专利名称：一种基于区域的分辨率可变的视频编解码方法
技术领域：
本发明涉及信号处理与通信领域，特别地，涉及一种基于区域的分辨率可变的视频编码方法和一种基于区域的分辨率可变的视频解码方法。
背景技术：
视频编码的一个重要目的就是对视频信号进行压缩，减少视频信号的数据量，从而节约视频信号的存储空间和传输带宽。一方面，原始视频信号，数据量非常巨大，这是视频编码压缩的必要性所在；另一方面，原始视频信号存在大量的冗余信息，这是视频编码压缩的可能性所在。这些冗余信息可以分成空间冗余信息、时间冗余信息、数据冗余信息和视觉冗余信息。其中前面三种冗余信息仅仅只是考虑像素间统计概念上的冗余信息，总称统计冗余信息；视觉冗余信息更加侧重考虑人眼视觉系统的特性。视频编码要降低视频信号数据量，就需要降低视频信号中存在的各种冗余信息。
当前视频编解码标准，比如ITU制定的H.261，H.263，H.26L和ISO的MPEG组织制定的MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4，以及JVT制定的H.264/MPEG-AVC(简称H.264)和中国自主知识产权的视频编码标准AVS第二部分等，都在一定程度上去除了空间冗余信息、时间冗余信息和数据冗余信息。它们基于传统的混合视频编码框架，综合考虑预测编码、变换编码以及熵编码，着力降低视频信号的统计冗余信息，具有以下主要特点 (1)利用预测编码降低时间冗余信息和空间冗余信息； (2)利用变换编码进一步降低空间冗余信息； (3)利用熵编码降低数据冗余信息； 预测编码包括帧内预测编码和帧间预测编码。用帧内预测编码技术压缩的视频帧，称为帧内编码帧(I帧)。帧内编码帧的编码过程如下首先，将编码帧分成编码块(编码单元的一种形式)；对编码块进行帧内预测，得到帧内预测的残差数据；接着对残差数据进行二维变换编码；然后在变换域中对变换系数进行量化；然后经过扫描将二维信号转换成一维信号；最后进行熵编码。用帧间预测编码技术压缩的视频帧，称为帧间编码帧(P帧、B帧)。帧间编码帧的编码过程如下首先，将编码帧分成编码块；对编码块采用运动估计技术得到运动矢量和参考块(参考单元的一种形式)；然后采用运动补偿技术，得到帧间预测后的残差数据；接着对残差数据进行二维变换编码；然后在变换域中对变换系数进行量化；然后经过扫描将二维信号转换成一维信号；最后进行熵编码。残差数据，也就是残差信号，相对于原始视频信号，空间冗余信息和时间冗余信息都减小了。
上述基于传统混合视频编解码框架的视频编解码标准，对视觉上的冗余信息的去除效果并不是很理想。事实上，在某些具体应用中，比如说视频监控系统中，在一幅视频图像中，我们所真正关注的区域只有图像中的小部分区域，而对于其他区域的关注程度要相对弱很多，这个时候，图像中就存在着大量的视觉冗余。
为了能够更加有效的去除这些视觉冗余，本发明公开了一种基于区域的分辨率可变的视频编解码方法。基于区域的分辨率可变的视频编解码方法能够对图像中的不同区域进行不同分辨率的编码，对于关注区域采用高分辨率编码，而对于非关注区域则采用低分辨率编码，这样就能够有效的去除图像中存在的大量的视觉冗余。
发明内容
本发明的目的在于针对某些应用中视频图像所存在的大量的视觉冗余，提出一种基于区域的分辨率可变的视频编码方法和一种基于区域的分辨率可变的视频解码方法。
本发明采用的技术方案如下一种基于区域的分辨率可变的视频编码方法，包含以下步骤 (1)将待编码图像[ai，j]mxn划分为若干个低分辨率区域和高分辨率区域，对区域划分信息进行编码； (2)根据待编码图像[ai，j]mxn中像素的位置坐标，按照间隔抽样规则，将待编码图像的所有像素分成若干个互不相交的子集； (3)选择上述步骤(2)中分成的若干个互不相交的子集中的一个作为第一子集； (4)对低分辨率区域和高分辨率区域中属于第一子集的像素进行编码； (5)对高分辨率区域中属于非第一子集的每个子集中的像素进行编码。
