一种图像的编码、解码方法和装置与流程

文档序号:11139309阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种图像的编码方法,其特征在于,该编码方法包括:

获取待处理视频帧,根据所述待处理视频帧的视频采样格式,将所述待处理视频帧划分为由若干个编码块构成的编码单元;

对于所述待处理视频帧中的各编码单元,分别执行如下编码操作:对该编码单元中的各编码块进行块内预测,分别计算各编码块中的每个像素的预测残差值;根据所述各编码块中的每个像素的预测残差值的集合,生成该编码单元的残差图像;按照预设规则,将生成的残差图像划分为N个层图像;采用不同编码模式分别对各层图像进行预测,获取所述各层图像在不同编码模式下的预测码流长度;根据所述各层图像的原始码流长度和在不同编码模式下的预测码流长度,判断是否需要对该层图像进行编码,如果需要,采用取值最小的预测码流长度所对应的编码模式对该层图像进行编码并封装该层图像的编码后的码流;如果不需要,则不对该层图像进行压缩编码并封装该层图像的原始码流;

将用于表示该编码单元中的各层图像的编码方式、码流长度和该编码单元中处于指定位置的像素的亮度分量像素值的首部信息,封装到该编码单元的码流中。

2.如权利要求1所述的编码方法,其特征在于,所述判断是否需要对该层图像进行编码,包括:

判断该层图像的预测码流长度中是否存在至少一个预测码流长度小于该层图像的原始码流长度,如果是,则利用取值最小的预测码流长度对应的编码模式对该层图像进行编码并封装该层图像的编码后的码流;如果该层图像的预测码流长度均大于或等于该层图像的原始码流长度,则不对该层图像进行压缩编码并封装该层图像的原始码流。

3.如权利要求1所述的编码方法,其特征在于,所述编码单元由亮度分量编码块、第一色度分量编码块和第二色度分量编码块构成;

所述计算各编码块中的每个像素的预测残差值,具体为:

对所述一个亮度分量编码块和两个色度分量编码块中的每个像素分别进行块内预测,根据各像素与相邻像素的差异程度,分别计算出每个像素的亮度预测残差值、第一色度预测残差值和第二色度预测残差值;

所述生成该编码单元的残差图像,具体为:

将所有像素的亮度预测残差值、第一色度预测残差值和第二色度预测残差值,按照预设顺序依次排列,将由已排列的亮度预测残差值、第一色度预测残差值和第二色度预测残差值的组成的集合作为该编码单元的残差图像。

4.如权利要求3所述的编码方法,其特征在于,所述计算出每个像素的亮度预测残差值,具体为:

对于亮度分量编码块中的位于第一行第一列的像素,将该像素的亮度分量像素值作为该像素的亮度预测残差值;

对于所述亮度分量编码块中的第一行中除位于第一行第一列的像素以外的任意前后相邻两像素,将后一像素的亮度分量像素值与前一像素的亮度分量像素值之间的差值作为所述后一像素的亮度预测残差值;

对于所述亮度分量编码块中的第一列中除位于第一行第一列的像素以外的任意上下相邻两像素,将下一像素的亮度分量像素值与上一像素的亮度分量像素值之间的差值作为所述下一像素的亮度预测残差值;

对于所述亮度分量编码块中除位于第一行和第一列以外的任一像素,将该像素的亮度分量像素值与若干个相邻像素的亮度分量平均值之间的差值作为该像素的亮度预测残差值。

5.如权利要求3所述的编码方法,其特征在于,所述计算每个像素的第一色度预测残差值,具体为:

对于第一色度分量编码块中的位于第一行第一列的像素,将该像素的第一色度分量像素值与预设第一色度分量预测值之间的差值作为该像素的第一色度预测残差值;

对于第一色度分量编码块中的第一行中除位于第一行第一列的像素以外 的任意前后相邻两像素,将后一像素的第一色度分量像素值与前一像素的第一色度分量像素值之间的差值作为所述后一像素的第一色度预测残差值;

