[发明专利]一种基于H.264和HSV颜色量化的屏幕图像编码方法

说明书

本发明公开了一种基于H.264和HSV颜色量化的屏幕图像编码方法，包括颜色量化过程和图像编码过程。在颜色量化的过程中，针对I帧，将原来的256个颜色区间量化到32个颜色区间，再使用无损压缩编码进一步降低比特数。在图像编码的过程中，针对P帧，使用H.264编码器，对前后帧变化的运动区域进行整体的运动估计，而不是对每个宏块都进行运动估计。本发明可以减少编码后的比特数，在保证屏幕图像质量的同时提高了图像的压缩效率。

技术领域

本发明属于数字图像技术领域，涉及一种屏幕图像压缩方法，具体涉及一种基于H.264和HSV颜色量化的屏幕图像编码方法。

背景技术

在互联网和云计算时代，屏幕内容共享已经成为远程教育、网络会议、协作办公、个人即时通讯等应用中不可或缺的功能。例如，远程教育系统向学生提供高质量的老师授课场景，包括老师操作幻灯片或其他软件实时过程。屏幕图像需要经过压缩才能进行传输和存储，但不同于观看自然视频，人们对呈现在屏幕上的文档内容的清晰度要求较高，不能忍受任何图文信息的失真。因此，在存储空间和网络带宽受到限制的情况下，如何对屏幕图像进行近似无失真的压缩是亟待解决的问题。

屏幕图像是由计算机生成的一种特殊的图像，由文本、图形及自然图像等不同统计特性的成份组成。目前已经开展了一些基于混合图像编码方法的屏幕图像压缩研究，例如，对文本/图形块使用无损的LZW算法编码，对自然图片块使用传统图像编码算法JPEG/JPEG2000；或是在帧内编码时采用Gzip无损编码和H.264有损编码相结合的混合编码方法。

当前对屏幕视频的编码依然是沿用H.264等面向自然视频的编码技术，由于没有充利用屏幕视频中不同类型内容统计特性的差异，压缩效率停留在一个较低的水平。屏幕视频中的文字图形部分带有大量人眼敏感的高频信息，屏幕视频具有文字图形边缘锐利、前背景色彩层次感强、屏幕滚动的整体运动等特性，如果从这些特性出发，发掘新的编码方法和编码工具组合，有望提升屏幕视频中图文内容的编码质量和效率。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于H.264和HSV颜色量化的屏幕图像编码方法，该方法采用基于H.264和HSV颜色量化对图像进行压缩，在保证图像质量的前提下提高了图像的压缩效率。

本发明所采用的技术方案是：一种基于H.264和HSV颜色量化的屏幕图像编码方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：判断当前帧类型；

若当前帧是I帧，则执行下述步骤2；

若当前帧是P帧，则执行下述步骤6；

步骤2：根据YUV转RGB模型得到当前图像的RGB三个分量的值，根据RGB转HSV模型得到当前图像的HSV三个分量的值；

步骤3：将色调H空间量化成7份，饱和度S空间量化成2份，亮度V空间量化成2份；

步骤4：颜色量化后，H用3bit表示，S、V分别用1bit表示，得到32个颜色空间进行LZMA算法的无失真压缩编码；

步骤5：判断当前帧是否是最后一帧；

若是，则结束编码；

若否，则回转执行步骤1；

步骤6：则根据帧差法可得到前后两帧的运动区域，并将在运动区域内的宏块标志为1，否则标志为0；若连续5个宏块的运动矢量是一样的且宏块的标志为1，则获取运动区域中第一个宏块的坐标和最后一个宏块的坐标，由此得到一个变化的运动区域；

步骤7：判断当前宏块是否属于运动区域；

若是，则执行下述步骤8；

若否，则执行下述步骤11；

步骤8：判断当前宏块是否是运动区域的第一个宏块；