專利名稱：用于對圖像進行分割編碼的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的目的是通過視頻圖像分割進行編碼的方法。具體地，本發(fā)明的目的在于改進圖像的渲染質(zhì)量，該圖像先前已經(jīng)經(jīng)受壓縮操作以便一旦對其進行編碼便限制用于存儲和/或傳輸與所述圖像有關(guān)的數(shù)據(jù)所需的數(shù)據(jù)率。根據(jù)本發(fā)明的編碼操作具體通過確保針對對應(yīng)于稱為MMI (人機接口)的區(qū)(zone)的圖像區(qū)的與對應(yīng)于照片、視頻等區(qū)的所述圖像的其他區(qū)相關(guān)的最大細節(jié)恢復的可能性來實現(xiàn)?？傮w而言，本發(fā)明的領(lǐng)域涉及視頻圖像壓縮。例如，在不限制本發(fā)明目標的范圍的前提下，本發(fā)明的領(lǐng)域?qū)⒏唧w地詳盡為實質(zhì)上涉及稱為H264的壓縮標準的上下文，而無需關(guān)于本發(fā)明的范圍對該方面進行限制。事實上，即便在某些上下文中其他壓縮標準(例如VC 1或DivX類型)不具有優(yōu)勢，也可以在根據(jù)本發(fā)明的方法的實施方式中使用它們。不同的視頻編碼標準都基于相同的主要原則。一方面，它們基于時間或空間數(shù)據(jù)的冗余，以便減少數(shù)據(jù)量而不必然引入損失。另一方面，消除了某些數(shù)據(jù)或細節(jié)，這會在經(jīng)重建的圖像中引入損失，所述損失通常認為與視覺屬性有關(guān)。事實上，通過眼睛幾乎無法或者根本無法感知到一些圖像細節(jié)，因此可以省略。通過這一方式，獲得經(jīng)壓縮的視頻流。因此，視頻壓縮的主要步驟如下-以亮度-色度對待編碼的圖像進行編碼；-將圖像劃分成宏塊或者基本塊，該宏塊或者基本塊是大小在4*4像素與6*6像素之間的矩形區(qū)域；-運動估測；-運動補償；-頻率變換向每個基本塊應(yīng)用DCT(離散余弦變換)。這種變換使得能夠獲得圖像的頻率表示。-量化；來自DCT的數(shù)據(jù)通過在有限數(shù)量的比特上進行編碼來量化。這是發(fā)生數(shù)據(jù)丟失的地方。-熵編碼在這種編碼中，給定值出現(xiàn)的越頻繁，越會在較小數(shù)量的比特上編碼。其中將描述本發(fā)明的上下文是設(shè)置媒體中心類型應(yīng)用的上下文，其包括在住所的不同點的遠程利用所述住所中的計算機，以便使得各種服務(wù)可以通過分布在位處中的工作站(例如數(shù)字電視解碼器)進行利用。為此，有必要通過由計算機構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)向客戶端和連接它們的連接傳送各種數(shù)據(jù)，尤其是視頻圖像。因此，圖像壓縮對于確保分布在網(wǎng)絡(luò)上的媒體中心類型應(yīng)用的良好操作而言是有必要的。
背景技術(shù)：
如圖1所示，標準H264提供了兩種類型的壓縮。第一壓縮類型100稱為無損壓縮模式或無損壓縮，其從原始圖像103獲得在壓縮階段105之后的經(jīng)重建的圖像104，壓縮階段105沒有在經(jīng)重建的圖像104中產(chǎn)生任何損失。第二壓縮類型101稱為有損壓縮模式或有損壓縮，其從原始圖像106獲得在壓縮階段108之后的經(jīng)重建的圖像107，壓縮階段108在經(jīng)重建的圖像107產(chǎn)生與原始圖像106有關(guān)的數(shù)據(jù)損失，數(shù)據(jù)損失表現(xiàn)為圖像質(zhì)量的下降，明顯地為銳度方面的質(zhì)量下降。標準H264優(yōu)選用于在所創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)上的視頻傳輸。