[發(fā)明專利]一種基于局部補償?shù)奶鴰幗獯a方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010216655.4
• 申請日: 2010-06-28
• 公開（公告）號: CN101888552A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發(fā)明（設計）人: 張貽雄;石江宏;施海彬;郭少敏;湯碧玉
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司 35203
• 代理人: 朱凌

技術領域

本發(fā)明屬于視頻圖像壓縮技術領域，尤其涉及基于圖像插值的一種基于局部補償?shù)奶鴰幗獯a方法和裝置。

背景技術

圖像插值在視頻壓縮中有著廣泛的應用，最典型的就是視頻跳幀編碼，如圖1所示，通過在編碼端跳幀減少編碼幀數(shù)，以降低碼率；在解碼端利用解碼圖像，運用圖像插值技術生成被跳過位置的圖像，以恢復幀率。

圖像插值的前提是進行圖像匹配，而圖像匹配的核心在于其所采用的運動模型。由于自然物體運動的復雜性，任何一種運動模型均難以做到百分之百準確，必然會出現(xiàn)模型失效的情形。而模型失效所生成的中間圖像會出現(xiàn)嚴重失真，甚至是錯誤的，不僅降低圖像的客觀質(zhì)量，也嚴重影響了某些圖像的主觀質(zhì)量，大大降低整個視頻序列的視覺效果。而對于一個魯棒的編碼系統(tǒng)來說，必須保證整個視頻序列的解碼圖像主觀質(zhì)量的連續(xù)性。

針對匹配模型失效的問題，可采用自適應跳幀的編碼方法，如圖2-(a)中，幀1為運動緩慢的幀，跳過此幀，不對其進行編碼；幀2為運動激烈的幀，對其進行編碼。圖2-(b)中，幀1’由其前后兩幀插值得到，即在編碼端檢測待編碼幀與前一幀的運動激烈程度，若運動緩慢，則跳過當前幀，若運動較為激烈，則對當前幀進行完整編碼。該方法減少了運動模型失效所發(fā)生的概率，使得解碼端的圖像插值均針對運動較為緩慢的圖像幀，能得到較好的插值圖像。但是在很多情況下，一幀待編碼圖像中，不同物體的運動激烈程度不同，可能運動較大的物體只存在于某一個局部區(qū)域，而大部分為緩慢運動，此時若對整幀進行編碼，會造成不必要的碼率開銷。對于運動緩慢的區(qū)域，圖像匹配插值能夠基本還原被跳過圖像中的相應區(qū)域的內(nèi)容；對于運動激烈區(qū)域，圖像匹配模型可能會失效，導致相應區(qū)域內(nèi)容錯誤或失真。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種基于圖像插值的帶局部補償?shù)奶鴰幗獯a方法和裝置，其僅對插值圖像的失真或者錯誤區(qū)域進行補償編碼，通過傳送一定的比特改善失真或錯誤區(qū)域的圖像質(zhì)量。

為達到上述目的，本發(fā)明提出一種基于局部補償?shù)奶鴰幗獯a方法，包括編碼方法：

步驟A：對跳幀圖像幀組的前后幀進行圖像匹配，利用圖像插值生成插值中間圖像，將所述的插值中間圖像作為相同位置的待編碼中間圖像的參考圖像；

步驟B：將插值中間圖像與相同位置的待編碼中間圖像進行對比，若插值中間圖像的某一區(qū)域與待編碼中間圖像中對應區(qū)域的相似度較高，則待編碼中間圖像中的該區(qū)域可由插值中間圖像中對應的區(qū)域代替，不對該區(qū)域進行編碼；若插值中間圖像的某一區(qū)域與待編碼中間圖像中對應區(qū)域的相似度較低，則對待編碼中間跳幀圖像中的該區(qū)域進行補償編碼。

解碼方法：根據(jù)編碼端的輸出碼流中的局部補償跳躍標志信息，決定當前幀的待解碼區(qū)域的解碼恢復方法，若為預測解碼，則對局部補償區(qū)域通過解碼恢復得到，若為圖像插值，則由前后幀匹配插值生成無局部補償?shù)膮^(qū)域得到。

所述的步驟B涉及到自適應跳幀編碼的判決包括以下步驟：

步驟B1：計算出待編碼中間圖像與插值中間圖像對應的相同位置區(qū)域之間的匹配誤差；

步驟B2：將所述的匹配誤差與匹配誤差閾值做比較，若匹配誤差小于匹配誤差閾值，則認為待編碼中間圖像與插值中間圖像對應的相同位置區(qū)域匹配，作出不編碼的判決；若匹配誤差大于匹配誤差閾值，則認為待編碼中間圖像與插值中間圖像對應的相同位置區(qū)域不匹配，作出編碼的判決。

一種基于局部補償?shù)奶鴰幗獯a裝置，所述的編碼裝置包括依次連接的接收單元、匹配插值單元、判決單元和局部補償單元，其中，

接收單元：用于接收各個輸入圖像；

匹配插值單元：包括圖像匹配模塊和圖像插值模塊，該圖像匹配模塊用于對輸入圖像中的跳幀幀組的前后幀進行圖像匹配，該圖像插值模塊用于利用圖像插值生成中間圖像，并將該中間圖像作為待編碼中間圖像的參考圖像；

判決單元，用于判決插值中間圖像與待編碼中間圖像的對應區(qū)域的相似程度，并對待編碼中間圖像中的該區(qū)域作出是否需要局部補償編碼的判決；

局部補償單元：用于對所述需要局部補償編碼的區(qū)域做補償編碼處理；

所述的解碼裝置包括依次連接的接收單元、局部補償判決單元、解碼恢復單元和輸出單元，其中，

接收單元：用于接收編碼端的輸出碼流；

局部補償判決單元：根據(jù)接收單元接收到的編碼端的輸出碼流中的局部補償跳躍標志信息，決定當前幀的待解碼區(qū)域的恢復方法；

解碼恢復單元：包括預測解碼模塊和圖像插值模塊，該預測解碼模塊用于對局部補償區(qū)域的預測解碼處理，圖像匹配插值模塊用于匹配插值生成無局部補償?shù)膮^(qū)域；