[发明专利]一种基于对象的快速分形视频压缩与解压缩方法

说明书

技术领域

本发明属于信号处理中的视频压缩编码领域，特别针对新一代视频编码领域提出一种基于对象的快速分形视频压缩编码方法，在保证图像质量的前提下，大大加快了分形视频编码的速度和压缩比。

背景技术

基于对象(Object-Based，简称OB)编码的概念最早由MPEG-4标准提出，使用基于对象的视频压缩编码方法使得每一帧视频的前景对象和背景对象得以独立的进行编码，可以进一步提高压缩比，同时在解码端可以实现一些新的功能，比如针对每一个视频对象的独立的传输和解码、对象和背景的替换、基于对象的视频检索、特别是相对于标准的编码方法，在对象的边界上可以获得更好的图像质量，因为物体的边界通常和图像中的边缘相重合，它是编码困难的部分。MPEG-4提出了基于对象的视频编码技术标准，在视频分析中，以视频对象为基本单位，每一个视频事件和场景都可以视为由视频中所有语义对象的静态属性(如形状、色彩、纹理)及其动态属性(运动强度、方向、节奏)组合而成的。在以对象为基本分析单位的视频分析方法，符合人类的思维方式和视觉特点，排除了视频中不重要的部分对视频分析的干扰(参见Liang Zhang.Object-based Method of important video clips Extraction[J].Journal of Beijing Information Science and Technology University，2009，24(4)：83-86)，(参见Bo Huang，Yujian Huang.A Scalable Object-based Wavelet Coder[J].Radio Communications Technology，2009，35(1)：35-38)，(参见Kassim Ashraf a，Zhao L F.Rate-scalable object-based wavelet codec with implicit shape coding[J].IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology，2000，10(7)：1068-1079)。基于对象的视频编码方法可以提高视频压缩编码的性能并使其具有更多的灵活性。

分形理论最初由Mandelbrot于上世纪70年代提出(参见B.Mandelbrot.The Fractal Geometry of Nature[M].New York：W.H.Freeman and Company，1982.)。分形编码的数学基础是迭代函数系统(IFS)理论。Barnsley首先将分形编码用于交互式图像压缩(参见Michael F.Barnsley，Alan D.Sloan.A better way to compress image[J].Byte Magazine，1988，13(1)：215-233.)。Jacqain提出了全自动的分形图像压缩方法(参见Arnaud E.Jacquin.A novel fractal blocking-coding technique for digital image[C].IEEE International Conference on Acoustics，Speech and Signal Processing，1990，4：2225-2228.)，(参见Arnaud E.Jacquin.Fractal image coding：a review[J].Proceeding of the IEEE，1993，81(10)：1451-1465.)，该方法采用基于图像分块的方式以局部的仿射变换代替全局的仿射变换。之后，Fisher利用四叉树改进了这一方法(参见Y.Fisher.Fractal Image Compression[J].Fractals，1994，2(3)：347-361.)，(参见Y.Fisher，E.W.Jacobs.Image compression：A study the iterated transform method[J].Signal Processing，1992，29(3)，251-263.)，(参见Y.Fisher.Fractal Image Compression：Theory and application to digital images[M].New York：Spring-Verlag，1995，55-77.)，大大提高了编码效率，并成为目前分形图像编码中的主流方法。