[发明专利]分段图象序列编码的方法和系统以及解码的方法和系统

说明书

本发明涉及对由多个区域及相关标号组成并定义连续分区的分段图象序列进行编码的方法，所述方法包括估计运动模型的操作，该模型表征每个所述区域从前一分区到当前分区的分段变化，还包括对所述当前分区的每个区域的轮廓和纹理进行编码的操作。

本发明也涉及对由多个区域及相关标号组成并定义连续分区的分段图象序列进行编码的系统，所述系统包括用于估计运动模型的装置，该模型表征每个所述区域从前一分区到当前分区的分段变化，还包括用于对所述当前分区的每个区域的轮廓和纹理进行编码的装置，并涉及在这样的系统输出处得到的编码信号以及存储这样的编码信号的存储介质。

本发明还涉及将对应于分段图象序列每个连续分区的区域的编码信号进行解码的方法，以及实现所述解码方法的解码系统。

在下列描述中，名词“图象”必须根据它的最广泛的含义来理解。确实很清楚的是本发明不仅处理常规的图象，其中至少有一个亮度信号关联于每个图象元素(或象素)，而且更一般地也处理任何三维数据(u，v，w)集，其中的两个定义着预定帧内的一类位置，第三个定义着与每一对相应的数据相关联的在给定范围内变化的一个值。无论如何，所建议的方法对所有基于分段的编码技术都提供了相当的好处并且特别是可用于使用由分段所得分区的运动补偿编码的视频终端。这样的技术主要对极低比特率应用是有用的，并注重MPEG4参考下的标准(MPEG是“运动图象专家组”的缩写，是国际标准化组织ISO的一个专家组)。

L.H.Chen和Y.K.Chen的文章“基于新分段技术的高压缩图象编码方法”(“A high-compression image coding method based on a newsegmentation technique”)，Proceedings of the National Science Council，中国台湾，Part A：物理科学和工程(Physical Science andEngineering)，vol.16，n°5，1992年9月，403-421页，涉及基于分段的编码技术，描述了将输入视频序列分成区域之后如何表示这些所得到的区域。所描述的编码方法包括用于描述每个区域的轮廓点的轮廓编码和用于估计分区的每个区域中每个象素值的纹理编码。这种技术的一个特殊问题是，当要编码和发送的信息同时包括关于分区和所述分区的每个区域内象素的运动信息时，要把计算负荷和发送成本维持在较低水平上。

本发明的第一个目的是建议一种分区编码方法，可使发送的信息量降低并因此而产生较低的(并且最终会是不太昂贵的)计算负荷。

为此本发明涉及本描述前言中所定义的一种方法，而且其中所述的编码操作顺序包括如下步骤：

—对根据以帧内模式发送和/或存储的区域的轮廓进行编码；

—产生补偿分区，包括以帧内模式发送的所述区域以及基于所述的运动模型补偿的区域；

—从所述当前及补偿分区计算误差分区并对所述误差分区及被编码的误差分区的每个区域的标号进行编码。

对于这样的编码方法，被传送并发射的唯一运动信息确实只是纹理的运动以及区域的顺序，它代表了很少的附加信息量，每区域的标号是通过使用补偿分区信息有效地进行编码的。而且，尽管补偿误差的编码是基于帧而不是基于区域全局进行的，但是编码策略为每个区域分别定义了传输模式(帧内或帧间模式)，而不是认为所有区域都以相同模式处理。结果，这个方法导致被发送的信息量降低并得到更好的图象质量。

根据本发明，这个方法可优选地以下面方式实现：

(A)所述编码步骤包括如下子步骤：

—选择必须以帧内模式发射和/或存储的所述当前分区的区域集；

—将所述的选择区域编码；

—产生与这些选择区域有关的掩模并对其编码；

(B)所述产生步骤包括如下子步骤：

—对于每个有关区域，对当前分区的所有点指定为该有关区域所估计的运动模型；

—对于每个有关区域，基于对当前分区和考虑所述指定的运动模型而重构的分区之间所作的比较而产生所述补偿分区；

(C)所述计算和编码步骤包括如下子步骤：

—从所述当前及补偿分区计算误差分区；

—对和所述补偿分区轮廓和所述误差分区轮廓相关联的所谓覆盖分区的轮廓进行编码；

—对所述被编码的覆盖分区的每个区域的标号进行编码。

在上一个实现的改进的实施中，所述产生步骤可在它的两个第一子步骤和所述计算及编码步骤的输入之间顺序地包括如下子步骤：