專利名稱：混合圖像的編碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于圖像處理的技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種混合圖像的編碼方法。
背景技術(shù)：
在已有的技術(shù)中，混合圖像的編碼大致可以分為以下三類。1.基于圖像編碼的方法這種方法還是采用傳統(tǒng)的編碼框架來對混合圖像進(jìn)行編碼，但是針對不同的區(qū)域采用不同的量化步長，對于包含文字和圖表內(nèi)容的塊，編碼后重建效果會(huì)非常模糊，所以量化這些塊時(shí)減少量化步長，為其多分配比特，讓其重建的質(zhì)量盡可能好。但是對于固定的比特?cái)?shù)，如果為文字和圖表塊多分配了比特，那么自然圖像塊所分配的比特?cái)?shù)就會(huì)相應(yīng)地減少，所以總體來說，這種方法仍不能達(dá)到很好的效果。2.基于分層編碼的方法這種方法采用混合光柵模型來進(jìn)行壓縮。它將一幅圖像或者一個(gè)圖像塊分為前景層、背景層和一個(gè)二進(jìn)制算子的平面層。這個(gè)二進(jìn)制算子的平面層表明圖像或圖像塊的每個(gè)像素屬于前景層還是背景層，并且這個(gè)二進(jìn)制算子平面可以用JBIG標(biāo)準(zhǔn)或JBIG2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行壓縮。而經(jīng)過數(shù)據(jù)填充算法模糊后的前景層和背景層可以用傳統(tǒng)的圖像編碼框架來進(jìn)行壓縮。論文"Compressing compound documents" (The Document and Image Compression Handbook, M. Barni, Ed. New York =Marcel-Dekker, 2005.)提出了這種方法，并通過實(shí)驗(yàn)證明這種方法與傳統(tǒng)的編解碼框架相比，可以取得很大的增益。但是這種方法有一些缺點(diǎn)首先增益在很大程度上取決于分割的算法，即如何將圖像分為前景和背景。第二，分割出來的洞如果不經(jīng)過任何處理會(huì)損害編碼的效果。第三，分別編碼背景層的文本顏色和二進(jìn)制算子的文本形狀也會(huì)降低編碼的效率。所以這種方法仍不能很好地滿足應(yīng)用的需求3.基于塊的編碼方法這種方法可以分為兩類一種是利用空域的性質(zhì)，如直方圖統(tǒng)計(jì)，梯度，顏色的數(shù)目等，可以將當(dāng)前編碼塊分為幾類中的一種，如文本，圖表，自然圖像等。然后不同的類別用不同的編碼框架來進(jìn)行壓縮以適用于它們的統(tǒng)計(jì)特性，如圖1所示。另一種是考慮到混合圖像中的文字和圖表的直方圖較稀疏，將其在時(shí)域分解為基礎(chǔ)顏色和索引表的形式，即Base color and Index map (BCIM)模式。盡管基于塊的編碼方法相比于前面提到的兩種技術(shù)已經(jīng)取得了很好的增益，但是目前所有這種編碼方法都有一個(gè)共同點(diǎn)，就是只考慮了空間的相關(guān)性，即只對幀內(nèi)部分進(jìn)行了改進(jìn)，而忽略了時(shí)間的相關(guān)性，沒有將幀間編碼的特點(diǎn)考慮進(jìn)去，并沒有設(shè)計(jì)出針對幀間編碼的混合圖像的編碼方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種編碼效率更高的混合圖像的編碼方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這種混合圖像的編碼方法，將RSQ(ReSidual scalar quantization，殘差標(biāo)量量化)模式用于混合圖像的幀間編碼根據(jù)率失真代價(jià)最小的原則，每個(gè) TU (Transform unit，變換單元)自適應(yīng)地選擇 DCT (Discrete cosine transform, 離散余弦變換)模式或RSQ模式，并用一個(gè)比特表示該選擇；RSQ模式是將幀間預(yù)測后得到的殘差進(jìn)行量化。由于本發(fā)明解決了混合圖像不適用于變換編碼的問題，且由于經(jīng)過幀間預(yù)測后所得到的殘差會(huì)更小，所以對于混合圖像的幀間編碼效率會(huì)更高。


