专利名称：基于颜色空间变换进行编解码误差修正的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及信号处理中的视频编解码技术领域，特别涉及基于颜色空间变换进行编解码误差修正的方法和系统。
背景技术：
彩色的数字化的视频通常用YUV类型的颜色空间来表示，通常用8个二进制位表示像素的每个分量的值。但是视频在采集和回放的时候，通常都需要变换到RGB类型的颜色空间。在信号处理中的视频编解码技术领域中，有许多数字视频编解码标准，其中，具有代表性的有国际标准MPEG-4、H.264/MPEG-4AVC (—种由ITU-T和IS0/IEC MPEG共同制定的视频压缩编码国际标准)、我国自主制定的标准AVS等，这些标准都涉及到了对有损编码模块产生的误差进行修正的技术，其基本方法都是在YUV类型的颜色空间分别将解码(重建)视频帧的每个像素的各个分量的取值范围限制在(Γ255。然而，经过仔细分析各种颜色空间变换，我们发现在从RGB类型的颜色空间变换到YUV类型的颜色空间的过程中，RGB类型的颜色空间中的立方体
3在变换到YUV类型的颜色空间后不再是一个立方体，而是一个平行六面体，其体积也缩小了。该平行六面体完全位于RGB类型的颜色空间的立方体[O, 255]3之内。在YUV类型的颜色空间进行有损压缩编码时，由于存在编解码误差，有些像素的三个分量的值所确定的色点可能会超出上述平行六面体的范围。如前所述，在回放时视频需要变换到RGB类型的颜色空间。那么那些超出平行六面体范围的色点在经过颜色空间变换后就会超出RGB类型的颜色空间中的立方体
3的范围。这时回放设备会把色点在RGB类型的颜色空间强行拉回到立方体之内。在现有的有损压缩方法中，在编码过程中对重建帧的处理和解码过程中对解码帧的处理都是将得到的Y，U和V分量的取值范围分别限制在(Γ255，并没有考虑到YUV类型的颜色空间中平行六面体的形状，这样虽然不会影响视频在回放时的颜色，但是由于重建帧和解码帧会作为后续帧的参考帧，其中的误差会使后续帧在进行预测时得到更大的预测误差，从而降低编码效率。
发明内容
本发明的目的在于提供基于颜色空间变换进行编解码误差修正的方法和系统以解决采用现有的有损压缩方法编码效率不高的问题。为解决上述技术问题，本发明提供:基于颜色空间变换进行编解码误差修正的方法，包括:将用YUV类型的颜色空间表示的彩色数字化的视频的解码视频帧的每一个像素的Y、U、V三个分量进行颜色空 间变换，获得与所述Y、U、V三个分量对应的R、G、B三个分量；
将所述R、G、B三个分量的值分别修正到预设最小值和预设最大值之间，获得与所述R、G、B三个分量对应的R’、G’、B’三个分量；将所述R’、G’、B’三个分量进行颜色空间反变换，获得与所述R’、G’、B’三个分量对应的修正后的解码视频帧的每一个像素的Y’、U’、V’三个分量。可选的，在所述的基于颜色空间变换进行编解码误差修正的方法中，所述将所述R、G、B三个分量的值分别修正到预设最小值和预设最大值之间的步骤包括:当所述R、G、B三个分量的值大于预设最大值时，则将所述R、G、B三个分量的值置为预设最大值；当所述R、G、B三个分量的值小于预设最小值时，则将所述R、G、B三个分量的值置为预设最小值时；当所述R、G、B三个分量的值大于等于预设最小值且小于等于预设最大值，则所述R、G、B三个分量的值保持不变。可选的，在所述的基于颜色空间变换进行编解码误差修正的方法中，所述预设最小值为零；所述预设最大值为2n-l，其中，η为表示Y、U、V三个分量的二进制位数，η的取值由一编解码系统决定。同时，本发明还提供基于颜色空间变换进行编解码误差修正的系统，包括:颜色空间变换模块，用于将用YUV类型的颜色空间表示的彩色数字化的视频的解码视频帧的每一个像素的Y、u、V三个分量进行颜色空间变换，获得与所述Y、U、V三个分量对应的R、G、B三个分量；编解码误差修正模块，用于将所述R、G、B三个分量的值分别修正到预设最小值和预设最大值之间，获得与所述R、G、B三个分量对应的R’、G’、B’三个分量；颜色空间反变换模块，用于将所述R’、G’、B’三个分量进行颜色空间反变换，获得与所述R’、G’、B’三个分量对应的修正后的解码视频帧的每一个像素的Y’、U’、V’三个分量。可选的，在所述的基于颜色空间变换进行编解码误差修正的系统中，所述解码视频帧组成的视频是用YUV类型的颜色空间表示的彩色数字化的视频。可选的，在所述的基于颜色空间变换进行编解码误差修正的系统中，在编解码误差修正模块，当所述R、G、B三个分量的值大于预设最大值时，则将所述R、G、B三个分量的值置