一种基于区域的分辨率可变的视频解码方法，其特征在于，包含以下步骤 (1)从码流中解析得到区域划分信息，根据区域划分信息确定待解码图像中的低分辨率区域和高分辨率区域； (2)从码流中解码得到第一子集的像素值，包括低分辨率区域和高分辨率区域中属于第一子集的像素值； (3)通过预测解码得到非第一子集，从而得到高分辨率区域中属于非第一子集的像素值； (4)将解码得到高分辨率区域中的的第一子集和非第一子集的像素值按间隔抽样规则组合成解码图像[ai，j]mxn的高分辨率区域。
本发明的有益效果是，按照本发明提供的方案对视频图像进行编解码，能够有效的去除图像中存在的大量的视觉冗余，大大提高视频编解码效率。
图1是子集划分和区域划分示意图一，其中，标示为●的像素构成子集[ao，2p]2mxn，标示为▲的像素构成子集[ao，2p+1]2mxn； 图2是子集划分和区域划分示意图二，其中，标示为●的像素构成子集[a2o，2p]mxn，标示为▲的像素构成子集[a2o，2p+1]mxn，标示为★的像素构成子集[a2o+1，2p]mxn，标示为◆的像素构成子集[a2o+1，2p+1]mxn。
图3是子集划分和区域划分示意图三，其中，标示为●的像素构成子集[ao，3p]2mxn，标示为▲的像素构成子集[ao，3p+1]2mxn，标示为◆的像素构成子集[ao，3p+2]2mxn
具体实施例方式 下面详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明显。
本发明涉及一种基于区域的分辨率可变的视频编码方法、一种基于区域的分辨率可变的视频解码方法和一种基于区域的分辨率可变的视频编解码系统。
所谓的一种基于区域的分辨率可变的视频编码方法，首先，将待编码图像[ai，j]mxn划分为若干个低分辨率区域和高分辨率区域，得到区域划分信息并对其编码，区域划分信息包括高分辨率区域在待编码图像中的位置信息，以及高分辨率区域的大小信息。然后，根据待编码图像[ai，j]mxn中像素的位置坐标，按照间隔抽样规则，将待编码图像的所有像素分成若干个互不相交的子集。所谓“间隔抽样规则”，即是，将待编码图像[ai，j]mxn划分为[ai，2k]mxl和[ai，2k+1]mxl两个子集，其中l＝n/2，或者，将待编码图像[ai，j]mxn划分为[a2k，j]lxn和[a2k+1，j]lxn两个子集，其中l＝m/2，或者，将待编码图像[ai，j]mxn划分为[a2x，2y]kxl、[a2x，2y+1]kxl、[a2x+1，2y]kxl和[a2x+1，2y+1]kxl四个子集，其中k＝m/2，l＝n/2；上述三种子集划分方法在实际基于区域的分辨率可变的视频编码时采用其中一种，用于解码该编码方法产生的码流时，子集划分方法与编码时采用的子集划分方法相同。在子集划分之后，在所述的若干个互不相交的子集中选择一个作为第一子集，对低分辨率区域和高分辨率区域中属于第一子集的像素进行编码。对于高分辨率区域中属于非第一子集中的像素，进行帧内预测编码或者帧间预测编码，帧内预测值由待编码图像的已编码子集中的像素的重建值产生，帧间预测值由已编码图像中的像素的重建值产生。