圖1示出了現(xiàn)有的RSQ模式，即利用空域性質(zhì)的基于塊的編碼方法；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的混合圖像的編碼方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式這種混合圖像的編碼方法，將RSQ(Residual scalar quantization，殘差標(biāo)量量化)模式用于混合圖像的幀間編碼根據(jù)率失真代價(jià)最小的原則，每個(gè)TU(Transform unit，變換單元)自適應(yīng)地選擇DCT (Discrete cosine transform，離散余弦變換)模式或 RSQ模式，并用一個(gè)比特表示該選擇；RSQ模式是將幀間預(yù)測后得到的殘差直接進(jìn)行量化， 跳過變換編碼的步驟。當(dāng)傳輸RSQ編碼時(shí)，采用行順序掃描，并為其分配上下文。如圖2所示，這種混合圖像的編碼方法，包括以下步驟(1)對于PU中的亮度分量，得到其預(yù)測塊，進(jìn)而與原始值相減得到殘差，對殘差塊進(jìn)行不同尺寸的劃分，獲得TU(Transform Unit，變換單元)；(2)將當(dāng)前TU中的殘差進(jìn)行量化；(3)將量化后的TU傳送至解碼端；(4)解碼端的每個(gè)TU進(jìn)行反量化；(5) TU組合為PU，與經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)牡玫降漠?dāng)前PU的預(yù)測值進(jìn)行相加，得到PU的重構(gòu)值，進(jìn)而重建當(dāng)前的⑶(Coding Unit，編碼單元)。優(yōu)選地，步驟⑵中的量化采用公式C(S) = sign⑶Xmax(0，floor (| S|/ Q+1-Z)，其中S為輸入信號，floor為向下取整函數(shù)，Q為量化步長，Z是預(yù)設(shè)的調(diào)節(jié)參數(shù)。優(yōu)選地，步驟(3)中的傳送與HM標(biāo)準(zhǔn)不同的是不用zig-zag順序掃描殘差，而是按光柵掃描順序依次掃描每個(gè)殘差系數(shù)，然后依次傳輸。優(yōu)選地，步驟(4)中的反量化采用公式:R (x) = sign (χ) X round (qX x|+p)，其中 round為四舍五入取整函數(shù)，q, ρ是隨著量化參數(shù)而變換的控制參數(shù)。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.混合圖像的編碼方法，其特征在于將殘差標(biāo)量量化RSQ模式用于混合圖像的幀間編碼根據(jù)率失真代價(jià)最小的原則，每個(gè)變換單元TU自適應(yīng)地選擇離散余弦變換DCT模式或RSQ模式，并用一個(gè)比特表示該選擇；RSQ模式是將幀間預(yù)測后得到的殘差進(jìn)行量化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于當(dāng)傳輸RSQ編碼時(shí)，采用行順序掃描，并為其分配獨(dú)立的上下文。
3.混合圖像的編碼方法，其特征在于包括以下步驟(1)對于預(yù)測單元PU中的亮度分量，得到其預(yù)測塊，進(jìn)而與原始值相減得到殘差，對殘差塊進(jìn)行不同尺寸的劃分，獲得變換單元TU ；(2)將當(dāng)前TU中的殘差進(jìn)行量化；(3)將量化后的TU傳送至解碼端；(4)解碼端的每個(gè)TU進(jìn)行反量化；(5)TU組合為PU，與經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)牡玫降漠?dāng)前PU的預(yù)測值進(jìn)行相加，得到PU的重構(gòu)值，進(jìn)而重建當(dāng)前編碼單元的編碼單元CU。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于步驟O)中的量化采用公式C(S)= sign (S) Xmax (0，floor (| S | /Q+l-Ζ)，其中S為輸入信號，floor為向下取整函數(shù)，Q為量化步長，Z是預(yù)設(shè)的調(diào)節(jié)參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于步驟(3)中的傳送是按光柵掃描順序依次掃描每個(gè)殘差系數(shù)，然后依次傳輸。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于步驟中的反量化采用公式R(x)= sign (χ) X round (qX | χ | +p)，其中round為四舍五入取整函數(shù)，q，ρ是隨著量化參數(shù)而變換的控制參數(shù)。
全文摘要
公開了一種編碼效率更高的混合圖像的編碼方法，將殘差標(biāo)量量化RSQ模式用于混合圖像的幀間編碼根據(jù)率失真代價(jià)最小的原則，每個(gè)變換單元TU自適應(yīng)地選擇離散余弦變換DCT模式或殘差標(biāo)量量化RSQ模式，并用一個(gè)比特表示該選擇；RSQ模式是將幀間預(yù)測后得到的殘差直接進(jìn)行量化，跳過變換編碼的步驟。
文檔編號H04N7/26GK102256126SQ201110200178
公開日2011年11月23日 申請日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者丁文鵬, 尹寶才, 施云慧, 朱維佳 申請人:北京工業(yè)大學(xué)