为预设最大值；当所述R、G、B三个分量的值小于预设最小值时，则将所述R、G、B三个分量的值置为预设最小值时；当所述R、G、B三个分量的值大于等于预设最小值且小于等于预设最大值，则所述R、G、B三个分量的值保持不变。可选的，在所述的基于颜色空间变换进行编解码误差修正的系统中，所述预设最小值为零；所述预设最大值为2n-l，其中，η为表示Y、U、V三个分量的二进制位数，η的取值由一编解码系统决定。本发明提供的基于颜色空间变换进行编解码误差修正的方法和系统，具有以下有益效果:在编码过程中，解码视频帧的每一个像素的Y、U、V三个分量通过编解码误差修正使得解码视频帧和原始视频帧更加接近，从而提高了编码效率。在解码过程中，每一个像素的Y、U、V三个分量都有效的被限制在YUV类型的颜色空间内部，提高了图像的质量。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:图1是本发明实施例的基于颜色空间变换进行编解码误差修正的方法的流程示意图；图2是本发明实施例的基于颜色空间变换进行编解码误差修正的系统的结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明提出的基于颜色空间变换进行编解码误差修正的方法和系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。请参考图1，其是本发明实施例的基于颜色空间变换进行编解码误差修正的方法的流程示意图。如图1所示，基于颜色空间变换进行编解码误差修正的方法，包括:Sll:将用YUV类型的颜色空间表示的彩色数字化的视频的解码视频帧的每一个像素的Y、u、V三个分量进行颜色空间变换，获得与所述Y、U、V三个分量对应的R、G、B三个分量;S12:将所述R、G、B三个分量的值分别修正到预设最小值和预设最大值之间，获得与所述R、G、B三个分量对应的R’、G’、B’三个分量；具体的，当所述R、G、B三个分量的值大于预设最大值时，则将所述R、G、B三个分
量的值置为预设最大值；当所述R、G、B三个分量的值小于预设最小值时，则将所述R、G、B三个分量的值置为预设最小值时；当所述R、G、B三个分量的值大于等于预设最小值且小于等于预设最大值，则所述R、G、B三个分量的值保持不变。特别的，在本实施例中，所述预设最小值为零；所述预设最大值为2n_l，其中，η表示η个二进制位，用η个二进制位表示Y、U、V三个分量，η的取值由视频编解码系统决定。S13:将所述R’、G’、B’三个分量进行颜色空间反变换，获得与所述R’、G’、B’三个分量对应的修正后的解码视频帧的每一个像素的Y’、U’、V’三个分量。在后续的编码中，将修正后的解码视频帧作为参考视频帧时，就能得到更好的预测结果，从而提高了编码效率。请参考图2，其是本发明实施例的基于颜色空间变换进行编解码误差修正的系统的结构示意图。如图2所示，基于颜色空间变换进行编解码误差修正的系统，包括:颜色空间变换模块21，用于将用YUV类型的颜色空间表示的彩色数字化的视频的解码视频帧的每一个像素的Y、u、V三个分量进行颜色空间变换，获得与所述Y、U、V三个分量对应的R、G、B三个分量；
编解码误差修正模块22，用于将所述R、G、B三个分量的值分别修正到预设最小值和预设最大值之间，获得与所述R、G、B三个分量对应的R’、G’、B’三个分量；具体的，当所述R、G、B三个分量的值大于预设最大值时，则将所述R、G、B三个分
量的值置为预设最大值；当所述R、G、B三个分量的值小于预设最小值时，则将所述R、G、B三个分量的值置为预设最小值时；当所述R、G、B三个分量的值大于等于预设最小值且小于等于预设最大值，则所述R、G、B三个分量的值保持不变。特别的，在本实施例中，所述预设最小值为零；所述预设最大值为2n_l，其中，η表示η个二进制位，用η个二进制位表示Y、U、V三个分量，η的取值由视频编解码系统决定。颜色空间反变换模块23，用于将所述R’、G’、B’三个分量进行颜色空间反变换，获得与所述R’、G’、B’三个分量对应的修正后的解码视频帧的每一个像素的Y，、U，、V’三个分量。通过上述结构的结合，在编码过程中，解码视频帧的每一个像素的Y、U、V三个分量通过编解码误差修正使得解码视频帧和原始视频帧更加接近，在后续的编码中，将修正后的解码视频帧作为参考视频帧时，就能得到更好的预测结果，从而提高了编码效率。在解码过程中，每一个像素的Y、u、v三个分量都有效的被限制在YUV类型的颜色空间内部，提高了图像的质量。上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