对于第一色度分量编码块中的第一列中除位于第一行第一列的像素以外的任意上下相邻两像素,将下一像素的第一色度分量像素值与上一像素的第一色度分量像素值之间的差值作为所述下一像素的第一色度预测残差值;

对于所述第一色度分量编码块中除位于第一行和第一列以外的任一像素,将该像素的第一色度分量像素值与若干个相邻像素的第一色度分量平均值之间的差值作为该像素的第一色度预测残差值。

6.如权利要求3所述的编码方法,其特征在于,所述计算每个像素的第二色度预测残差值,具体为:

对于第二色度分量编码块中的位于第一行第一列的像素,将该像素的第二色度分量像素值与预设第二色度分量预测值之间的差值作为该像素的第二色度预测残差值;

对于第二色度分量编码块中的第一行中除位于第一行第一列的像素以外的任意前后相邻两像素,将后一像素的第二色度分量像素值与前一像素的第二色度分量像素值之间的差值作为所述后一像素的第二色度预测残差值;

对于第二色度分量编码块中的第一列中除位于第一行第一列的像素以外的任意上下相邻两像素,将下一像素的第二色度分量像素值与上一像素的第二色度分量像素值之间的差值作为所述下一像素的第二色度预测残差值;

对于所述第二色度分量编码块中除位于第一行和第一列以外的任一像素,将该像素的第二色度分量像素值与若干个相邻像素的第二色度分量平均值之间的差值作为该像素的第二色度预测残差值。

7.如权利要求4-6中任一项所述的编码方法,其特征在于,所述将用于表示该编码单元中的各层图像的编码方式、码流长度和该编码单元中处于指定位置的像素的亮度分量像素值的首部信息,封装到该编码单元的码流中,具体为:

将用于表示该编码单元是否经过编码处理的编码方案信息、该编码单元中的各层图像的码流长度、各层图像的编码模式和该编码单元中位于第一行第一列的像素的亮度分量像素值,作为该编码单元的首部信息封装到该编码单元的码流中。

8.如权利要求1-6中任一项所述的编码方法,其特征在于,通过如下方式将生成的残差图像划分为N个层图像:

将所述残差图像中的每个预测残差值依次映射为处于指定区间范围内的非负整数;

将所有映射后的预测残差值分别转换为位数相同的二进制数;

对所述二进制数,按照由低位至高位或者由高位至低位的顺序,将连续的预设位数的二进制数,划分为属于同一个层图像的二进制数的集合。

9.一种图像的解码方法,其特征在于,该解码方法包括:

获取待处理视频帧中各编码单元的码流;

对各编码单元的码流,分别执行如下解码操作:读取该码流中的用于表示该编码单元中的N个层图像的编码方式、码流长度和该编码单元中位于指定位置的像素的亮度分量像素值的首部信息;根据所述首部信息中的各层图像的编码方式和码流长度,依次在该码流中解码出各层图像;利用解码出的各层图像,按照预设层图像排列顺序,重建该编码单元的残差图像;并利用所述首部信息中的该编码单元中位于指定位置的像素的亮度分量像素值、预设参数以及所述残差图像中所包含的每个像素的预测残差值,还原出该编码单元的原始图像。

10.如权利要求9所述的解码方法,其特征在于,所述首部信息中具体包括:

用于表示该编码单元是否经过编码处理的编码方案信息、该编码单元中的各层图像的码流长度、各层图像的编码模式和该编码单元中位于第一行第一列的像素的亮度分量像素值。

11.如权利要求10所述的解码方法,其特征在于,所述还原出该编码单 元的原始图像,包括:

利用所述首部信息中该编码单元中的位于第一行第一列的像素的亮度分量像素值、预设第一色度分量预测值、预设第二色度分量预测值和所述残差图像中所包含的每个像素的预测残差值,还原出该编码单元的原始图像。

12.如权利要求9所述的解码方法,其特征在于,所述利用解码出的各层图像,重建该编码单元的残差图像,包括:

对于该编码单元中的每个层图像,分别执行如下操作:将该层图像中的每个像素的像素值与该层图像的权重值进行加权运算处理,将处理后的各像素值依次逆映射为处于指定区间范围内的整数,将逆映射后的整数的集合作为各编码块中的每个像素的预测残差值的集合;

