包括偏移压缩值的选择性限制的编码图像帧的装置和方法与流程

本发明涉及视频编码，并且具体地涉及包括偏移压缩值的选择性限制的对图像帧的编码。

背景技术：

1、当将被划分成多个像素块的图像帧编码为视频时，可以为每个像素块设定相对于参考压缩值的偏移压缩值，例如偏移量化参数(qp)值。参考压缩值可以根据像素块所在区域的重要性或者兴趣等级来设定。取决于应用，区域的重要性或者兴趣等级可以基于不同的标准来设定。这种方法的问题是，它可能导致所得到的视频的伪像或者其他质量问题，尤其是在对比度较低的区域。为此，已经提出了一些方法，其中在具有低对比度的区域中，将像素块的压缩值减小固定的量。然而这带来了与低对比度区域的编码相关的其他问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供用于对编码包括多个像素块的图像帧，其克服或者减轻已知方法和系统中的问题的方法和编码装置。

2、根据第一方面，用于编码包括多个像素块的图像帧的方法，该方法包括基于与像素块相关联的兴趣等级，为所述多个像素块中的每个像素块设定相应的偏移压缩值，其中每个偏移压缩值定义相对于为所述图像帧设定的参考压缩值的偏移。方法还包括在图像帧中识别一个或者多个低对比度区域，该低对比度区域具有低于预定义对比度阈值的对比度，并且对于一个或者多个低对比度区域内的具有基于相关联的兴趣等级的设定偏移压缩值的像素块(该设定偏移压缩值高于预定义偏移压缩阈值)选择性地将设定偏移压缩值限制为至多等于预定义偏移压缩阈值。方法还包括使用设定偏移压缩值来编码图像帧。

3、兴趣等级是指图像帧的不同区域的兴趣的相对等级或者重要性。取决于应用，什么被认为具有相对较高的兴趣或者重要性，而什么被认为具有相对较低的兴趣或者重要性。

4、参考压缩值是指已被选择作为参考值的压缩值，相对于该参考值来设定偏移。参考压缩值例如可以是一段时间内的预期平均或者中值压缩值、最大压缩值、最小压缩值等。偏移可以是负数、正数或者“0”。

5、区域的对比度是指该区域中像素的至少亮度值的变化的度量，并且因此低对比度区域是指根据该度量的对比度低于对比度阈值的区域。变化的度量例如可以是方差或者标准差。附加地或者替代地，度量可以是该区域中像素的色度值变化的度量。

6、发明人已经认识到，如果在所有低对比度区域中将像素块的偏移压缩值减小固定的量，则这将导致对一些低对比度区域中的像素块进行编码后在比特率方面的高成本，该像素块即位于已经被识别为重要或者感兴趣的区域中的像素块，使得像素块具有与其相关联的相对较高的兴趣等级。对于这种低对比度区域，即使没有减小固定的量，偏移压缩值也已经被设定为较低。引入固定量的减小面临将偏移压缩值减小到非常低的风险，这将导致编码后在比特率方面的高成本。

7、对于一个或者多个低对比度区域内的具有基于相关联的兴趣等级的设定偏移压缩值的像素块(该设定偏移压缩值高于预定义偏移压缩阈值)，通过选择性地将该像素块的设定偏移压缩值限制为至多等于预定义偏移压缩阈值，确保了一个或者多个低对比度区域内的像素块的设定偏移压缩值不会高于预定义压缩阈值。同时，对于一个或者多个低对比度区域内的具有低于预定义偏移压缩阈值的基于相关联的兴趣等级的设定偏移压缩值的像素块的偏移压缩值，则设定偏移压缩值将不受根据第一方面的方法的影响，并且因此，对于这种像素块，编码后在比特率方面的成本将不受影响。因此可以避免对于这种像素块将偏移压缩值减小为非常低从而将导致编码后在比特率方面的高成本的风险。

8、限制的动作可以与设定的动作一起执行，使得设定的动作包括基于与像素块相关联的兴趣等级，为多个像素块中的每个像素块设定相应的偏移压缩值，其中，对于一个或者多个低对比度区域内的具有基于相关联的兴趣等级的设定偏移压缩值的像素块(该设定偏移压缩值高于预定义偏移压缩阈值)，设定偏移压缩值被选择性地限制为至多等于预定义偏移压缩阈值。

9、替代地，设定的动作可以在限制的动作之前执行，其中，限制的动作包括对于一个或者多个低对比度区域内的具有基于相关联的兴趣等级的设定偏移压缩值的像素块(该设定偏移压缩值高于预定义偏移压缩阈值)，将设定偏移压缩值减小为至多等于预定义偏移压缩阈值。

10、在根据第一方面的方法中，图像帧可以包括多个区域，每个区域具有相应的兴趣等级。对于多个像素块中的每个像素块，与该像素块相关联的兴趣等级是多个区域中的该像素块位于其中的区域的兴趣等级。

11、在根据第一方面的方法中，设定偏移压缩值可以随兴趣等级的增加而减小。

12、在根据第一方面的方法中，对比度可以是图像帧的包括一个以上像素块的区域的对比度，或者一个像素块的对比度。

13、在根据第一方面的方法中，偏移压缩值可以是偏移量化值，参考压缩值可以是参考量化值，并且预定义偏移压缩阈值可以是预定义偏移量化阈值。

14、根据第二方面，提供了编码装置，其被配置为编码包括多个像素块的图像帧。编码装置包括电路和编码器。电路被配置为执行设定功能、识别功能和限制功能。设定功能被配置为基于与像素块相关联的兴趣等级，为多个像素块中的每个像素块设定相应的偏移压缩值，其中每个偏移压缩值定义相对于为图像帧设定的参考压缩值的偏移。识别功能被配置为在图像帧中识别一个或者多个低对比度区域，该低对比度区域具有低于预定义对比度阈值的对比度。限制功能被配置为，对于一个或者多个低对比度区域内的具有基于相关联的兴趣等级的设定偏移压缩值的像素块(该设定偏移压缩值高于预定义偏移压缩阈值)，选择性地将设定偏移压缩值限制为至多等于预定义偏移压缩阈值。编码器被配置为使用设定偏移压缩值来编码图像帧。