所谓的一种基于区域的分辨率可变的视频解码方法，包括从待解码的视频码流中解析得到区域划分信息，根据区域划分信息中所包含的高分辨率区域在待编码图像中的位置信息，以及高分辨率区域的大小信息确定待解码图像中的低分辨率区域和高分辨率区域，与编码端相应的，根据待解码图像[ai，j]mxn中像素的位置坐标，按照间隔抽样规则，将待解码图像的所有像素分成若干个互不相交的子集，所谓“间隔抽样规则”，即是，将待编码图像[ai，j]mxn划分为[ai，2k]mxl和[ai，2k+1]mxl两个子集，与编码端相应的，选择其中一个作为第一子集，另外一个为非第一子集，其中l＝n/2，或者，将待编码图像[ai，j]mxn划分为[a2k，j]lxn和[a2k+1，j]lxn两个子集，与编码端相应的，选择其中一个作为第一子集，另外一个为非第一子集，其中l＝m/2，或者，将待编码图像[ai，j]mxn划分为[a2x，2y]kxl、[a2x，2y+1]kxl、[a2x+1，2y]kxl和[a2x+1，2y+1]kxl四个子集，与编码端相应的，选择其中一个作为第一子集，另外三个为非第一子集，其中k＝m/2，l＝n/2，解码时采用上述三种子集划分方法中与编码端的所采用的子集划分方法相同的一种。然后，从码流中解码得到第一子集，从而得到低分辨率区域和高分辨率区域中属于第一子集的像素值。接着，我们通过帧内预测解码或者帧间预测解码得到非第一子集，从而得到高分辨率区域中不属于第一子集的其余像素值，其中，帧内预测值由待解码图像的已解码子集中的像素值产生，帧间预测值由已解码图像中的像素值产生。最后低分辨率区域中的其他像素值可以由低分辨率区域中已经解码得到的像素值通过线性运算得到。
所谓的一种基于区域的分辨率可变的视频编解码系统，其包含上述的一种基于区域的分辨率可变的视频编码方法和上述的一种基于区域的分辨率可变的视频解码方法。
实施实例1 一种基于区域的分辨率可变的视频编码系统，当前待编码图像为[ai，j]2mx2n，将其划分为[ak，l]mx2n和[ay，x]mx2n两个区域，其中，k∈
，1∈
，y∈[m，2m-1]，x∈
，[ak，l]mx2n为高分辨率区域，[ay，x]mx2n为低分辨率区域，由此，高分辨率区域的在待编码图像中的起始位置坐标为(0，0)，高分辨率区域的大小为m×2n，将上述的区域划分信息进行编码。然后，将待编码图像为[ai，j]2mx2n根据间隔抽样规则划分为[ao，2p]2mxn和[ao，2p+1]2mxn两个子集，如图1所示，其中，o∈
，p∈
，[ao，2p]2mxn为第一子集，[ao，2p+1]2mxn为非第一子集。对第一子集进行编码，得到第一子集[ao，2p]2mxn的解码重建值[ao，2p]2mxn；对高分辨率区域[ak，l]mx2n中属于非第一子集[ao，2p+1]2mxn中的像素[ar，2p+1]mxn，其中r∈
，进行帧内预测编码，将第一子集重建值中的[ar，2p]mxn进行滤波之后作为[ar，2p+1]mxn的帧内预测值，滤波系数为(-1，5，5，-1)，即 ar，2p+1’＝(-ar，2(p-1)’+5*ar，2p’+5*ar，2(p+1)-ar，2(p+2)’+4)>>3，其中，ar，2p+1’为ar，2p+1的帧内预测值。对非第一子集的像素值与帧预测值之间的差进行编码，作为对非第一子集的像素的编码。
本发明不对滤波系数的个数和滤波系数的数值进行限定，其他的滤波系数都在本发明的保护范围之内。
实施实例2 一种基于区域的分辨率可变的视频解码系统，当前待解码图像为[ai，j]2mx2n，通过从码流中解析得到的区域划分信息，得到高分辨率区域的在待解码图像中的起始位置坐标为(0，0)，高分辨率区域的大小为m×2n，由此确定将待解码图像[ai，j]2mx2n划分为[ak，l]mx2n和[ay，x]mx2n两个区域，其中，k∈
，1∈
，y∈[m，2m-1]，x∈
，[ak，l]mx2n为高分辨率区域，[ay，x]mx2n为低分辨率区域，同时，将待编码图像为[ai，j]2mx2n根据间隔抽样规则划分为[ao，2p]2mxn和[ao，2p+1]2mxn两个子集，其中，o∈
，p∈
，[ao，2p]2mxn为第一子集，[ao，2p+1]2mxn为非第一子集。对第一子集进行解码码，得到第一子集[ao，2p]2mxn的所有像素值；对高分辨率区域[ak，l]mx2n中属于非第一子集[ao，2p+1]2mxn中的像素[ar，2p+1]mxn，其中r∈
