[发明专利]用于编码和解码图像的方法以及编码和解码设备

说明书

技术领域

本发明主要属于图像处理领域，且具体而言属于数字图像和数字图像序列的编码和解码。

由此，本发明尤其可应用于由目前的视频编码器(MPEG、H.264等)或未来的视频编码器(ITU-T/VCEG(H.265)或ISO/MPEG(HEVC))实现的视频编码。

背景技术

目前的视频编码器(MPEG、H.264等)使用视频序列的分块表示。图像被分为多个宏块，每个宏块本身被分为多个块，并且每个块或每个宏块通过图像内或图像间预测来编码。于是，某些图像通过空间预测(帧内预测)来编码，而其它图像借助于本领域技术人员已知的运动补偿通过相对于一个或多个编码-解码参考图像的时间预测(帧间预测)进行编码。

对于每个块，存在与由预测所减掉的原始块相对应的、还被称为预测残留的已编码的残留块。残留块通过离散余弦变换(DCT)类型的变换来变换，然后借助于例如标量类型的量化来量化。在量化步骤结束后得到系数，所述系数中一些是正的而其它的是负的。然后以读的顺序，通常为之字形(和JPEG标准一样)来遍历系数，由此可利用高频中的大量零系数。在上述遍历结束后，得到系数的一维列表，其可被称为“量化残留”。然后通过熵编码来对该列表的系数进行编码。

熵编码(例如算术编码或霍夫曼编码类型)以如下方式执行：

-信息项被熵编码，以表示列表中的最后的非零系数的位置，

-针对位于最后的非零系数之前的每个系数，信息项被熵编码以表示系数是否为零，

-针对之前所表示的每个非零系数，信息项被熵编码以表示系数是否等于1，

-针对位于最后的非零系数之前的、不等于1的每个非零系数，幅度信 息项(系数的绝对值，其值被减少2)被熵编码，

-针对每个非零系数，分配给该系数的符号由“0”(用于+符号)或“1”(用于-符号)编码。

根据例如H.264技术，在宏块被分为多个块时，与每个块对应的数据信号被发送给解码器。该信号包括：

-在上述列表中包含的量化残留，

-表示所使用的编码模式的信息，特别是：

·预测模式(帧内预测、帧间预测、默认预测，其进行没有信息项被发送到解码器的预测(被称为“跳过))；

·指定预测类型的信息(方向、参考图像等)；

·分区类型；

·变换类型，例如4×4DCT、8×8DCT等；

·运动信息，如果有必要的话；

·等等。

逐个图像以及针对每个图像逐个宏块地执行解码。针对宏块的每个分区，读取流的相应元素。执行块的系数的反量化和逆变换，以生成解码的预测残留。然后，计算该分区的预测并通过将预测加到被解码的预测残留来重构该分区。

由此，如H.264标准所实现的，通过竞争实现的帧内编码或帧间编码依赖于将例如上述那些编码信息项之类的各个编码信息项与选择最佳模式的目标进行竞争，也就是说，该最佳模式能根据预定的性能标准例如本领域技术人员众所周知的比特率/失真成本来使所讨论分区的编码最优化。

表示被选中编码模式的信息被包含在由编码器发送到解码器的数据信号中。解码器由此能够识别在编码器上被选中的编码模式，然后能够根据该模式应用预测。

文档"Data Hiding of Motion Information in Chroma and Luma Samples for Video Compression",J.-M.Thiesse,J.Jung and M.Antonini,International workshop on multimedia signal processing,2011介绍了一种在视频压缩期间实现的数据隐藏方法。