CN102045570B - 一种图像编码方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种图像编码方法及装置,用以提高对图像中感兴趣区域图像的编码效率。本发明提供的一种图像编码方法包括:确定当前帧图像的感兴趣区域中的当前待编码宏块对应的搜索窗,其中该搜索窗处于编码完成的图像上与当前待编码宏块所处的感兴趣区域位置相同的感兴趣区域内;根据当前待编码宏块对应的搜索窗内已编码完成的图像,对当前待编码宏块进行编码。

Description

一种图像编码方法及装置
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域,尤其涉及一种图像编码方法及装置。
背景技术
对于图像编码来说,编码过程大体上可分为帧内编码和帧间编码两种。
对图像进行编码前,首先将一帧图像分成若干宏块,宏块为编码单元,按照光栅扫描顺序逐个编码宏块,直到整个图像的宏块都编码完成。
所谓帧内编码,是指在对一帧图像进行编码时,对其中的任一宏块编码,只能以本图像内已经编码完成的宏块作为参考。
所谓帧间编码,是指在对当前帧图像中的宏块进行编码时,需要参考当前帧图像之前的已经编码完成的图像中的内容,这些已经编码完成的图像称为参考帧图像。
感兴趣区域是视频监控中的一个重要的概念,感兴趣区域指视频帧中用户定义的重要内容区域,包括主要的活动场景和人等。相应的,用户不感兴趣的区域可以定义为背景区域。
在现有技术中,对这种包括感兴趣区域的图像的编码,采用的是普通的编码技术,即没有对感兴趣区域和背景区域进行区分,设置的搜索窗可能包括背景区域,而背景区域是用户不感兴趣的区域,因此在很多情况下多做了无用功,编码的效率会很低。
发明内容
本发明实施例提供了一种图像编码方法及装置,用以提高对图像中感兴趣区域图像的编码效率。
本发明实施例提供的一种图像编码方法包括:
确定当前帧图像的感兴趣区域中的当前待编码宏块对应的搜索窗,其中该搜索窗处于编码完成的图像上与当前待编码宏块所处的感兴趣区域位置相同的感兴趣区域内;
根据当前待编码宏块对应的搜索窗内已编码完成的图像,对当前待编码宏块进行编码。
本发明实施例提供的一种图像编码装置包括:
搜索窗确定单元,用于确定当前帧图像的感兴趣区域中的当前待编码宏块对应的搜索窗,其中该搜索窗处于编码完成的图像上与当前待编码宏块所处的感兴趣区域位置相同的感兴趣区域内;
编码单元,用于根据当前待编码宏块对应的搜索窗内已编码完成的图像,对当前待编码宏块进行编码。
本发明实施例,确定当前帧图像的感兴趣区域中的当前待编码宏块对应的搜索窗,其中该搜索窗处于编码完成的图像上与当前待编码宏块所处的感兴趣区域位置相同的感兴趣区域内;根据当前待编码宏块对应的搜索窗内已编码完成的图像,对当前待编码宏块进行编码,从而通过针对感兴趣区域设置搜索窗,而不考虑背景区域部分,提高了对图像中感兴趣区域图像的编码效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种图像编码方法的流程示意图;
图2为本发明实施例提供的图像中的感兴趣区域的示意图;
图3为本发明实施例提供的将不规则的感兴趣区域划分为规则区域后得到的区域的示意图;
图4为本发明实施例提供的将不规则的感兴趣区域划分为规则区域后得到的区域的示意图;
图5为本发明实施例提供的一种图像编码装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种图像编码方法及装置,用以提高对图像中感兴趣区域图像的编码效率。
为了提高编码效率,本发明实施例提出一种针对感兴趣区域的运动估计编码方案。
现有技术中,运动估计过程是在参考帧中定义一个搜索窗,在这个窗中搜索和当前待编码块最匹配的块的过程。在参考帧中定义搜索窗时,将参考帧视为一个整体,不会考虑到参考帧不同区域的特征。