，进行帧内预测解码，由第一子集中的[ar，2p]mxn进行滤波之后作为[ar，2p+1]mxn的帧内预测值，滤波系数为(-1，5，5，-1)，即 ar，2p+1’＝(-ar，2(p-1)+5*ar，2p+5*ar，2(p+1)-ar，2(p+2)+4)>>3，其中，ar，2p+1’为ar，2p+1的帧内预测值，从而得到非第一子集[ao，2p+1]2mxn中的[ar，2p+1]mxn部分像素值，本发明不对滤波系数的个数和滤波系数的数值进行限定，其他的滤波系数都在本发明的保护范围之内；非第一子集[ao，2p+1]2mxn中的剩余部分[as，2p+1]mxn，其中s∈[m，2m-1]，由第一子集中的[as，2p]2mxn进行滤波得到，滤波系数为(-1，5，5，-1)，即 as，2p+1＝(-as，2(p-l)+5*as，2p+5*as，2(p+1)-as，2(p+2)+4)>>3， 本发明不对滤波系数的个数和滤波系数的数值进行限定，其他的滤波系数都在本发明的保护范围之内。
最后，将解码得到的第一子集[ao，2p+1]2mxn和非第一子集[ao，2p+1]2mxn中的像素值按像素位置顺序组合成解码图像[ai，j]2mx2n。
实施实例3 实施实例3的基于区域的分辨率可变的视频编解码系统包含实施实例1中的基于区域的分辨率可变的视频编码系统和实施实例2中的基于区域的分辨率可变的视频解码系统。
实施实例4 一种基于区域的分辨率可变的视频编码系统，当前待编码图像为[ai，j]2mx2n，将其划分为[ak，l]mx2n和[ay，x]mx2n两个区域，其中，k∈
，1∈
，y∈[m，2m-1]，x∈
，m和n均为2的倍数，[ak，l]mx2n为高分辨率区域，[ay，x]mx2n为低分辨率区域，由此，高分辨率区域的在待编码图像中的位置坐标为(0，0)，高分辨率区域的大小为m×2n，将上述的区域划分信息进行编码。然后，将待编码图像为[ai，j]2mx2n根据间隔抽样规则划分为[a2o，2p]mxn、[a2o，2p+1]mxn、[a2o+1，2p]mxn和[a2o+1，2p+1]mxn四个子集，如图2所示，其中，o∈
，p∈
，[a2o，2p]mxn为第一子集，[a2o，2p+1]mxn、[a2o+1，2p]mxn和[a2o+1，2p+1]mxn为非第一子集。对第一子集进行编码，得到第一子集[a2o，2p]mxn的重建值[a2o，2p’]mxn；对高分辨率区域[ak，l]mx2n中属于非第一子集[a2o，2p+1]mxn、[a2o+1，2p]mxn和[a2o+1，2p+1]mxn的像素集[a2r，2p+1]txn、[a2r+1，2p]txn和[a2r+1，2p+1]txn，其中r∈
，t＝m/2，进行帧内预测编码，由第一子集重建值中的[a2r，2p’]txn作为[a2r，2p+1]txn、[a2r+1，2p]txn和[a2r+1，2p+1]txn的帧内预测值。
实施实例5 一种基于区域的分辨率可变的视频解码系统，当前待解码图像为[ai，j]2mx2n，通过从码流中解析得到的区域划分信息，得到高分辨率区域的在待解码图像中的位置坐标为(0，0)，高分辨率区域的大小为m×2n，由此确定将其划分为[ak，l]mx2n和[ay，x]mx2n两个区域，其中，k∈
，1∈
，y∈[m，2m-1]，x∈
，m和n均为2的倍数，[ak，l]mx2n为高分辨率区域，[ay，x]mx2n为低分辨率区域，同时，将待编码图像为[ai，j]2mx2n根据间隔抽样规则划分为[a2o，2p]mxn、[a2o，2p+1]mxn、[a2o+1，2p]mxn和[a2o+1，2p+1]mxn四个子集，其中，o∈
，p∈