15、根据第一方面的方法的上述可选特征在适用时也适用于第三方面。为了避免不必要的重复，请参考上文。

16、根据第三方面，提供了非暂时性计算机可读介质。非暂时性计算机可读介质上存储有指令，当在根据第二方面的编码装置上执行时，该指令用于实施根据第一方面的方法。指令例如可以是计算机可读程序代码的形式。

17、根据第一方面的方法的上述可选特征在适用时也适用于第三方面。为了避免不必要的重复，请参考上文。

18、根据下文给出的详细描述，本发明的进一步适用范围将变得显而易见。然而，应当理解的是，虽然详细描述和具体示例指示了本发明的优选实施例，但仅仅是以说明的方式给出的，因为对于本领域技术人员来说，本发明范围内的各种变化和修改从该详细描述中将变得显而易见。

19、因此，应当理解，本发明不限于所描述的装置的特定组成部分或者所描述方法的动作，因为这种装置和方法可以变化。还应当理解，本文使用的术语仅仅是为了描述特定的实施例，而不是旨在限制。必须注意，如在说明书和所附权利要求中所使用的冠词“一”、“该”和“所述”旨在表示存在一个或者多个元件，除非上下文另有明确指示。因此，例如对“一个单元”或者“该单元”的引用可以包括几个装置等。此外，词语“包括”、“包含”和类似措辞不排除其他元件或者步骤。

技术特征：

1.一种用于编码包括多个像素块的图像帧的方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述限制的动作与所述设定的动作一起执行，使得所述设定的动作包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述设定的动作在所述限制的动作之前执行，其中，所述限制的动作包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述图像帧包括多个区域，每个区域具有相应的兴趣等级，其中，对于所述多个像素块中的每个像素块，所述与像素块相关联的兴趣等级是所述多个区域中的该像素块位于其中的区域的兴趣等级。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述设定偏移压缩值随兴趣等级的增加而减小。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对比度是所述图像帧的包括一个以上像素块的区域的对比度，或者一个像素块的对比度。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述偏移压缩值是偏移量化值，所述参考压缩值是参考量化值，并且所述预定义偏移压缩阈值是预定义偏移量化阈值。

8.一种编码装置，被配置为编码包括多个像素块的图像帧，所述编码装置包括：

9.根据权利要求8所述的编码装置，其中，所述设定功能和所述限制功能是组合的功能，被配置为：基于与像素块相关联的兴趣等级，为所述多个像素块中的每个像素块设定所述相应的偏移压缩值，其中，对于所述一个或者多个低对比度区域内的具有基于所述相关联的兴趣等级的设定偏移压缩值的像素块，该设定偏移压缩值高于所述预定义偏移压缩阈值，所述设定偏移压缩值被选择性地限制为至多等于所述预定义偏移压缩阈值。

10.根据权利要求8所述的编码装置，其中，所述设定功能和所述限制功能是分开的功能，并且其中，所述限制功能被配置为：对于所述一个或者多个低对比度区域内的具有基于所述相关联的兴趣等级的设定偏移压缩值的像素块，该设定偏移压缩值高于所述预定义偏移压缩阈值，将所述设定偏移压缩值减小为至多等于所述预定义偏移压缩阈值。

11.根据权利要求8所述的编码装置，其中，所述图像帧包括多个区域，每个区域具有相应的兴趣等级，其中，对于所述多个像素块中的每个像素块，所述与像素块相关联的兴趣等级是所述多个区域中的该像素块位于其中的区域的兴趣等级。

12.根据权利要求8所述的编码装置，其中，所述设定偏移压缩值随兴趣等级的增加而减小。

13.根据权利要求8所述的编码装置，其中，所述对比度是所述图像帧的包括一个以上像素块的区域中的对比度，或者一个像素块的局部对比度。

14.根据权利要求8所述的编码装置，其中，所述偏移压缩值是偏移量化值，所述参考压缩值是参考量化值，并且所述预定义偏移压缩阈值是预定义偏移量化阈值。

15.一种非暂时性计算机可读存储介质，所述非暂时性计算机可读存储介质上存储有指令，所述指令用于当由根据权利要求8所述的编码装置执行时，实施根据权利要求1所述的方法。

技术总结
提供了包括偏移压缩值的选择性限制的编码图像帧的装置和方法。具体公开了用于编码包括多个像素块的图像帧的编码装置和方法。基于与像素块相关联的兴趣等级，为多个像素块中的每个像素块设定相应的偏移压缩值，其中每个偏移压缩值定义相对于为图像帧设定的参考压缩值的偏移。在图像帧中，识别一个或者多个低对比度区域，该低对比度区域具有低于预定义对比度阈值的对比度。对于一个或者多个低对比度区域内的具有基于相关联的兴趣等级的设定偏移压缩值的像素块(该设定偏移压缩值高于预定义偏移压缩阈值)，将设定偏移压缩值选择性地限制为至多等于预定义偏移压缩阈值。然后，使用设定偏移压缩值来编码图像帧。

技术研发人员：维克托·埃德帕尔姆,亚历山大·特雷松,乔安·帕尔梅乌斯
受保护的技术使用者：安讯士有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13