但是如先前所解釋的那樣，該標準可能在壓縮操作發(fā)生期間(尤其在視頻數(shù)據(jù)編碼期間)產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失?；旧?，這些損失被認為是對于人眼而言實際上難以辨別；尤其是當待編碼和傳輸?shù)囊曨l數(shù)據(jù)只是例如照片或電視廣播圖像類型時更是如此。然而，在一些情況下，由這些數(shù)據(jù)損失引入的缺陷可能變得非常明顯。尤其當諸如按鈕、菜單或包含文本和許多細節(jié)的任何其他元素之類的圖像時出現(xiàn)這種情況。更一般而言，當壓縮圖像以獲取傳輸時間或存儲空間時，可以制定某個損失率以便獲得更好的壓縮率。照此情形，這些不對視頻可視化產(chǎn)生問題的損失對于圖形MMI類型的圖像渲染會產(chǎn)生不便。事實上，更具體而言，MMI渲染必須更仔細地進行，因為該圖像經(jīng)常是靜態(tài)的或者略有動畫，因此此處的缺陷易于感知。另一方面，當終端用戶從PC類型工作站轉(zhuǎn)為電視上的應(yīng)用時，其對同一內(nèi)容的評估會變得更加嚴格。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的方法提出了對剛剛已經(jīng)陳述的問題和劣勢的解決方案。在本發(fā)明中，提出了用于改進待重建的圖像的渲染質(zhì)量的解決方案。為此，在本發(fā)明中，尤其期望區(qū)分對應(yīng)于其恢復質(zhì)量必須被優(yōu)化的MMI的圖像區(qū)和對應(yīng)于可以接受有損壓縮的照片、視頻、圖像等類型內(nèi)容的圖像區(qū)。依賴于所區(qū)分的區(qū)的性質(zhì)，繼而應(yīng)用無損壓縮模式或有損壓縮模式。因此，本發(fā)明本質(zhì)上涉及用于對圖像進行編碼的方法，所述編碼是具有使用第一無損壓縮類型和第二有損壓縮類型的可能性的混合編碼，所述方法包括包含將圖像劃分成多個基本塊的操作；特征在于所述方法包括不同的附加步驟，該附加步驟包括-確定具有高級別細節(jié)的基本塊；-向具有高級別細節(jié)的每個基本塊分配第一壓縮類型；-向不具有高級別細節(jié)的每個基本塊分配第二壓縮類型。根據(jù)本發(fā)明的方法除了剛剛在先前段落中提到的主要步驟之外，還可以包括以下中的一個或多個附加特性-包含確定具有高級別細節(jié)的基本塊的步驟包括包含針對考慮中的每個基本塊的不同操作；-執(zhí)行空間濾波以獲得頻率表示；-測量頻率表示的高頻分量級別；-如果高頻分量級別大于預先確定的閾值，則將考慮中的基本塊標識為表示高級別細節(jié)的基本塊；-針對考慮中的圖像的每個顏色面來實現(xiàn)包含確定具有高級別細節(jié)的基本塊的步驟的不同操作，針對考慮中的顏色面之一，如果高頻分量級別大于先前確定的特定閾值， 其中每個顏色面均與特定閾值相關(guān)聯(lián)，則考慮中的基本塊被標識為具有高級別細節(jié)的基本塊；
-每個顏色面的特定閾值具有相同的值；-該方法包括包含以下的附加步驟-向已經(jīng)分配了第一壓縮類型的每個基本塊應(yīng)用所述第一壓縮類型；-向由已經(jīng)分配了第一壓縮類型的兩個基本塊直接圍繞的每個基本塊應(yīng)用第一壓縮類型；表達“直接圍繞”是指考慮中的基本塊鄰接至少兩個無損類型基本塊的事實，該兩個基本塊位于考慮中的基本塊的左邊和右邊，或者位于考慮中的基本塊的上邊和下邊；-該方法包括以下附加步驟，該步驟包含向同類基本塊類型的所有基本塊應(yīng)用第一壓縮類型；-該編碼是H264編碼類型。根據(jù)本發(fā)明的方法的不同附加特性在其不相互排斥的情況下根據(jù)所有組合可能性進行組合，以產(chǎn)生本發(fā)明實施方式的不同示例。通過閱讀以下描述和查看附圖，將更好地理解本發(fā)明及其各種應(yīng)用。