，[a2o，2p]mxn为第一子集，[a2o，2p+1]mxn、[a2o+1，2p]mxn和[a2o+1，2p+1]mxn为非第一子集。对第一子集进行解码，得到第一子集[a2o，2p]mxn的所有像素值；对高分辨率区域[ak，l]mx2n中属于非第一子集[a2o，2p+1]mxn、[a2o+1，2p]mxn和[a2o+1，2p+1]mxn的像素集[a2r，2p+1]txn、[a2r+1，2p]txn和[a2r+1，2p+1]txn，其中r∈
，t＝m/2，进行帧内预测解码，由第一子集重建值中的[a2r，2p’]txn作为[a2r，2p+1]txn、[a2r+1，2p]txn和[a2r+1，2p+1]txn的帧内预测值。
最后，将解码得到的第一子集[a2o，2p+1]mxn和非第一子集[a2o，2p+1]mxn、[a2o+1，2p]mxn和[a2o+1，2p+1]mxn中的像素值放回到其在待解码图像[ai，j]2mx2n中的原来所在位置。
实施实例6 实施实例6的基于区域的分辨率可变的视频编解码系统包含实施实例4中的基于区域的分辨率可变的视频编码系统和实施实例5中的基于区域的分辨率可变的视频解码系统。
实施实例7 一种基于区域的分辨率可变的视频编码系统，当前待编码图像为[ai，j]2mx2n，将其划分为[ak，l]mx2n和[ay，x]mx2n两个区域，其中，k∈
，1∈
，y∈[m，2m-1]，x∈
，m和n均为2的倍数，[ak，l]mx2n为高分辨率区域，[ay，x]mx2n为低分辨率区域，由此，高分辨率区域的在待编码图像中的位置坐标为(0，0)，高分辨率区域的大小为m×2n，将上述的区域划分信息进行编码。然后，将待编码图像为[ai，j]2mx2n根据间隔抽样规则划分为[a2o，2p]mxn、[a2o，2p+1]mxn、[a2o+1，2p]mxn和[a2o+1，2p+1]mxn四个子集，如图2所示，其中，o∈
，p∈
，[a2o，2p]mxn为第一子集，[a2o，2p+1]mxn、[a2o+1，2p]mxn和[a2o+1，2p+1]mxn为非第一子集。对第一子集进行编码，得到第一子集[a2o，2p]mxn的重建值[a2o，2p’]mxn；对高分辨率区域[ak，l]mx2n中属于非第一子集[a2o，2p+1]mxn、[a2o+1，2p]mxn和[a2o+1，2p+1]mxn的像素集[a2r，2p+1]txn、[a2r+1，2p]txn和[a2r+1，2p+1]txn，其中r∈
，t＝m/2，进行帧间预测编码，由已编码图像的解码重建图像作为参考图像，采用常规的运动补偿技术来获取[a2r，2p+1]txn、[a2r+1，2p]txn和[a2r+1，2p+1]txn的帧间预测值。
实施实例8 一种基于区域的分辨率可变的视频解码系统，当前待解码图像为[ai，j]2mx2n，通过从码流中解析得到的区域划分信息，得到高分辨率区域的在待解码图像中的位置坐标为(0，0)，高分辨率区域的大小为m×2n，由此确定将其划分为[ak，l]mx2n和[ay，x]mx2n两个区域，其中，k∈
，1∈
，y∈[m，2m-1]，x∈
，m和n均为2的倍数，[ak，l]mx2n为高分辨率区域，[ay，x]mx2n为低分辨率区域，同时，将待编码图像为[ai，j]2mx2n根据间隔抽样规则划分为[a2o，2p]mxn、[a2o，2p+1]mxn、[a2o+1，2p]mxn和[a2o+1，2p+1]mxn四个子集，其中，o∈
，p∈
，[a2o，2p]mxn为第一子集，[a2o，2p+1]mxn、[a2o+1，2p]mxn和[a2o+1，2p+1]mxn为非第一子集。对第一子集进行解码，得到第一子集[a2o，2p]mxn的所有像素值；对高分辨率区域[ak，l]mx2n中属于非第一子集[a2o，2p+1]mxn、[a2o+1，2p]mxn和[a2o+1，2p+1]mxn的像素集[a2r，2p+1]txn、[a2r+1，2p]txn和[a2r+1，2p+1]txn，其中r∈
