[發明專利]基于DCT的分辨率可伸縮圖像編解碼方法

有效

• 申請號: 200710030646.4
• 申請日: 2007-09-29
• 公開（公告）號: CN101127903A
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發明（設計）人: 吳宗澤;謝勝利;陳易光;張克新;張勰;余榮
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/30
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及圖像和視頻編碼領域，尤其涉及提供一種視頻傳輸過程中實現分辨率可伸縮的方法。

背景技術

離散余弦變換(Discrete?Cosine?Transformation，簡稱DCT)在圖像和視頻編解碼中得到廣泛應用，比如靜態圖像專家組制定的圖像編碼標準JPEG，活動圖像專家組制定的視頻編解碼標準MPEG1、MPEG2、MPEG4，以及ITU制定的H.261、H.262和H.263，以及JVT制定的視頻編碼標準H.264/AVC，而且這些標準廣泛應用于各類圖像視頻設備中，比如手機、攝像機、數碼相機、攝像頭、電視機、DVD等跟媒體信息相關的設備。由于現在媒終端的多樣性，比如PDA、計算機顯示器、電視等他們的顯示終端是不一樣的，PDA或者手機大概2英寸、計算機顯示器14英寸～22英寸左右，電視機終端可能多數在19寸以上、有的電視達到85英寸，因此對于同一個視頻源經過網絡傳輸到各個視頻終端的碼流如果根據視頻終端信息或者網絡帶寬信息傳輸不同分辨率的信息，可以大大提高媒體信息服務質量。但是不幸的是，現有的基于DCT變換的編碼方法，通常采用把DCT變換后的一個數據塊作為一個整體進行編碼，他包含了所有的頻率信息份量。如圖2所示，他包含所有頻率分量，在編碼的過程中按照zigzag掃描方式，如圖3所示，可以看出，其中分辨率信息有幾處交替出現，因此很難按照分辨率信息組織碼流，從而實現按照分辨率可伸縮編碼。原始圖像經過DCT和量化后的系數按照zigzag掃描編碼導致同一個獨立的編碼單元內包含所有頻率分量的系數，無法實現分辨率可伸縮編碼。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于離散余弦變換(Discrete?Cosine?Transformation，簡稱DCT)的基于DCT的分辨率可伸縮圖像編解碼方法，以克服上述現有的基于DCT變換的編碼方法存在的很難按照分辨率信息組織碼流而實現按照分辨率可伸縮編碼的不足，提供一種能夠在熵編碼前重排序的過程中實現分辨率可伸縮的方法。

實現上訴發明目的的解決方案是，用于H.264的改進的重排序算法；

整個編碼過程如圖1所示：

(1)將原始圖像或視頻幀分塊為(4×N)²×(4×N)²的宏塊，然后將宏塊切割成

(4×N)×(4×N)的碼塊，N＝1時碼塊如圖2，其中N為0.5、1、2、3、......，這樣

(4×N)²×(4×N)²宏塊變成(4×N)×(4×N)個(4×N)×(4×N)碼塊的結構，N＝1時如圖4；

(2)對宏塊內的每一個(4×N)×(4×N)碼塊作離散余弦變換(Discrete?CosineTransform，簡稱DCT)，然后再量化；將宏塊內所有的碼塊進行DCT和量化后，得到仍然是圖4(N＝1)所示的數據結構，只是每一個(4×N)×(4×N)的碼塊內的數據變換成DCT系數；

(3)對圖像中所有(4×N)×(4×N)碼塊中的對應位置的頻率份量，重新組織成(4×N)×(4×N)的同頻率的編碼碼塊；N＝1時如圖5所示；

(4)每一個單頻率分量碼塊內部系數柵格掃描順序編碼；對在一個宏塊范圍內頻率塊的編碼順序按照如圖6(N＝1)所示的分辨率由低到高的順序掃描編碼；返回到步驟(2)編碼下一個宏塊，直到圖像編碼完成。

解碼過程，解碼過程如圖7所示：

(1)根據得到的碼流依次對編碼重排后的DCT頻率系數塊進行解碼，獲得相應的離散余弦頻率塊系數；

(2)將解碼后的頻率塊系數，根據其所在的行列頻率填入到原始DCT變換后的頻率位置；

(3)當接收到一個分辨率的DCT系數后，根據當前分辨率等級，選擇與當前分辨率等級相對應的離散余弦反變換模塊重建出相應分辨率的宏塊；

(4)對離散余弦反變換(IDCT)后的圖像數據宏塊重組獲得相應分辨率的圖像；

(5)如果解碼終端的分辨率足夠或者用戶需要更高分辨率的圖像，繼續傳輸更高一級分辨率的編碼重排數據塊，重復上述過程得到更高一級分辨率的數據，從而選擇更大的IDCT模塊，獲得更高一級分辨率的圖像；直到獲得全分辨率圖像位置。按照分辨率重建過程如圖8(N＝1)所示。