附圖出于指示性目的呈現(xiàn)而不用于限制本發(fā)明。-圖1已經(jīng)進行了描述，其示意性示出了兩種不同壓縮模式的操作；-圖2示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的編碼方法；-圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的實施方式的示例，其中待壓縮的圖像的某些基本塊在布置了用于確定壓縮模式的特定標準之后根據(jù)無損壓縮模式進行壓縮；-圖4示出了已經(jīng)經(jīng)受根據(jù)本發(fā)明方法的實施方式的示例編碼的圖像的示例。
具體實施例方式除非另作說明，出現(xiàn)在不同附圖中的元件將保留相同的參考標號。在本發(fā)明中，期望通過利用用于確定考慮中的每個基本塊應(yīng)當根據(jù)無損壓縮模式還是根據(jù)有損壓縮模式進行編碼的特定標準來分隔待編碼的圖像。所定義的標準旨在將 MMI元件(按鈕、菜單等)與其余圖像區(qū)分。一個必要標準在于考慮中的每個基本塊中文本的大量出現(xiàn)與否。首先，本發(fā)明對每個基本塊的頻譜內(nèi)容進行分析；這一步驟由圖像中的文本元素由在亮度和/或色度方面的大量突出變換特征化的事實來證明。因此，本發(fā)明提出針對考慮中的圖像的三個顏色分量的每一個來測量存在于每個基本塊中的高頻分量級別。如果位于某一頻率之上的頻率分量的幅度超過給定閾值，則考慮中的基本塊被標記為無損區(qū)。圖2示出了這種原則。在該圖中，表示了包含按鈕類型圖形元件202的基本塊201。 首先，該基本塊經(jīng)受濾波203，等同于邊緣檢測。這可以是允許獲得高頻基本塊204的高通濾波。這種濾波放大了在考慮中的基本塊中包含的圖像中的突發(fā)變化，并且減少了源圖像中不具有細節(jié)的平滑部分。因此，在高頻基本塊中，可以在出現(xiàn)文本或許多細節(jié)的位置發(fā)現(xiàn)大量非常亮的像素。高頻圖像204可以通過差分濾波器獲得，諸如Laplacien濾波器。其次，實現(xiàn)閾值操作205以便確定基本塊的壓縮應(yīng)當是無損類型還是有損類型。 因此，一旦針對考慮中的基本塊來計算高頻圖像，則有必要將所述基本塊標記為無損或有損。因此，例如，按計劃進行以下不同步驟-對高頻圖像應(yīng)用閾值的步驟，其中值“1”被指派給頻率值大于預先確定的閾值 (經(jīng)驗證明是有利地)的像素；-計數(shù)步驟，其中對在考慮中的基本塊中在先前步驟中指派為值1的像素數(shù)目進行計數(shù)；-確定步驟如果在先前步驟中獲得的數(shù)目大于給定值(例如由經(jīng)驗確定)，則將考慮中的基本塊標記為無損。如果不大于給定值，則將考慮中的基本塊標記為有損。如圖3所示，針對例如由16個基本塊組成的圖像300，因此獲得多個標記為無損的基本塊(由帶陰影線的表示)，以及其他標記為有損的基本塊(由不帶陰影線的表示)。根據(jù)本發(fā)明的第一有利實施方式，如果基本塊301在閾值操作205之后被標記為有損，但該基本塊301由標記為無損的第一基本塊302和由也標記為無損的第二基本塊303 圍繞，則最終如所期望的將考慮中的基本塊301標記為無損。因此，其將經(jīng)受無損壓縮。這種操作通過防止以無損方式壓縮的基本塊與以有損方式壓縮的基本塊之間的太多變換而改進了將在稍后重建的圖像的渲染。根據(jù)本發(fā)明的方法的另一有利實施方式，在閾值操作205之后標記為有損的同類基本塊被變換成標記為無損的基本塊。還被稱作平坦區(qū)(flat zone)的同類基本塊是指零梯度區(qū)針對考慮中的三個顏色分量通過沿考慮中的圖像的兩個正交軸無向量衍生來對此類區(qū)進行特征化。這種實施方式的模式還改進了經(jīng)常由平坦區(qū)直接圍繞的因此以無損格式編碼的文本區(qū)、重建的圖像的渲染。另外，該實施方式不大量消耗所需帶寬、甚至以無損格式編碼的同類基本塊。圖4示出了包括第一窗口 400和第二窗口 401的圖像402。該圖中示出了經(jīng)受了無損壓縮、由帶陰影線表示的基本塊403和經(jīng)受了有損壓縮、由不帶陰影線表示的基本塊 404。圖像402通過剛剛描述的第一有利模式的實施方式的應(yīng)用經(jīng)受了根據(jù)本發(fā)明的編碼方法。因此，在兩個無損基本塊之間沒有直接地布置的損基本塊。