，t＝m/2，进行帧间预测解码，由已解码图像作为参考图像，采用常规的运动补偿技术来获取[a2r，2p+1]txn、[a2r+1，2p]txn和[a2r+1，2p+1]txn的帧间预测值。
最后，将解码得到的第一子集[a2o，2p+1]mxn和非第一子集[a2o，2p+1]mxn、[a2o+1，2p]mxn和[a2o+1，2p+1]mxn中的像素值放回到其在待解码图像[ai，j]2mx2n中的原来所在位置。
实施实例9 实施实例9的基于区域的分辨率可变的视频编解码系统包含实施实例7中的基于区域的分辨率可变的视频编码系统和实施实例8中的基于区域的分辨率可变的视频解码系统。
实施实例10 一种基于区域的分辨率可变的视频编码系统，当前待编码图像为[ai，j]2mx3n，将其划分为[ak，l]mx3n和[ay，x]mx3n两个区域，其中，k∈
，1∈
，y∈[m，2m-1]，x∈
，[ak，l]mx3n为高分辨率区域，[ay，x]mx3n为低分辨率区域，由此，高分辨率区域的在待编码图像中的起始位置坐标为(0，0)，高分辨率区域的大小为m×3n，将上述的区域划分信息进行编码。然后，将待编码图像为[ai，j]2mx3n根据间隔抽样规则划分为[ao，3p]2mxn、[ao，3p+1]2mxn和[ao，3p+2]2mxn三个子集，如图3所示，其中，o∈
，p∈
，[ao，3p]2mxn为第一子集，[ao，3p+1]2mxn和[ao，3p+2]2mxn为非第一子集。对第一子集进行编码，第一子集[ao，3p]2mxn的解码重建值[ao，3p’]2mxn；对高分辨率区域[ak，l]mx3n中属于非第一子集[ao，3p+1]2mxn中的像素[ar，3p+1]mxn，其中r∈
，进行帧内预测编码，将第一子集重建值中的[ar，3p’]mxn进行滤波之后作为[ar，3p+1]mxn的帧内预测值，滤波系数为(3，1)，即 ar，3p+1’＝(3*ar，3(p)’+ar，3(p+1)’+2)>>2，其中，ar，3p+1’为ar，3p+1的帧内预测值。对非第一子集的像素值与帧预测值之间的差进行编码，作为对非第一子集的像素的编码。本发明不对滤波系数的个数和滤波系数的数值进行限定，其他的滤波系数都在本发明的保护范围之内。
对高分辨率区域[ak，l]mx3n中属于非第一子集[ao，3p+2]2mxn中的像素[ar，3p+2]mxn，其中r∈
，进行帧内预测编码，将第一子集重建值中的[ar，3p’]mxn与非第一子集重建值中的[ar，3p+1’]mxn进行滤波之后作为[ar，3p+2]mxn的帧内预测值，滤波系数为(-1，5，5，-1)，即 ar，3p+2’＝(-ar，3p’+5*ar，3p+1’+5*ar，3(p+1)-ar，3(p+1)+1’+4)>>3，其中，ar，3p+2’为ar，3p+2的帧内预测值。对非第一子集的像素值与帧预测值之间的差进行编码，作为对非第一子集的像素的编码。本发明不对滤波系数的个数和滤波系数的数值进行限定，其他的滤波系数都在本发明的保护范围之内。
实施实例11 一种基于区域的分辨率可变的视频解码系统，当前待解码图像为[ai，j]2mx2n，通过从码流中解析得到的区域划分信息，得到高分辨率区域的在待解码图像中的起始位置坐标为(0，0)，高分辨率区域的大小为m×2n，由此确定将待解码图像[ai，j]2mx3n划分为[ak，l]mx3n和[ay，x]mx3n两个区域，其中，k∈
，1∈
，y∈[m，2m-1]，x∈
，[ak，l]mx3n为高分辨率区域，[ay，x]mx3n为低分辨率区域，同时，将待编码图像为[ai，j]2mx3n根据间隔抽样规则划分为[ao，3p]2mxn、[ao，3p+1]2mxn和[ao，3p+2]2mxn三个子集，其中，o∈
，p∈
