h0(f)的曲线图。如图9a至图9d所示，横轴为归一化频率f，纵轴为整体频谱调节函数h0(f)的幅值调节增益h0。图9a至9d中的曲线表示不同的整体频谱调节函数h0(f)。横轴的归一化频率最大值为0.5。所述横轴的归一化频率f可以分成低频区域，中低频区域，中频区域，中高频区域和高频区域。(0，a]之间的频率属于低频；(a，b]之间的频率属于中低频；(b，c]之间的频率属于中频；(c，d]之间的频率属于中高频；(d，0.5]之间的频率属于高频。其中，a，b，c，d，e的取值参考图6所述，在此不再赘述。
[0222]
由于人眼对于视频数据中的低频到中频的数据比对高频的数据更敏感，因此，在数据解压后，应尽量保持所述解压帧p4相对于所述初始帧p0低频到中频区域的信息不丢失，也就是说，整体频谱调节函数h0(f)应使所述解压帧p4在低频到中频区域的幅值不小于所述初始帧p0的85％，甚至可以大于所述初始帧p0。由于人眼对于高频区域的信息不敏感，因此，所述解压帧p4在高频区域的幅值可以根据不同的应用场景选择，比如，在低清晰度要求的场景下，所述解压帧p4在高频区域的幅值可以小于所述初始帧p0。在对清晰度要求很高的侦察场景下，所述解压帧p4在高频区域的幅值可以约等于所述初始帧p0或大于所述初始帧p0。如图9a至9d所示，整体调节函数h0(f)在低频至中频区域(包括低频和中频区域)的任意频率f上的幅值调节增益h0大于1或约等于1，使得解压后的解压帧p4的幅值不小于所述初始帧p0的85％，使得清晰度恢复或增强，提升视觉观察效果。所述约等于1在这里可以是在等于1的一定的误差范围内波动。所述误差范围可以在0、
±
1％、
±
2％、
±
3％、
±
4％、
±
5％、
±
6％、
±
7％、
±
8％、
±
9％、
±
10％、
±
11％、
±
12％、
±
13％、
±
14％、
±
15％等数值中任意两个所规定的区间内。为方便描述，我们将整体调节函数h0(f)在高频区域的幅值调节增益定义为第一幅值调节增益，在中频区域的幅值调节增益定义为第二幅值调节增益，在低频区域的幅值调节增益定义为第三幅值调节增益。所述第三幅值调节增益值、第二幅值调节增益值和第一幅值调节增益值可以在所述误差范围内波动。
[0223]
如图9a所示，整体调节函数h0(f)在低频至高频区域的第三幅值调节增益值、第二幅值调节增益值和第一幅值调节增益值均约等于1，使所述解压帧p4在低频至高频区域的幅值都不小于所述初始帧p0的85％，使所述解压帧p4在低频至高频区域的数据可以平稳地恢复或基本恢复至初始帧p0的状态。
[0224]
如图9b所示，整体调节函数h0(f)在低频至中频区域的第三幅值调节增益值和第二幅值调节增益值约等于1，使所述解压帧p4在低频至中频区域的数据可以平稳地恢复或基本恢复至初始帧p0的状态。整体调节函数h0(f)在高频区域的第一幅值调节增益值小于1，使所述解压帧p4在高频区域的幅值相对于所述初始帧p0平稳地降低，以抑制高频噪声。所述幅值的平稳降低可以是所述幅值以第一幅值调节增益值衰减，也可以是所述幅值在所述第一幅值调节增益值附近的一定误差范围内进行衰减。比如，所述第一幅值调节增益可以是0至1之间的任意数值。比如，所述第一幅值调节增益值可以在0、0.04、0.08、0.12、0.16、0.20、0.24、0.28、0.32、0.36、0.40、0.44、0.48、0.52、0.56、0.60、0.64、0.68、0.72、0.76、0.80、0.84、0.88、0.92、0.96和1等数值中任意两个所规定的区间内。如图9b所示，所述整体
调节函数h0(f)在高频区域(大概是0.4～0.5的区间)的第一幅值调节增益在0.6左右。第二和第三幅值调节增益值都在1附近。第二和第三幅值调节增益值可以在一定的误差范围内波动，比如，第二和第三幅值调节增益值可以在0.85、0.90、0.95、1、1.05、1.10、和1.15等数值中任意两个所规定的区间内。
[0225]