權(quán)利要求
1.一種用于對圖像進行編碼的方法，所述編碼是具有使用第一無損壓縮類型(100)和第二有損壓縮類型(101)的可能性的混合編碼，所述方法包括如下操作，所述操作包含將所述圖像劃分成多個基本塊O01)；特征在于所述方法包括不同的附加步驟，所述附加步驟包括-確定哪些基本塊(302 ；303)具有高級別細節(jié)；-向具有高級別細節(jié)的每個基本塊(302 ；303)分配所述第一壓縮類型；-向不具有高級別細節(jié)的每個基本塊(301)分配所述第二壓縮類型；-向已經(jīng)分配了所述第一壓縮類型的每個基本塊應(yīng)用第一壓縮類型(100)；-向由已經(jīng)分配了所述第一壓縮類型的兩個基本塊直接圍繞的每個基本塊(301)應(yīng)用所述第一壓縮類型。
2.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的編碼方法，其特征在于包含確定具有高級別細節(jié)的所述基本塊的步驟包括如下不同的操作，所述不同的操作包含針對考慮中的每個基本塊-執(zhí)行空間濾波O03)以獲得頻率表示；-測量(20 所述頻率表示的高頻分量級別；-如果所述高頻分量級別大于預先確定的閾值，則將考慮中的基本塊標識為表示高級別細節(jié)的基本塊。
3.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的編碼方法，其特征在于針對考慮中的圖像的每個顏色面來實現(xiàn)包含確定具有高級別細節(jié)的所述基本塊的步驟的不同操作，針對考慮中的顏色面之一，如果所述高頻分量級別大于預先確定的特定閾值，其中每個顏色面與特定閾值相關(guān)聯(lián)， 則考慮中的所述基本塊被標識為具有高級別細節(jié)的基本塊。
4.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于每個顏色面的特定閾值具有相同的值。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項所述的方法，其特征在于所述方法包括附加步驟，所述附加步驟包括-向同類基本塊類型的所有基本塊應(yīng)用所述第一壓縮類型。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項所述的方法，其特征在于所述編碼是H264編碼類型。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于對圖像進行分割編碼的方法，所述編碼是具有使用第一無損壓縮類型(100)和第二有損壓縮類型(101)的可能性的混合編碼，其中所述方法包括包含將所述圖像劃分成多個基本塊(201)的操作，特征在于所述方法包括不同的附加步驟確定基本塊(302；303)中哪些具有高級別細節(jié)；向具有高級別細節(jié)的每個基本塊(302；303)分配所述第一壓縮類型；以及向不具有高級別細節(jié)的每個基本塊(302；303)分配所述第二壓縮類型。
文檔編號H04N7/50GK102308582SQ200980156286
公開日2012年1月4日 申請日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月23日
發(fā)明者J-P·莫拉爾, O·皮耶坎, S·維亞勒 申請人:薩基姆通訊寬帶公司