，[ao，3p]2mxn为第一子集，[ao，3p+1]2mxn和[ao，3p+2]2mxn为非第一子集。对第一子集进行解码码，得到第一子集[ao，3p]2mxn的所有像素值；对高分辨率区域[ak，l]mx3n中属于非第一子集[ao，3p+1]2mxn中的像素[ar，3p+1]mxn，其中r∈
，进行帧内预测解码，由第一子集中的[ar，3p]mxn进行滤波之后作为[ar，2p+1]mxn的帧内预测值，滤波系数为(3，1)，即 ar，3p+1’＝(3*ar，3p+ar，3(p+1)+2)>>2，其中，ar，3p+1’为ar，3p+1的帧内预测值，从而得到非第一子集[ao，3p+1]2mxn中的[ar，3p+1]mxn部分像素值，本发明不对滤波系数的个数和滤波系数的数值进行限定，其他的滤波系数都在本发明的保护范围之内。
对高分辨率区域[ak，l]mx3n中属于非第一子集[ao，3p+2]2mxn中的像素[ar，3p+2]mxn，其中r∈
，进行帧内预测解码，将第一子集[ao，3p]2mxn中的[ar，3p]mxn与非第一子集[ao，3p+1]2mxn中的[ar，3p+1]mxn进行滤波之后作为[ar，3p+2]mxn的帧内预测值，滤波系数为(-1，5，5，-1)，即 ar，3p+2’＝(-ar，3p+5*ar，3p+1+5*ar，3(p+1)-ar，3(p+1)+1+4)>>3，其中，ar，3p+2’为ar，3p+2的帧内预测值。对非第一子集的像素值与帧预测值之间的差进行编码，作为对非第一子集的像素的编码。本发明不对滤波系数的个数和滤波系数的数值进行限定，其他的滤波系数都在本发明的保护范围之内。
非第一子集[ao，3p+1]2mxn中的剩余部分[as，3p+1]mxn，其中s∈[m，2m-1]，由第一子集中的[as，3p]2mxn进行滤波得到，滤波系数为(3，1)，即 as，3p+1＝(*as，3p+as，3(p+1)+2)>>2， 非第一子集[ao，3p+2]2mxn中的剩余部分[as，3p+2]mxn，其中s∈[m，2m-1]，由第一子集中的[as，3p]2mxn与非第一子集中的[as，3p+1]mxn进行滤波得到，滤波系数为(-1，5，5，-1)，即 as，3p+2’＝(-as，3p+5*as，3p+1+5*as，3(p+1)-as，3(p+1)+1+4)>>3， 本发明不对滤波系数的个数和滤波系数的数值进行限定，其他的滤波系数都在本发明的保护范围之内。
最后，将解码得到的第一子集[ao，3p+1]2mxn和非第一子集[ao，3p+1]2mxn、[ao，3p+2]2mxn中的像素值按像素位置顺序组合成解码图像[ai，j]2mx3n。
实施实例12 实施实例12的基于区域的分辨率可变的视频编解码系统包含实施实例10中的基于区域的分辨率可变的视频编码系统和实施实例11中的基于区域的分辨率可变的视频解码系统。
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种基于区域的分辨率可变的视频编码方法，其特征在于，包含以下步骤
(1)将待编码图像[ai，j]mxn划分为若干个低分辨率区域和高分辨率区域，对区域划分信息进行编码。
(2)根据待编码图像[ai，j]mxn中像素的位置坐标，按照间隔抽样规则，将待编码图像的所有像素分成若干个互不相交的子集。
(3)选择上述步骤(2)中分成的若干个互不相交的子集中的一个作为第一子集。
(4)对低分辨率区域和高分辨率区域中属于第一子集的像素进行编码。
(5)对高分辨率区域中属于非第一子集的每个子集中的像素进行编码。
2.根据权利要求1所述的基于区域的分辨率可变的视频编码方法，其特征在于，所述的按照间隔抽样规则，将待编码图像的所有像素分成若干个互不相交的子集是指，将待编码图像[ai，j]mxn划分为[ai，2k]mxl和[ai，2k+1]mxl两个子集，其中1＝n/2。
