[发明专利]用于对数字图像的序列进行编码的方法

说明书

本发明提及用于对数字图像（I）的序列进行编码的方法，其中，该方法使用用于基于之前处理的图像区域中的像素的重构值来预测图像（I）中的像素（P1）的值的很多个预测模式，其中，像素（P1）的预测值和原始值之间的预测误差（PE）被处理，用于生成数字图像（CI）的经编码的序列。本发明的特征在于，预设的预测模式（NLM）是基于单个图像（I）的像素的帧内预测模式，在预测的预测模式（NLM）中。在步骤i）中，针对单个图像（I）中的具有重构值的像素的区（R）和针对图像区域的模板（TE），把要被基于模板（TE）预测的第一像素（P1）周围的区（R）中的像素的第一小块（PA1）与若干第二小块（PA2）进行比较，每个第二小块（PA2）被分配给区（R）中的第二像素（P2）并且由基于模板（TE）的第二像素（P2）周围的区（R）中的像素组成，从而确定用于每个第二像素（P2）的相似度测量（SM），相似度测量（SM）描述被分配给相应的第二像素（P2）的第二小块（PA2）的像素的重构值与第一小块（PA1）的像素的重构值之间的相似度。在步骤ii）中，基于第二像素（P2）的值的加权和来确定每个第一像素（P1）的预测值，其中，通过加权因数来对每个第二像素（P2）的值进行加权，加权因数取决于由用于相应的第二像素（P2）的相似度测量（SM）所描述的减小的相似度而单调地减小。

技术领域

本发明提及用于对数字图像的序列进行编码的方法以及提及对应的解码方法。更进一步地，本发明提及用于对数字图像的序列进行编码的设备和用于对数字图像的序列进行解码的设备。

背景技术

在许多不同的应用中，例如，在监视系统中或在医疗影像设备中，产生大量的图像和视频数据。因此，存在压缩该数据以便节约存储容量或以在传送该数据时减少带宽的需要。

在现有技术中，存在很多标准以便压缩图像和视频数据。各标准的突出的示例是H.264/AVC（AVC=高级视频编码，参见文献[1]）以及将可能也被标准化为ITU-T建议H.265的标准草案HEVC（HEVC=高效率视频编码，还参见文件[2]）。标准HEVC还将允许对经无损编码的图像序列的实时传送。标准HEVC和H.264/AVC包括基于同一图像中的块的不同的帧内预测模式。在那些模式中，针对邻近的已经被重构的像素来预测当前块。编码器通常测试不同的预测类型并且选取相对于某个失真准则而具有最小代价的一个类型。针对当前块构建预测误差并且将预测误差与预测类型一起传送到解码器。逐块（block-wise）预测具有以下缺点：离被用于预测的参考像素远的像素不与参考像素良好相关。因此，对于那些像素，预测误差通常更高。为了改善预测，可以减少块的尺寸。然而，这造成图像中的更高数量的块，其导致用于预测类型的信令的更高的比特率。更进一步地，如果参考像素包含噪声，则那些像素对于预测而言而变得次佳。

在文献[3]中，描述了基于模板匹配的帧内预测模式。在该方法中，基于相邻于候选块和要被预测的块的邻近像素的模板，在搜索区域中确定被用于当前块的预测的候选块。与要被预测的块的模板相比而具有最好地匹配的模板的候选块将被用于预测。该预测方案具有以下缺点：所预测的块仍是有噪声的，其对于有噪声的图像的压缩而言是次佳的。

在文献[4]中提出了简单且有效率的逐像素（pixel-wise）预测方法。名为LOCO-I的该预测方法使用简单且直接的前向算法来基于三个周围的像素预测一像素。该预测方法对于用于有噪声的图像的压缩而言也不是最佳的。

在文献[5]中，呈现了用于预测的基于最小二乘的方法。在那些方法中，执行要被预测的邻近的重构像素的加权平均。为了得到用于平均处理的最佳权重，必须求解复杂的方程组，造成相当多的计算开销。因此，在实际的应用中，不使用这样的预测方法。

发明内容

本发明的目的是提供克服以上缺点并且使能具有低复杂度的有效率压缩的对数字图像的序列的编码。更进一步地，本发明的目的是提供对应的解码方法以及用于编码的设备和用于解码的设备。

由下文所述的技术方案来达到该目的。在下文中还限定本发明的优选实施例。