[发明专利]基于颜色空间变换进行编解码误差修正的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及信号处理中的视频编解码技术领域，特别涉及基于颜色空间变换进行编解码误差修正的方法和系统。 

背景技术

彩色的数字化的视频通常用YUV类型的颜色空间来表示，通常用8个二进制位表示像素的每个分量的值。但是视频在采集和回放的时候，通常都需要变换到RGB类型的颜色空间。 

在信号处理中的视频编解码技术领域中，有许多数字视频编解码标准，其中，具有代表性的有国际标准MPEG-4、H.264/MPEG-4AVC（一种由ITU-T和ISO/IEC MPEG共同制定的视频压缩编码国际标准）、我国自主制定的标准AVS等，这些标准都涉及到了对有损编码模块产生的误差进行修正的技术，其基本方法都是在YUV类型的颜色空间分别将解码（重建）视频帧的每个像素的各个分量的取值范围限制在0~255。然而，经过仔细分析各种颜色空间变换，我们发现在从RGB类型的颜色空间变换到YUV类型的颜色空间的过程中，RGB类型的颜色空间中的立方体[0,255]³在变换到YUV类型的颜色空间后不再是一个立方体，而是一个平行六面体，其体积也缩小了。该平行六面体完全位于RGB类型的颜色空间的立方体[0,255]³之内。 

在YUV类型的颜色空间进行有损压缩编码时，由于存在编解码误差，有些像素的三个分量的值所确定的色点可能会超出上述平行六面体的范围。如前所述，在回放时视频需要变换到RGB类型的颜色空间。那么那些超出平行六面体范围的色点在经过颜色空间变换后就会超出RGB类型的颜色空间中的立方体[0,255]³的范围。这时回放设备会把色点在RGB类型的颜色空间强行拉回到立方体之内。 

在现有的有损压缩方法中，在编码过程中对重建帧的处理和解码过程中对 解码帧的处理都是将得到的Y，U和V分量的取值范围分别限制在0~255，并没有考虑到YUV类型的颜色空间中平行六面体的形状，这样虽然不会影响视频在回放时的颜色，但是由于重建帧和解码帧会作为后续帧的参考帧，其中的误差会使后续帧在进行预测时得到更大的预测误差，从而降低编码效率。 

发明内容

本发明的目的在于提供基于颜色空间变换进行编解码误差修正的方法和系统以解决采用现有的有损压缩方法编码效率不高的问题。 

为解决上述技术问题，本发明提供： 

基于颜色空间变换进行编解码误差修正的方法，包括： 

将用YUV类型的颜色空间表示的彩色数字化的视频的解码视频帧的每一个像素的Y、U、V三个分量进行颜色空间变换，获得与所述Y、U、V三个分量对应的R、G、B三个分量； 

将所述R、G、B三个分量的值分别修正到预设最小值和预设最大值之间，获得与所述R、G、B三个分量对应的R’、G’、B’三个分量； 

将所述R’、G’、B’三个分量进行颜色空间反变换，获得与所述R’、G’、B’三个分量对应的修正后的解码视频帧的每一个像素的Y’、U’、V’三个分量。 

可选的，在所述的基于颜色空间变换进行编解码误差修正的方法中，所述将所述R、G、B三个分量的值分别修正到预设最小值和预设最大值之间的步骤包括： 

当所述R、G、B三个分量的值大于预设最大值时，则将所述R、G、B三个分量的值置为预设最大值； 

当所述R、G、B三个分量的值小于预设最小值时，则将所述R、G、B三个分量的值置为预设最小值时； 

当所述R、G、B三个分量的值大于等于预设最小值且小于等于预设最大值，则所述R、G、B三个分量的值保持不变。 

可选的，在所述的基于颜色空间变换进行编解码误差修正的方法中，所述预设最小值为零；所述预设最大值为2ⁿ-1，其中，n为表示Y、U、V三个分量的 二进制位数，n的取值由一编解码系统决定。 

同时，本发明还提供基于颜色空间变换进行编解码误差修正的系统，包括： 

颜色空间变换模块，用于将用YUV类型的颜色空间表示的彩色数字化的视频的解码视频帧的每一个像素的Y、U、V三个分量进行颜色空间变换，获得与所述Y、U、V三个分量对应的R、G、B三个分量； 

编解码误差修正模块，用于将所述R、G、B三个分量的值分别修正到预设最小值和预设最大值之间，获得与所述R、G、B三个分量对应的R’、G’、B’三个分量； 

颜色空间反变换模块，用于将所述R’、G’、B’三个分量进行颜色空间反变换，获得与所述R’、G’、B’三个分量对应的修正后的解码视频帧的每一个像素的Y’、U’、V’三个分量。