[發明專利]基于頻譜的圖像分層編解碼方法及系統有效

申請號：	200810066928.4	申請日：	2008-04-28
公開（公告）號：	CN101287119A	公開（公告）日：	2008-10-15
發明（設計）人：	趙勇	申請（專利權）人：	北京大學深圳研究生院
主分類號：	H04N7/26	分類號：	H04N7/26
代理公司：	深圳創友專利商標代理有限公司	代理人：	郭燕
地址：	518055廣東省深***	國省代碼：	廣東;44
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	基于頻譜圖像分層解碼方法系統
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【說明書】：

【技術領域】

本發明涉及視頻圖像壓縮，具體涉及一種基于頻譜的圖像分層編解碼方法及系統。

【背景技術】

互聯網和電信網絡的迅速發展為數字圖像的傳輸提供了必要條件，但是不同接入方式其傳輸帶寬有很大的差別，因此，研究具有可伸縮性的視頻編碼方法具有重要的意義。可伸縮性的編碼是指同一編碼源可以隨著接入方式的不同，提供不同質量的數字圖像。分層編碼方法將數字圖像按照人眼視覺特性對不同頻率分量信息的敏感度不同，將圖像信息分量分為不同的層次，這樣就能適應不同的網絡帶寬，從而根據帶寬情況進行碼流調節，即帶寬高時，傳輸全部層次，帶寬低時，只傳輸部分層次。或者說，根據帶寬情況傳輸質量盡可能好的視頻圖像，當網絡出現擁塞時有選擇地丟棄低優先級的信息，在給定的信道帶寬的條件下提供盡可能高質量的圖像內容。已有的技術方案如下：將圖像幀劃分為分塊，對各分塊進行空間域至頻率域變換，獲得與圖像像素值相對應的頻率系數陣列，按頻譜劃分由低至高的多個頻段，將頻率系數陣列相應地劃分為對應于各頻段的多個系數區域，然后按照頻段的選取來劃分層次，對各系數區域的數據進行編碼，其中，傳輸所編碼的頻段數根據解碼端的要求來確定。由于圖像從空間域變換到頻率域后所產生頻率系數的主要成分集中于范圍較小的低頻部分，即頻譜中的能量主要集中在低頻段，而高頻段分布的能量小，因此，對頻率分段后，選取視覺敏感的那些低頻段，保留傳輸頻譜中主要的頻率分量，而有選擇地舍去視覺不敏感的高頻段，從而實現圖像分層編碼。

編解碼利用參考圖像來實現數據的有效壓縮，而現有的分層編解碼方案的一個根本缺點是解碼端和編碼端的參考圖像選取不一致帶來的問題。所謂參考圖像通常是指前一幀圖像，由于前后幀傳輸的圖像具有較高的相關性，當前圖像幀的很多內容都可由前一幀的某個塊移動過來，因此使用編碼參考圖像編碼時可只用很少的比特，而解碼時則以解碼參考圖像為基礎對解碼出的數據進行復原。現有方案中，編解碼參考圖像均設置在空間域，編碼端將當前圖像幀各分塊對比編碼參考圖像幀中的參考塊(根據運動矢量確定)取殘差，并對各分塊轉換到頻率域的各個殘差頻率系數陣列的所有頻段進行編碼；在解碼端，以前次解碼出的數據轉換至空間域后作為解碼參考圖像，采用分層編碼時，解碼端只接收、解碼各個殘差頻率系數陣列一部分低頻段的編碼數據，這部分編碼數據的頻段可能只與解碼參考圖像很少一部分內容相關。這就會引起所取用的解碼參考圖像不合適的問題，導致解碼參考圖像與編碼參考圖像的不一致，從而產生漂移現象，造成誤差積累，最終使分層編碼效果變差。

【發明內容】

本發明所要解決的技術問題就是克服現有技術的上述缺陷，提供一種基于頻譜的圖像分層編解碼方法及系統，能夠有效避免編解碼參考圖像的不一致所造成的誤差累積。

為實現上述目的，本發明提供一種基于頻譜的圖像分層編解碼方法，包括編碼步驟和解碼步驟，其特征在于，編碼步驟包括：

A1、將當前圖像幀劃分為多個分塊，并將各分塊與相應的編碼參考塊進行比較，獲得分塊殘差；

B1、將各分塊殘差從空間域轉換至頻率域，得到各分塊殘差在頻率域的殘差頻率系數陣列，并進行量化；

C1、將各殘差頻率系數陣列統一劃分為頻率由低至高的N個頻段并按頻段進行編碼；

解碼步驟包括：

D1、將解碼參考塊從空間域轉換至頻率域，得到所述解碼參考塊在頻率域的頻率系數陣列，并劃分為頻率由低至高的N個頻段；

E1、如果編碼端只向解碼端傳輸前n個頻段，接收各殘差頻率系數陣列前n個頻段的編碼數據，將所述解碼參考塊在頻率域的頻率系數陣列大于n的頻段置零，生成解碼參考頻率系數陣列，其中n小于N；

F1、根據接收到的低頻段編碼數據解碼出各殘差頻率系數陣列，并分別與所述解碼參考頻率系數陣列疊加；

G1、將各自疊加的結果從頻率域轉換至空間域，生成解碼圖像幀；

所述編碼參考塊和解碼參考塊分別為編碼參考圖像幀和解碼參考圖像幀中根據運動矢量確定的分塊。