[发明专利]一种基于局部补偿的跳帧编解码方法和装置有效

专利信息
申请号: 201010216655.4 申请日: 2010-06-28
公开(公告)号: CN101888552A 公开(公告)日: 2010-11-17
发明(设计)人: 张贻雄;石江宏;施海彬;郭少敏;汤碧玉 申请(专利权)人: 厦门大学
主分类号: H04N7/26 分类号: H04N7/26
代理公司: 厦门市新华专利商标代理有限公司 35203 代理人: 朱凌
地址: 361005 福建*** 国省代码: 福建;35
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 局部 补偿 跳帧编 解码 方法 装置
【说明书】:

技术领域

发明属于视频图像压缩技术领域,尤其涉及基于图像插值的一种基于局部补偿的跳帧编解码方法和装置。

背景技术

图像插值在视频压缩中有着广泛的应用,最典型的就是视频跳帧编码,如图1所示,通过在编码端跳帧减少编码帧数,以降低码率;在解码端利用解码图像,运用图像插值技术生成被跳过位置的图像,以恢复帧率。

图像插值的前提是进行图像匹配,而图像匹配的核心在于其所采用的运动模型。由于自然物体运动的复杂性,任何一种运动模型均难以做到百分之百准确,必然会出现模型失效的情形。而模型失效所生成的中间图像会出现严重失真,甚至是错误的,不仅降低图像的客观质量,也严重影响了某些图像的主观质量,大大降低整个视频序列的视觉效果。而对于一个鲁棒的编码系统来说,必须保证整个视频序列的解码图像主观质量的连续性。

针对匹配模型失效的问题,可采用自适应跳帧的编码方法,如图2-(a)中,帧1为运动缓慢的帧,跳过此帧,不对其进行编码;帧2为运动激烈的帧,对其进行编码。图2-(b)中,帧1’由其前后两帧插值得到,即在编码端检测待编码帧与前一帧的运动激烈程度,若运动缓慢,则跳过当前帧,若运动较为激烈,则对当前帧进行完整编码。该方法减少了运动模型失效所发生的概率,使得解码端的图像插值均针对运动较为缓慢的图像帧,能得到较好的插值图像。但是在很多情况下,一帧待编码图像中,不同物体的运动激烈程度不同,可能运动较大的物体只存在于某一个局部区域,而大部分为缓慢运动,此时若对整帧进行编码,会造成不必要的码率开销。对于运动缓慢的区域,图像匹配插值能够基本还原被跳过图像中的相应区域的内容;对于运动激烈区域,图像匹配模型可能会失效,导致相应区域内容错误或失真。

发明内容

本发明提出一种基于图像插值的带局部补偿的跳帧编解码方法和装置,其仅对插值图像的失真或者错误区域进行补偿编码,通过传送一定的比特改善失真或错误区域的图像质量。

为达到上述目的,本发明提出一种基于局部补偿的跳帧编解码方法,包括编码方法:

步骤A:对跳帧图像帧组的前后帧进行图像匹配,利用图像插值生成插值中间图像,将所述的插值中间图像作为相同位置的待编码中间图像的参考图像;

步骤B:将插值中间图像与相同位置的待编码中间图像进行对比,若插值中间图像的某一区域与待编码中间图像中对应区域的相似度较高,则待编码中间图像中的该区域可由插值中间图像中对应的区域代替,不对该区域进行编码;若插值中间图像的某一区域与待编码中间图像中对应区域的相似度较低,则对待编码中间跳帧图像中的该区域进行补偿编码。

解码方法:根据编码端的输出码流中的局部补偿跳跃标志信息,决定当前帧的待解码区域的解码恢复方法,若为预测解码,则对局部补偿区域通过解码恢复得到,若为图像插值,则由前后帧匹配插值生成无局部补偿的区域得到。

所述的步骤B涉及到自适应跳帧编码的判决包括以下步骤:

步骤B1:计算出待编码中间图像与插值中间图像对应的相同位置区域之间的匹配误差;

步骤B2:将所述的匹配误差与匹配误差阈值做比较,若匹配误差小于匹配误差阈值,则认为待编码中间图像与插值中间图像对应的相同位置区域匹配,作出不编码的判决;若匹配误差大于匹配误差阈值,则认为待编码中间图像与插值中间图像对应的相同位置区域不匹配,作出编码的判决。

一种基于局部补偿的跳帧编解码装置,所述的编码装置包括依次连接的接收单元、匹配插值单元、判决单元和局部补偿单元,其中,

接收单元:用于接收各个输入图像;

匹配插值单元:包括图像匹配模块和图像插值模块,该图像匹配模块用于对输入图像中的跳帧帧组的前后帧进行图像匹配,该图像插值模块用于利用图像插值生成中间图像,并将该中间图像作为待编码中间图像的参考图像;

判决单元,用于判决插值中间图像与待编码中间图像的对应区域的相似程度,并对待编码中间图像中的该区域作出是否需要局部补偿编码的判决;

局部补偿单元:用于对所述需要局部补偿编码的区域做补偿编码处理;

所述的解码装置包括依次连接的接收单元、局部补偿判决单元、解码恢复单元和输出单元,其中,

接收单元:用于接收编码端的输出码流;

局部补偿判决单元:根据接收单元接收到的编码端的输出码流中的局部补偿跳跃标志信息,决定当前帧的待解码区域的恢复方法;

解码恢复单元:包括预测解码模块和图像插值模块,该预测解码模块用于对局部补偿区域的预测解码处理,图像匹配插值模块用于匹配插值生成无局部补偿的区域;

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