根据所述预测残差值的集合,按照预设层图像排列顺序,还原出该编码单元的残差图像。

13.一种图像的编码装置,其特征在于,该编码装置包括:

第一获取模块,用于获取待处理视频帧,根据所述待处理视频帧的视频采样格式,将所述待处理视频帧划分为由若干个编码块构成的编码单元;

编码模块,用于对于所述待处理视频帧中的各编码单元,分别执行如下编码操作:对该编码单元中的各编码块进行块内预测,分别计算各编码块中的每个像素的预测残差值;根据所述各编码块中的每个像素的预测残差值的集合,生成该编码单元的残差图像;按照预设规则,将生成的残差图像划分为N个层图像;采用不同编码模式分别对各层图像进行预测,获取所述各层图像在不同编码模式下的预测码流长度;根据所述各层图像的原始码流长度和在不同编码模式下的预测码流长度,判断是否需要对该层图像进行编码,如果需要,采用取值最小的预测码流长度所对应的编码模式对该层图像进行编码并封装该层图像的编码后的码流;如果不需要,则不对该层图像进行压缩编码并封装该层图像的原始码流;

封装模块,用于将用于表示该编码单元中的各层图像的编码方式、码流长 度和该编码单元中处于指定位置的像素的亮度分量像素值的首部信息,封装到该编码单元的码流中。

14.如权利要求13所述的编码装置,其特征在于,所述编码模块具体用于:

判断该层图像的预测码流长度中是否存在至少一个预测码流长度小于该层图像的原始码流长度,如果是,则利用取值最小的预测码流长度对应的编码模式对该层图像进行编码并封装该层图像的编码后的码流;如果该层图像的预测码流长度均大于或等于该层图像的原始码流长度,则不对该层图像进行编码并封装该层图像的原始码流。

15.如权利要求13所述的编码装置,其特征在于,所述编码单元由亮度分量编码块、第一色度分量编码块和第二色度分量编码块构成;

所述编码模块具体用于:对所述一个亮度分量编码块和两个色度分量编码块中的每个像素分别进行块内预测,根据各像素与相邻像素的差异程度,分别计算出每个像素的亮度预测残差值、第一色度预测残差值和第二色度预测残差值;将所有像素的亮度预测残差值、第一色度预测残差值和第二色度预测残差值,按照预设顺序依次排列,将由已排列的亮度预测残差值、第一色度预测残差值和第二色度预测残差值的组成的集合作为该编码单元的残差图像。

16.如权利要求15所述的编码装置,其特征在于,所述编码模块具体用于:

对于亮度分量编码块中的位于第一行第一列的像素,将该像素的亮度分量像素值作为该像素的亮度预测残差值;

对于所述亮度分量编码块中的第一行中除位于第一行第一列的像素以外的任意前后相邻两像素,将后一像素的亮度分量像素值与前一像素的亮度分量像素值之间的差值作为所述后一像素的亮度预测残差值;

对于所述亮度分量编码块中的第一列中除位于第一行第一列的像素以外的任意上下相邻两像素,将下一像素的亮度分量像素值与上一像素的亮度分量 像素值之间的差值作为所述下一像素的亮度预测残差值;

对于所述亮度分量编码块中除位于第一行和第一列以外的任一像素,将该像素的亮度分量像素值与若干个相邻像素的亮度分量平均值之间的差值作为该像素的亮度预测残差值。

17.如权利要求15所述的编码装置,其特征在于,所述编码模块具体用于:

对于第一色度分量编码块中的位于第一行第一列的像素,将该像素的第一色度分量像素值与预设第一色度分量预测值之间的差值作为该像素的第一色度预测残差值;

对于第一色度分量编码块中的第一行中除位于第一行第一列的像素以外的任意前后相邻两像素,将后一像素的第一色度分量像素值与前一像素的第一色度分量像素值之间的差值作为所述后一像素的第一色度预测残差值;

