[發明專利]一種基于區域的分辨率可變的視頻編解碼方法

有效

• 申請號: 200710071135.7
• 申請日: 2007-09-14
• 公開（公告）號: CN101389014A
• 公開（公告）日: 2009-03-18
• 發明（設計）人: 虞露;王建鵬
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/32
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 周 烽

技術領域

本發明涉及信號處理與通信領域，特別地，涉及一種基于區域的分辨率可變的視頻編碼方法和一種基于區域的分辨率可變的視頻解碼方法。

背景技術

視頻編碼的一個重要目的就是對視頻信號進行壓縮，減少視頻信號的數據量，從而節約視頻信號的存儲空間和傳輸帶寬。一方面，原始視頻信號，數據量非常巨大，這是視頻編碼壓縮的必要性所在；另一方面，原始視頻信號存在大量的冗余信息，這是視頻編碼壓縮的可能性所在。這些冗余信息可以分成空間冗余信息、時間冗余信息、數據冗余信息和視覺冗余信息。其中前面三種冗余信息僅僅只是考慮像素間統計概念上的冗余信息，總稱統計冗余信息；視覺冗余信息更加側重考慮人眼視覺系統的特性。視頻編碼要降低視頻信號數據量，就需要降低視頻信號中存在的各種冗余信息。

當前視頻編解碼標準，比如ITU制定的H.261，H.263，H.26L和ISO的MPEG組織制定的MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4，以及JVT制定的H.264/MPEG-AVC(簡稱H.264)和中國自主知識產權的視頻編碼標準AVS第二部分等，都在一定程度上去除了空間冗余信息、時間冗余信息和數據冗余信息。它們基于傳統的混合視頻編碼框架，綜合考慮預測編碼、變換編碼以及熵編碼，著力降低視頻信號的統計冗余信息，具有以下主要特點：

(1)利用預測編碼降低時間冗余信息和空間冗余信息；

(2)利用變換編碼進一步降低空間冗余信息；

(3)利用熵編碼降低數據冗余信息；

預測編碼包括幀內預測編碼和幀間預測編碼。用幀內預測編碼技術壓縮的視頻幀，稱為幀內編碼幀(I幀)。幀內編碼幀的編碼過程如下：首先，將編碼幀分成編碼塊(編碼單元的一種形式)；對編碼塊進行幀內預測，得到幀內預測的殘差數據；接著對殘差數據進行二維變換編碼；然后在變換域中對變換系數進行量化；然后經過掃描將二維信號轉換成一維信號；最后進行熵編碼。用幀間預測編碼技術壓縮的視頻幀，稱為幀間編碼幀(P幀、B幀)。幀間編碼幀的編碼過程如下：首先，將編碼幀分成編碼塊；對編碼塊采用運動估計技術得到運動矢量和參考塊(參考單元的一種形式)；然后采用運動補償技術，得到幀間預測后的殘差數據；接著對殘差數據進行二維變換編碼；然后在變換域中對變換系數進行量化；然后經過掃描將二維信號轉換成一維信號；最后進行熵編碼。殘差數據，也就是殘差信號，相對于原始視頻信號，空間冗余信息和時間冗余信息都減小了。

上述基于傳統混合視頻編解碼框架的視頻編解碼標準，對視覺上的冗余信息的去除效果并不是很理想。事實上，在某些具體應用中，比如說視頻監控系統中，在一幅視頻圖像中，我們所真正關注的區域只有圖像中的小部分區域，而對于其他區域的關注程度要相對弱很多，這個時候，圖像中就存在著大量的視覺冗余。

為了能夠更加有效的去除這些視覺冗余，本發明公開了一種基于區域的分辨率可變的視頻編解碼方法?；趨^域的分辨率可變的視頻編解碼方法能夠對圖像中的不同區域進行不同分辨率的編碼，對于關注區域采用高分辨率編碼，而對于非關注區域則采用低分辨率編碼，這樣就能夠有效的去除圖像中存在的大量的視覺冗余。

發明內容

本發明的目的在于針對某些應用中視頻圖像所存在的大量的視覺冗余，提出一種基于區域的分辨率可變的視頻編碼方法和一種基于區域的分辨率可變的視頻解碼方法。

本發明采用的技術方案如下：一種基于區域的分辨率可變的視頻編碼方法，包含以下步驟：

(1)將待編碼圖像[a_i，j]_m×n劃分為若干個低分辨率區域和高分辨率區域，對區域劃分信息進行編碼；

(2)根據待編碼圖像[a_i，j]_m×n中像素的位置坐標，按照間隔抽樣規則，將待編碼??圖像的所有像素分成若干個互不相交的子集；

(3)選擇上述步驟(2)中分成的若干個互不相交的子集中的一個作為第一子集；

(4)對低分辨率區域和高分辨率區域中屬于第一子集的像素進行編碼；

(5)對高分辨率區域中屬于非第一子集的每個子集中的像素進行編碼。

一種基于區域的分辨率可變的視頻解碼方法，其特征在于，包含以下步驟：

(1)從碼流中解析得到區域劃分信息，根據區域劃分信息確定待解碼圖像中的低分辨率區域和高分辨率區域；

(2)從碼流中解碼得到第一子集的像素值，包括低分辨率區域和高分辨率區域中屬于第一子集的像素值；

(3)通過預測解碼得到非第一子集，從而得到高分辨率區域中屬于非第一子集的像素值；