3.根据权利要求1所述的基于区域的分辨率可变的视频编码方法，其特征在于，所述的按照间隔抽样规则，将待编码图像的所有像素分成若干个互不相交的子集是指，将待编码图像[ai，j]mxn划分为[a2k，j]lxn和[a2k+1，j]lxn两个子集，其中1＝m/2。
4.根据权利要求1所述的基于区域的分辨率可变的视频编码方法，其特征在于，所述的按照间隔抽样规则，将待编码图像的所有像素分成若干个互不相交的子集是指，将待编码图像[ai，j]mxn划分为[a2x，2y]kxl、[a2x，2y+1]kxl、[a2x+1，2y]kxl和[a2x+1，2y+1]kxl四个子集，其中k＝m/2，1＝n/2。
5.根据权利要求1所述的基于区域的分辨率可变的视频编码方法，其特征在于，所述的对高分辨率区域中属于非第一子集的每个子集中的像素进行编码是指，对高分辨率区域中属于非第一子集的每个子集中的像素进行帧内预测解码或者帧间预测编码，帧内预测值由待编码图像的已编码子集中的像素的重建值产生，帧间预测值由已编码图像中的像素的重建值产生。
6.一种基于区域的分辨率可变的视频解码方法，其特征在于，包含以下步骤
(1)从码流中解析得到区域划分信息，根据区域划分信息确定待解码图像中的低分辨率区域和高分辨率区域。
(2)从码流中解码得到第一子集的像素值，包括低分辨率区域和高分辨率区域中属于第一子集的像素值。
(3)通过预测解码得到非第一子集，从而得到高分辨率区域中属于非第一子集的像素值。
(4)将解码得到高分辨率区域中的的第一子集和非第一子集的像素值按间隔抽样规则组合成解码图像[ai，j]mxn的高分辨率区域。
7.根据权利要求6所述的基于区域的分辨率可变的视频解码方法，其特征在于，所述的第一子集是指，按照间隔抽样规则，将待解码图像[ai，j]mxn划分为[ai，2k]mxl和[ai，2k+1]mxl两个子集中的一个，所述的非第一子集是指，[ai，2k]mxl和[ai，2k+1]mxl两个子集中除第一子集之外的另外一个子集，其中1＝n/2。
8.根据权利要求6所述的基于区域的分辨率可变的视频解码方法，其特征在于，所述的第一子集是指，按照间隔抽样规则，将待解码图像[ai，j]mxn划分为[a2k，j]lxn和[a2k+1，j]lxn两个子集中的一个，所述的非第一子集是指，[a2k，j]lxn和[a2k+1，j]lxn两个子集中除第一子集之外的另外一个子集，其中1＝m/2。
9.根据权利要求6所述的基于区域的分辨率可变的视频解码方法，其特征在于，所述的第一子集是指，按照间隔抽样规则，将待解码图像[ai，j]mxn划分为[a2x，2y]kxl、[a2x，2y+1]kxl、[a2x+1，2y]kxl和[a2x+1，2y+1]kxl四个子集中的一个，所述的非第一子集是指，[a2x，2y]kxl、[a2x，2y+1]kxl、[a2x+1，2y]kxl和[a2x+1，2y+1]kxl四个子集中除第一子集之外的另外三个子集，其中k＝m/2，1＝n/2。
10.根据权利要求6所述的基于区域的分辨率可变的视频解码方法，其特征在于，所述的通过预测解码得到非第一子集是指，通过帧内预测解码或者帧间预测解码得到非第一子集，帧内预测值由待解码图像的已解码的像素值产生，帧间预测值由已解码图像中的像素值产生。
全文摘要
本发明公开了一种基于区域的分辨率可变的视频编解码方法，基于区域的分辨率可变的视频编解码方法能够对图像中的不同区域进行不同分辨率的编码，对于关注区域采用高分辨率编码，而对于非关注区域则采用低分辨率编码，从而能够有效的去除图像中存在的大量的视觉冗余，达到提高编码效率的目的。
文档编号H04N7/32GK101389014SQ20071007113
公开日2009年3月18日 申请日期2007年9月14日 优先权日2007年9月14日
发明者露 虞, 王建鹏 申请人:浙江大学