[发明专利]基于DCT的分辨率可伸缩图像编解码方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像和视频编码领域，尤其涉及提供一种视频传输过程中实现分辨率可伸缩的方法。

背景技术

离散余弦变换(Discrete Cosine Transformation，简称DCT)在图像和视频编解码中得到广泛应用，比如静态图像专家组制定的图像编码标准JPEG，活动图像专家组制定的视频编解码标准MPEG1、MPEG2、MPEG4，以及ITU制定的H.261、H.262和H.263，以及JVT制定的视频编码标准H.264/AVC，而且这些标准广泛应用于各类图像视频设备中，比如手机、摄像机、数码相机、摄像头、电视机、DVD等跟媒体信息相关的设备。由于现在媒终端的多样性，比如PDA、计算机显示器、电视等他们的显示终端是不一样的，PDA或者手机大概2英寸、计算机显示器14英寸～22英寸左右，电视机终端可能多数在19寸以上、有的电视达到85英寸，因此对于同一个视频源经过网络传输到各个视频终端的码流如果根据视频终端信息或者网络带宽信息传输不同分辨率的信息，可以大大提高媒体信息服务质量。但是不幸的是，现有的基于DCT变换的编码方法，通常采用把DCT变换后的一个数据块作为一个整体进行编码，他包含了所有的频率信息份量。如图2所示，他包含所有频率分量，在编码的过程中按照zigzag扫描方式，如图3所示，可以看出，其中分辨率信息有几处交替出现，因此很难按照分辨率信息组织码流，从而实现按照分辨率可伸缩编码。原始图像经过DCT和量化后的系数按照zigzag扫描编码导致同一个独立的编码单元内包含所有频率分量的系数，无法实现分辨率可伸缩编码。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于离散余弦变换(Discrete Cosine Transformation，简称DCT)的基于DCT的分辨率可伸缩图像编解码方法，以克服上述现有的基于DCT变换的编码方法存在的很难按照分辨率信息组织码流而实现按照分辨率可伸缩编码的不足，提供一种能够在熵编码前重排序的过程中实现分辨率可伸缩的方法。

实现上诉发明目的的解决方案是，用于H.264的改进的重排序算法；

整个编码过程如图1所示：

(1)将原始图像或视频帧分块为(4×N)²×(4×N)²的宏块，然后将宏块切割成

(4×N)×(4×N)的码块，N＝1时码块如图2，其中N为0.5、1、2、3、......，这样

(4×N)²×(4×N)²宏块变成(4×N)×(4×N)个(4×N)×(4×N)码块的结构，N＝1时如图4；

(2)对宏块内的每一个(4×N)×(4×N)码块作离散余弦变换(Discrete CosineTransform，简称DCT)，然后再量化；将宏块内所有的码块进行DCT和量化后，得到仍然是图4(N＝1)所示的数据结构，只是每一个(4×N)×(4×N)的码块内的数据变换成DCT系数；

(3)对图像中所有(4×N)×(4×N)码块中的对应位置的频率份量，重新组织成(4×N)×(4×N)的同频率的编码码块；N＝1时如图5所示；

(4)每一个单频率分量码块内部系数栅格扫描顺序编码；对在一个宏块范围内频率块的编码顺序按照如图6(N＝1)所示的分辨率由低到高的顺序扫描编码；返回到步骤(2)编码下一个宏块，直到图像编码完成。

解码过程，解码过程如图7所示：

(1)根据得到的码流依次对编码重排后的DCT频率系数块进行解码，获得相应的离散余弦频率块系数；

(2)将解码后的频率块系数，根据其所在的行列频率填入到原始DCT变换后的频率位置；

(3)当接收到一个分辨率的DCT系数后，根据当前分辨率等级，选择与当前分辨率等级相对应的离散余弦反变换模块重建出相应分辨率的宏块；

(4)对离散余弦反变换(IDCT)后的图像数据宏块重组获得相应分辨率的图像；

(5)如果解码终端的分辨率足够或者用户需要更高分辨率的图像，继续传输更高一级分辨率的编码重排数据块，重复上述过程得到更高一级分辨率的数据，从而选择更大的IDCT模块，获得更高一级分辨率的图像；直到获得全分辨率图像位置。按照分辨率重建过程如图8(N＝1)所示。