如图9c所示，整体调节函数h0(f)在低频区域的第三幅值调节增益值约等于1，使所述解压帧p4在低频区域的数据可以平稳地恢复或基本恢复至初始帧p0的状态。整体调节函数h0(f)在中频区域的第二幅值调节增益值和在高频区域的第一幅值调节增益值均大于1，使所述解压帧p4在中频至高频区域的幅值相对于所述初始帧p0平稳地增加，从而使中频至高频区域的数据清晰度增强。所述幅值的平稳增加可以是所述幅值以第二幅值调节增益值和第一幅值调节增益值增强，也可以是所述幅值在所述第二幅值调节增益值和所述第一幅值调节增益值附近的一定误差范围内进行增强。所述第二幅值调节增益值和所述第一幅值调节增益值大小可以大体一致，也可以是所述第二幅值调节增益值大于所述第一幅值调节增益值，或者所述第二幅值调节增益值小于所述第一幅值调节增益值。图9c所示的曲线中，所述第二幅值调节增益值和所述第一幅值调节增益值大小大体一致。所述第二幅值调节增益值和所述第一幅值调节增益值可以是大于1的任意数值。比如，所述第二幅值调节增益值和所述第一幅值调节增益值可以在1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2和2.4等数值中任意两个所规定的区间内。如图9c所示，所述整体调节函数h0(f)在中频至高频区域的第二幅值调节增益和第一幅值调节增益在1.2左右。
[0226]
如图9d所示，整体调节函数h0(f)在低频区域的第三幅值调节增益值约等于1，使所述解压帧p4在低频区域的数据可以平稳地恢复或基本恢复至初始帧p0的状态。整体调节函数h0(f)在中频区域的第二幅值调节增益值大于1，使所述解压帧p4在中频的幅值相对于所述初始帧p0平稳地增加，从而使中频区域的数据清晰度增强。整体调节函数h0(f)在高频区域的第一幅值调节增益值小于1，使所述解压帧p4在高频区域的幅值相对于所述初始帧p0平稳地降低，从而使不敏感的高频区域的数据量下降，以抑制高频噪声。图9d所示的曲线在减少数据量的同时又能增强清晰度。所述第二幅值调节增益值可以是大于1的任意数值。所述第一幅值调节增益可以是0至1之间的任意数值。如图9d所示，所述整体调节函数h0(f)在中频区域的第二幅值调节增益在1.2左右，在高频区域的第一幅值调节增益在0.6左右。
[0227]
进一步地，当所述高频区域同所述中频区域不相连的时候，所述整体频谱调节函数h0(f)还可以在高频区域的幅值做出调节，使得所述幅值调节增益在中高频区域内的变化平滑而连续。
[0228]
进一步地，当所述中频区域同所述低频区域不相连的时候，所述整体频谱调节函数h0(f)还可以在中低频区域的幅值做出调节，使得所述幅值调节增益在中低频区域内的变化连续。
[0229]
所述整体调节函数h0(f)的曲线是平滑过渡的曲线。在工程实现上，在实现所述解压帧p4在低频至中频区域幅值约等于或大于所述初始帧p0的基础上可以允许所述整体调节函数h0(f)的曲线存在小范围的波动，所述波动不影响解压的效果。对于视频数据之外其他形式的数据来说，可以根据接收者对于数据的敏感程度，设置所述整体调节函数h0(f)的参数。不同形式的数据，接收者对于频率的敏感程度不同。
[0230]
为了方便展示，我们将以公式(18)所示的情况为例进行描述。结合公式(17)和公
式(18)，则所述解压帧p4可以表示为以下公式：
[0231][0232]
图10a示出了根据本说明书的实施例提供的正常模式一种整体调节函数h0(f)、编码函数h1(f)、编码传递函数he(f)和解码传递函数hd(f)的曲线图。图10b示出了根据本说明书的实施例提供的一种增强模式的整体调节函数h0(f)、编码函数h1(f)、编码传递函数he(f)和解码传递函数hd(f)的曲线图。图10a与图10b中所使用的编码卷积核与解码卷积核相同，均为表1示出的卷积核。图10a中边界调节系数g1＝0.5，边界补偿系数g2＝0.96。图10b中边界调节系数g1＝0.5，边界补偿系数g2＝1.6。如图10a和图10b所示，横轴为归一化频率f，纵轴为幅值调节增益h。