权利要求
1.关于颜色空间变换进行编解码误差修正的方法，其特征在于，包括: 将用YUV类型的颜色空间表示的彩色数字化的视频的解码视频帧的每一个像素的Y、U、V三个分量进行颜色空间变换，获得与所述Y、U、V三个分量对应的R、G、B三个分量； 将所述R、G、B三个分量的值分别修正到预设最小值和预设最大值之间，获得与所述R、G、B三个分量对应的R’、G’、B’三个分量； 将所述R’、G’、B’三个分量进行颜色空间反变换，获得与所述R’、G’、B’三个分量对应的修正后的解码视频帧的每一个像素的Y’、U’、V’三个分量。
2.根据权利要求1所述的基于颜色空间变换进行编解码误差修正的方法，其特征在于，所述将所述R、G、B三个分量的值分别修正到预设最小值和预设最大值之间的步骤包括: 当所述R、G、B三个分量的值大于预设最大值时，则将所述R、G、B三个分量的值置为预设最大值； 当所述R、G、B三个分量的值小于预设最小值时，则将所述R、G、B三个分量的值置为预设最小值时； 当所述R、G、B三个分量的值大于等于预设最小值且小于等于预设最大值，则所述R、G、B三个分量的值保持不变。
3.根据权利要求2所述的基于颜色空间变换进行编解码误差修正的方法，其特征在于，所述预设最小值为零；所述预设最大值为2n-l，其中，η为表示Y、U、V三个分量的二进制位数，η的取值由一编解码系统决定。
4.关于颜色空间变换进行编解码误差修正的系统，其特征在于，包括: 颜色空间变换模块，用于将用YUV类型的颜色空间表示的彩色数字化的视频的解码视频帧的每一个像素的Y、U、V三个分量进行颜色空间变换，获得与所述Y、U、V三个分量对应的R、G、B三个分量； 编解码误差修正模块，用于将所述R、G、B三个分量的值分别修正到预设最小值和预设最大值之间，获得与所述R、G、B三个分量对应的R’、G’、B’三个分量； 颜色空间反变换模块，用于将所述R’、G’、B’三个分量进行颜色空间反变换，获得与所述R’、G’、B’三个分量对应的修正后的解码视频帧的每一个像素的Y’、U’、V’三个分量。
5.根据权利要求4所述的基于颜色空间变换进行编解码误差修正的系统，其特征在于，在编解码误差修正模块， 当所述R、G、B三个分量的值大于预设最大值时，则将所述R、G、B三个分量的值置为预设最大值； 当所述R、G、B三个分量的值小于预设最小值时，则将所述R、G、B三个分量的值置为预设最小值时； 当所述R、G、B三个分量的值大于等于预设最小值且小于等于预设最大值，则所述R、G、B三个分量的值保持不变。
6.根据权利要求5所述的基于颜色空间变换进行编解码误差修正的系统，其特征在于，所述预设最小值为零；所述预设最大值为2n-l，其中，η为表示Y、U、V三个分量的二进制位数，η的取值由一编解码系统决定。
全文摘要
本发明提供了基于颜色空间变换进行编解码误差修正的方法，包括将用YUV类型的颜色空间表示的彩色数字化的视频的解码视频帧的每一个像素的Y、U、V三个分量进行颜色空间变换，获得与所述Y、U、V三个分量对应的R、G、B三个分量；将R、G、B三个分量的值分别修正到预设最小值和预设最大值之间，获得与所述R、G、B三个分量对应的R’、G’、B’三个分量；将所述R’、G’、B’三个分量进行颜色空间反变换，获得与所述R’、G’、B’三个分量对应的Y’、U’、V’三个分量，所述Y’、U’、V’三个分量作为解码视频帧的每一个像素修正后的分量。解码视频帧的每一个像素的Y、U、V三个分量通过编解码误差修正使得解码视频帧和原始视频帧更加接近，从而提高了编码效率。
文档编号H04N7/26GK103096092SQ20131004987
公开日2013年5月8日 申请日期2013年2月7日 优先权日2013年2月7日
发明者李亚柯, 范涛, 赵海武, 李国平, 腾国伟, 罗平伟 申请人:上海国茂数字技术有限公司