[發(fā)明專(zhuān)利]一種使用塊匹配的圖像編碼以及圖像解碼的方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410450596.5
• 申請(qǐng)日: 2014-09-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104427338B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林濤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海天荷電子信息有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04N19/176
• 分類(lèi)號(hào): H04N19/176;H04N19/51;H04N19/537;H04N19/70
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供一種圖像壓縮方法和裝置。對(duì)編碼塊進(jìn)行編碼時(shí)，在已重構(gòu)參考像素樣值集之中，按照預(yù)定的評(píng)估準(zhǔn)則，搜索得到一個(gè)或多個(gè)最優(yōu)匹配塊（參考?jí)K或預(yù)測(cè)塊）。本發(fā)明的圖像壓縮方法和裝置的特征是匹配塊（參考?jí)K或預(yù)測(cè)塊）與被匹配塊（編碼塊或解碼塊或重構(gòu)塊）可有重疊部分，匹配塊不一定全部都在已重構(gòu)參考像素樣值集之中，即僅匹配塊的一部分在已重構(gòu)參考像素樣值集之中。因此，在編碼器搜索匹配塊以及編碼器和解碼器用匹配塊來(lái)復(fù)原被匹配塊時(shí)，必須補(bǔ)全所述匹配塊中不在已重構(gòu)參考像素樣值集之中的那部分的像素樣值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種數(shù)字視頻壓縮編碼及解碼系統(tǒng)，特別是計(jì)算機(jī)屏幕圖像和視頻的編碼及解碼的方法和裝置。

背景技術(shù)

隨著以遠(yuǎn)程桌面為典型表現(xiàn)形式的新一代云計(jì)算與信息處理模式及平臺(tái)的發(fā)展和普及，多臺(tái)計(jì)算機(jī)之間、計(jì)算機(jī)主機(jī)與智能電視、智能手機(jī)、平板電腦等其他數(shù)字設(shè)備之間及各種各類(lèi)數(shù)字設(shè)備之間的互聯(lián)已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)并日趨成為一種主流趨勢(shì)。這使得服務(wù)器端（云）到用戶端的實(shí)時(shí)屏幕傳輸成為當(dāng)前的迫切需求。由于需要傳輸?shù)钠聊灰曨l數(shù)據(jù)量很大，以平板電腦2048x1536像素分辨率且60幀/秒刷新率的24位真彩色屏幕圖像為例，需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)達(dá)每秒2048x1536x60x24=4320兆比特，如此多的數(shù)據(jù)要想在現(xiàn)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)條件下實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸是不可能的，因此對(duì)于計(jì)算機(jī)屏幕圖像的有效的數(shù)據(jù)壓縮必不可少。

充分利用計(jì)算機(jī)屏幕圖像的特點(diǎn)，對(duì)計(jì)算機(jī)屏幕圖像進(jìn)行超高效率的壓縮，也是HEVC（High Efficiency Video Coding）、AVS (Audio Video Coding Standard)、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 1857 standard等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)主要目標(biāo)。

計(jì)算機(jī)屏幕圖像的一個(gè)顯著特點(diǎn)是同一幀圖像內(nèi)通常會(huì)有很多相似甚至完全相同的像素圖樣（pixel pattern）。例如，計(jì)算機(jī)屏幕圖像中常出現(xiàn)的中文或外文文字，都是由少數(shù)幾種基本筆劃所構(gòu)成，同一幀圖像內(nèi)可以找到很多相似或相同的筆劃。計(jì)算機(jī)屏幕圖像中常見(jiàn)的菜單、圖標(biāo)等，也具有很多相似或相同的圖樣。現(xiàn)有的圖像和視頻壓縮技術(shù)中采用的幀內(nèi)預(yù)測(cè)（intra prediction）方式，僅參考相鄰的像素樣值，無(wú)法利用一幀圖像中的相似性或相同性來(lái)提高壓縮效率。現(xiàn)有技術(shù)中的幀內(nèi)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償（intra motioncompensation）方式，用幾種固定大小（如4x4，8x8，16x16，32x32，64x64像素）的塊來(lái)進(jìn)行塊匹配（block matching）編碼，但固定大小的匹配塊必須完全在已重構(gòu)參考像素樣值集之中，因而與正在編碼中尚未重構(gòu)的被匹配塊不能重疊，特別當(dāng)匹配塊比較大時(shí)，匹配塊與被匹配塊的對(duì)應(yīng)像素樣值之間距離就很遠(yuǎn)，也就是無(wú)法進(jìn)行距離相近的匹配，大大影響塊匹配編碼的效率。因此，必須突破現(xiàn)有技術(shù)，特別是解決現(xiàn)有匹配編碼技術(shù)中匹配塊與被匹配塊不能重疊的難題，以大幅度提高壓縮效果。

屏幕圖像的數(shù)字視頻信號(hào)的自然形式是圖像的序列。一幀圖像通常是由若干像素組成的矩形區(qū)域，如果一個(gè)數(shù)字視頻信號(hào)每秒有50幀圖像，那么一段30分鐘的數(shù)字視頻信號(hào)就是一個(gè)由30x60x50＝90000幀圖像組成的視頻圖像序列，有時(shí)也簡(jiǎn)稱為視頻序列或序列。對(duì)數(shù)字視頻信號(hào)進(jìn)行編碼就是對(duì)一幀一幀圖像進(jìn)行編碼。在任一時(shí)刻，正在編碼中的那一幀圖像稱為當(dāng)前編碼圖像。同樣，對(duì)數(shù)字視頻信號(hào)的壓縮碼流（碼流也稱為比特流）進(jìn)行解碼就是對(duì)一幀一幀圖像的壓縮碼流進(jìn)行解碼。在任一時(shí)刻，正在解碼中的那一幀圖像稱為當(dāng)前解碼圖像。當(dāng)前編碼圖像或當(dāng)前解碼圖像都統(tǒng)稱為當(dāng)前圖像。