如图10a所示，在任意频率区域的整体频谱调节函数h0(f)≈1，整体频谱调节函数h0(f)对所述解压帧进行正常模式的频谱调节，即整体频谱调节函数h0(f)中对于所有频率的信息完整保留，所述解压帧中的数据可以基本恢复至所述初始帧中的数据。如图10b所示，在低频区域的整体频谱调节函数h0(f)≈1，在中频至高频区域的整体频谱调节函数h0(f)》1。整体频谱调节函数h0(f)对所述解压帧的中频至高频区域进行增强模式的频谱调节，即整体频谱调节函数h0(f)中对于中频至高频区域的信息进行增强，所述解压帧中的中频至高频区域的数据相较于所述初始帧中的中频至高频区域的数据有所增强。需要说明的是，图10a和图10b所示的曲线，只是示例性说明，本领域的技术人员应该明白h0(f)、h1(f)、he(f)和hd(f)的曲线并不局限于图10a和图10b所示的形式，所有符合公式(18)和公式(19)的h0(f)、h1(f)、he(f)和hd(f)曲线都属于本说明书保护的范围。
[0233]
综上所述，本说明书提供的数据处理的系统100，在对所述初始数据进行压缩时，通过数据压缩设备200执行方法p200，可以将初始视频数据中的初始帧划分为多个单元，并获取每个单元的中频至高频区域的幅值，使用不同的边界调节系数对每个单元中的中频至高频区域的幅值进行调节，以降低所述初始帧帧在所述中频至所述高频区域的幅值。若当前单元中的中频至高频区域的幅值较大，代表当前单元中包含有强边界，则使用小于1且大于0的边界调节系数对当前单元的中频至高频区域的幅值进行调节，以降低当前单元的中频至高频区域的幅值，从而降低当前单元中的中频至高频区域内的信号强度减小，从而减少数据信息量，在进行预测和求残差时可以提高数据压缩的效率。若当前单元中的中频至高频区域的幅值较小，代表当前单元中包含有弱边界，则使用大于1的边界调节系数对当前单元的中频至高频区域的幅值进行调节，以增强当前单元的中频至高频区域的幅值，以避免当前单元中的弱边界在数据压缩(预测和求残差)过程中丢失，避免细节损失。所述数据处理的方法p200和系统100能够在提高数据压缩的效率的同时增强弱边界的数据信息量，以避免在数据压缩过程中造成细节损失，即在提高数据压缩效率的同时，减少数据失真。
[0234]
本说明书提供的数据处理的系统100，在对所述压缩帧进行数据解压时，通过数据解压设备300执行方法p300，以数据压缩时的单元为数据解压单元，对每个单元使用与边界调节系数对应的边界补偿系数对中频至高频区域的幅值进行边界补偿，以补偿数据压缩过程中降低的中频至高频区域的幅值，得到解压帧。所述边界补偿与所述边界调节相对应，边界补偿系数与边界调节系数之间存在对应的关系。所述边界补偿可以使经过所述边界调节的压缩数据恢复至初始帧的清晰度甚至高于所述初始帧的清晰度。也就是说，在不显著增
加编解码的计算量的情况下，解码端可以至少将解压数据在重要频率内的数据恢复至初始帧的清晰度，甚至可以获得超过初始帧的清晰度。由于初始帧在边界调节过程中的边界调节系数均大于0，压缩帧中的信息并没有缺失，因此可以根据所述边界调节系数和所述边界补偿系数的关系以及各自的特征，来设计边界调节系数和边界补偿系数，对压缩帧中的信息进行恢复。所述方法和系统可以显著提高数据的压缩效率，提升数据的传输效率，减少数据丢失，避免细节损失，同时消除噪声，提高解压后数据的清晰度。
[0235]
本说明书另外提供一种非暂时性存储介质，存储有至少一组用来进行数据处理的可执行指令，当所述可执行指令被处理器执行时，所述可执行指令指导所述处理器实施数据处理方法p200的步骤。在一些可能的实施方式中，本说明书的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码。当所述程序产品在数据压缩设备200上运行时，所述程序代码用于使数据压缩设备200执行本说明书描述的数据处理的步骤。用于实现上述方法的程序产品可以采用便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)并包括程序代码，并可以在数据压缩设备200，例如个人电脑上运行。