对于第一色度分量编码块中的第一列中除位于第一行第一列的像素以外的任意上下相邻两像素,将下一像素的第一色度分量像素值与上一像素的第一色度分量像素值之间的差值作为所述下一像素的第一色度预测残差值;

对于所述第一色度分量编码块中除位于第一行和第一列以外的任一像素,将该像素的第一色度分量像素值与若干个相邻像素的第一色度分量平均值之间的差值作为该像素的第一色度预测残差值。

18.如权利要求15所述的编码装置,其特征在于,所述编码模块具体用于:

对于第二色度分量编码块中的位于第一行第一列的像素,将该像素的第二色度分量像素值与预设第二色度分量预测值之间的差值作为该像素的第二色度预测残差值;

对于第二色度分量编码块中的第一行中除位于第一行第一列的像素以外的任意前后相邻两像素,将后一像素的第二色度分量像素值与前一像素的第二色度分量像素值之间的差值作为所述后一像素的第二色度预测残差值;

对于第二色度分量编码块中的第一列中除位于第一行第一列的像素以外的任意上下相邻两像素,将下一像素的第二色度分量像素值与上一像素的第二色度分量像素值之间的差值作为所述下一像素的第二色度预测残差值;

对于所述第二色度分量编码块中除位于第一行和第一列以外的任一像素,将该像素的第二色度分量像素值与若干个相邻像素的第二色度分量平均值之间的差值作为该像素的第二色度预测残差值。

19.如权利要求13-18中任一项所述的编码装置,其特征在于,所述封装模块具体用于:

将用于表示该编码单元是否经过编码处理的编码方案信息、该编码单元中的各层图像的码流长度、各层图像的编码模式和该编码单元中位于第一行第一列的像素的亮度分量像素值,作为该编码单元的首部信息封装到该编码单元的码流中。

20.如权利要求13-18中任一项所述的编码装置,其特征在于,所述编码模块具体用于:

将所述残差图像中的每个预测残差值依次映射为处于指定区间范围内的非负整数;

将所有映射后的预测残差值分别转换为位数相同的二进制数;

对所述二进制数,按照由低位至高位或者由高位至低位的顺序,将连续的预设位数的二进制数,划分为属于同一个层图像的二进制数的集合。

21.一种图像的解码装置,其特征在于,该解码装置包括:

第二获取模块,用于获取待处理视频帧中各编码单元的码流;

解码模块,用于对各编码单元的码流,分别执行如下解码操作:读取该码流中的用于表示该编码单元中的N个层图像的编码方式、码流长度和该编码单元中位于指定位置的像素的亮度分量像素值的首部信息;根据所述首部信息中的各层图像的编码方式和码流长度,依次在该码流中解码出各层图像;利用解码出的各层图像,按照预设层图像排列顺序,重建该编码单元的残差图像;并 利用所述首部信息中的该编码单元中位于指定位置的像素的亮度分量像素值、预设参数以及所述残差图像中所包含的每个像素的预测残差值,还原出该编码单元的原始图像。

22.如权利要求21所述的解码装置,其特征在于,所述首部信息中具体包括:

用于表示该编码单元是否经过编码处理的编码方案信息、该编码单元中的各层图像的码流长度、各层图像的编码模式和该编码单元中位于第一行第一列的像素的亮度分量像素值。

23.如权利要求22所述的解码装置,其特征在于,所述解码模块具体用于:

利用所述首部信息中该编码单元中的位于第一行第一列的像素的亮度分量像素值、预设第一色度分量预测值、预设第二色度分量预测值和所述残差图像中所包含的每个像素的预测残差值,还原出该编码单元的原始图像。

24.如权利要求21所述的解码装置,其特征在于,所述解码模块具体用于:

对于该编码单元中的每个层图像,分别执行如下操作:将该层图像中的每个像素的像素值与该层图像的权重值进行加权运算处理,将处理后的各像素值依次逆映射为处于指定区间范围内的整数,将逆映射后的整数的集合作为各编码块中的每个像素的预测残差值的集合;

根据所述预测残差值的集合,按照预设层图像排列顺序,还原出该编码单元的残差图像。

当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1