然而，本说明书的程序产品不限于此，在本说明书中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统(例如压缩端处理器220)使用或者与其结合使用。所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。所述计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读存储介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本说明书操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、c 等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在数据压缩设备200上执行、部分地在数据压缩设备200上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在数据压缩设备200上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过传输媒介120连接到数据压缩设备200，或者，可以连接到外部计算设备。
[0236]
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其他实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者是可能有利的。
[0237]
综上所述，在阅读本详细公开内容之后，本领域技术人员可以明白，前述详细公开内容可以仅以示例的方式呈现，并且可以不是限制性的。尽管这里没有明确说明，本领域技
术人员可以理解本说明书需求囊括对实施例的各种合理改变，改进和修改。这些改变，改进和修改旨在由本说明书提出，并且在本说明书的示例性实施例的精神和范围内。
[0238]
此外，本说明书中的某些术语已被用于描述本说明书的实施例。例如，“一个实施例”，“实施例”和/或“一些实施例”意味着结合该实施例描述的特定特征，结构或特性可以包括在本说明书的至少一个实施例中。因此，可以强调并且应当理解，在本说明书的各个部分中对“实施例”或“一个实施例”或“替代实施例”的两个或更多个引用不一定都指代相同的实施例。此外，特定特征，结构或特性可以在本说明书的一个或多个实施例中适当地组合。
[0239]
应当理解，在本说明书的实施例的前述描述中，为了帮助理解一个特征，出于简化本说明书的目的，本说明书将各种特征组合在单个实施例、附图或其描述中。然而，这并不是说这些特征的组合是必须的，本领域技术人员在阅读本说明书的时候完全有可能将其中一部分特征提取出来作为单独的实施例来理解。也就是说，本说明书中的实施例也可以理解为多个次级实施例的整合。而每个次级实施例的内容在于少于单个前述公开实施例的所有特征的时候也是成立的。
[0240]
本文引用的每个专利，专利申请，专利申请的出版物和其他材料，例如文章，书籍，说明书，出版物，文件，物品等，可以通过引用结合于此。用于所有目的的全部内容，除了与其相关的任何起诉文件历史，可能与本文件不一致或相冲突的任何相同的，或者任何可能对权利要求的最宽范围具有限制性影响的任何相同的起诉文件历史。现在或以后与本文件相关联。举例来说，如果在与任何所包含的材料相关联的术语的描述、定义和/或使用与本文档相关的术语、描述、定义和/或之间存在任何不一致或冲突时，使用本文件中的术语为准。
[0241]
最后，应理解，本文公开的申请的实施方案是对本说明书的实施方案的原理的说明。其他修改后的实施例也在本说明书的范围内。因此，本说明书披露的实施例仅仅作为示例而非限制。本领域技术人员可以根据本说明书中的实施例采取替代配置来实现本说明书中的申请。因此，本说明书的实施例不限于申请中被精确地描述过的实施例。