而本发明实施例考虑到感兴趣区域是视频监控领域的重要概念,将图像中用户感兴趣或者比较重要的地方和背景区分开来,对感兴趣区域和背景区域采用不同质量的编码方式(背景甚至可以只编码有限次,其他帧中不会有变化)。如果按照现有定义搜索窗的方式,背景区域也可能在搜索范围内,在很多情况下多做了无用功;按照现有定义搜索块形状的方式,很多情况下不能真实体现感兴趣区域的特性(感兴趣区域有可能是规则的矩形,也有可能是不规则形状,由编码时定义)。因此,本发明实施例将搜索窗限制在感兴趣区域之内,也可以将搜索窗的形状根据感兴趣区域来进行适当的调整,以实现最快捷的编码。
下面结合附图对本发明实施例提供的技术方案进行说明。
参见图1,本发明实施例提供的一种图像编码方法包括步骤:
S101、确定当前帧图像的感兴趣区域中的当前待编码宏块对应的搜索窗,其中该搜索窗处于编码完成的图像上与当前待编码宏块所处的感兴趣区域位置相同的感兴趣区域内。
所述编码完成的图像,即当前帧图像的参考帧图像。
较佳地,参考帧图像为当前帧图像的前一帧图像。当然,也可以为当前帧图像之前的其他帧图像。
S102、根据当前待编码宏块对应的搜索窗内已编码完成的图像,对当前待编码宏块进行编码。
较佳地,所述感兴趣区域,为矩形的感兴趣区域。
较佳地,若当前帧图像中包括非矩形的感兴趣区域,则该方法还包括:
将当前帧图像的非矩形的感兴趣区域,划分为矩形的感兴趣区域。
较佳地,若编码完成的图像上与当前待编码宏块所处的感兴趣区域位置相同的感兴趣区域的面积小于预设的搜索窗面积阈值,则确定当前待编码宏块对应的搜索窗的步骤包括:
将编码完成的图像上与当前待编码宏块所处的感兴趣区域位置相同的整个感兴趣区域,作为当前待编码宏块对应的搜索窗。
较佳地,所述确定当前帧图像的感兴趣区域中的当前待编码宏块对应的搜索窗,包括:
根据当前待编码宏块所处的位置,以及预设的搜索窗面积,在编码完成的图像上确定搜索区域;
将该搜索区域与编码完成的图像上与当前待编码宏块所处的感兴趣区域位置相同的感兴趣区域相重合的区域,确定为当前待编码宏块对应的搜索窗。
较佳地,所述根据当前待编码宏块对应的搜索窗内已编码完成的图像,对当前待编码宏块进行编码。
下面给出具体的举例说明。
本发明实施例提供的包括感兴趣区域的图像如图2所示,其中包括两部分感兴趣区域,一部分是由宏块组成的规则的感兴趣区域,即正方形的区域;另一部分是由相邻宏块组成的不规则的感兴趣区域。相应的,用户不感兴趣的区域可以定义为背景区域。
当选择对背景区域中的图像不编码的时候,感兴趣区域和背景区域的图像可以认为是不相关的,本发明实施例中所述的运功估计的过程,可以在感兴趣区域之间进行编码,使得编码效率会比较高。但是,对于规则的感兴趣区域(矩形区域)和不规则的感兴趣区域(非矩形的感兴趣区域),本发明实施例提供的编码方案会有所不同。
本发明实施例中,对图像的编码,是针对16x16的宏块来进行的,16x16是宏块大小,单位是像素。在16x16宏块的基础上,还可以细分为多种形状,对每个宏块都确定一个对应的搜索区域,比如32x32的搜索窗。
搜索窗的位置和大小,是有限制的,通常是在参考帧中设定的一个区域,规定搜索过程在此区域内完成,不能超出设定的这个范围。一般来讲,都是根据当前待编码块的位置或者预测运动矢量来确定对应的搜索窗的位置,搜索窗的大小多数情况下是预先设定的。
对于规则的感兴趣区域:
在对每一编码宏块进行编码时,可以将前一帧中与当前帧图像上的感兴趣区域的位置相同的区域,作为参考帧区域,在这个参考帧区域中,按照预设的搜索窗面积,确定搜索窗,如果这个搜索窗超出感兴趣区域,则将感兴趣区域的边界作为搜索窗的边界,即舍弃超出的部分,将与感兴趣区域重合的部分作为最终确定的搜索窗,即若编码完成的图像上与当前待编码宏块所处的感兴趣区域位置相同的感兴趣区域的面积小于预设的搜索窗面积阈值,则将编码完成的图像上与当前待编码宏块所处的感兴趣区域位置相同的整个感兴趣区域,作为当前待编码宏块对应的搜索窗。
其中,搜索窗面积阈值的设置,可以根据实际需要进行设置,比如可以设置搜索窗面积阈值为32x32。
对于不规则的感兴趣区域:
在对每一编码宏块进行编码时,根据不规则的感兴趣区域的宏块组成,将这个非矩形区域划分为几个规则的矩形区域。例如,图3和图4所示,为对图2中不规则的感兴趣区域进行划分后得到的结果。
在对不规则的感兴趣区域中的图像进行编码时,将参考帧中可以形成矩形的相邻宏块组成一个矩形编码参考区域(即对不规则的感兴趣区域划分后得到的矩形区域),对当前帧中当前待编码宏块编码时,在当前待编码宏块所对应的矩形编码参考区域内设定搜索窗,如果这个搜索窗的范围超出矩形编码参考区域,则将该矩形编码参考区域的边界作为搜索窗的边界。
如果不规则的感兴趣区域或规则的感兴趣区域的大小,不足以形成一个搜索窗(即小于预设的搜索窗的大小),这种情况下,感兴趣区域的大小比较小,在这个区域中做运动估计不能得到非常好的效果。如果当前待编码宏块大于感兴趣区域(这是特例,通常感兴趣区域不会这么小),那么,只设定感兴趣区域为搜索区域显然不能进行很好的匹配(像素点不够)。为了降低编码的复杂性,将这个感兴趣区域作为一个整体,用参考帧中的相同位置的感兴趣区域作为当前帧图像的同一位置的感兴趣区域的最佳匹配区域,即将编码完成的图像上与当前待编码宏块所处的感兴趣区域位置相同的感兴趣区域,作为当前待编码宏块对应的搜索窗。然后,对当前帧图像的同一位置的感兴趣区域中的每一个宏块进行编码。
通常情况下,视频图像中的每一帧图像的感兴趣区域的个数、大小、形状是相同。
参见图5,本发明实施例提供的一种图像编码装置,包括:
区域划分单元201,用于在当前帧图像中包括非矩形的感兴趣区域时,将当前帧图像的非矩形的感兴趣区域,划分为矩形的感兴趣区域。
区域确定单元202,用于确定当前待编码宏块所处的感兴趣区域,其中,该感兴趣区域,为矩形的感兴趣区域。
搜索窗确定单元203,用于确定当前帧图像的感兴趣区域中的当前待编码宏块对应的搜索窗,其中该搜索窗处于编码完成的图像上与当前待编码宏块所处的感兴趣区域位置相同的感兴趣区域内。
编码单元204,用于根据当前待编码宏块对应的搜索窗内已编码完成的图像,对当前待编码宏块进行编码。
较佳地,所述搜索窗确定单元203,在编码完成的图像上与当前待编码宏块所处的感兴趣区域位置相同的感兴趣区域的面积小于预设的搜索窗面积阈值时,将编码完成的图像上与当前待编码宏块所处的感兴趣区域位置相同的整个感兴趣区域,作为当前待编码宏块对应的搜索窗。
较佳地,所述搜索窗确定单元203,根据当前待编码宏块所处的位置,以及预设的搜索窗面积,在编码完成的图像上确定搜索区域;将所述搜索区域与编码完成的图像上与当前待编码宏块所处的感兴趣区域位置相同的感兴趣区域相重合的区域,确定为当前待编码宏块对应的搜索窗。
综上所述,本发明实施例,确定当前帧图像的感兴趣区域中的当前待编码宏块对应的搜索窗,其中该搜索窗处于编码完成的图像上与当前待编码宏块所处的感兴趣区域位置相同的感兴趣区域内;根据当前待编码宏块对应的搜索窗内已编码完成的图像,对当前待编码宏块进行编码,从而通过针对感兴趣区域设置搜索窗,而不考虑背景区域部分,提高了对图像中感兴趣区域图像的编码效率。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种图像编码方法,其特征在于,该方法包括:
确定当前帧图像的感兴趣区域中的当前待编码宏块对应的搜索窗,其中该搜索窗处于编码完成的图像上与当前待编码宏块所处的感兴趣区域位置相同的感兴趣区域内;
根据当前待编码宏块对应的搜索窗内已编码完成的图像,对当前待编码宏块进行编码;
若编码完成的图像上与当前待编码宏块所处的感兴趣区域位置相同的感兴趣区域的面积小于预设的搜索窗面积阈值,则确定当前待编码宏块对应的搜索窗的步骤包括:
将编码完成的图像上与当前待编码宏块所处的感兴趣区域位置相同的整个感兴趣区域,作为当前待编码宏块对应的搜索窗。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述感兴趣区域,为矩形的感兴趣区域。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,若当前帧图像中包括非矩形的感兴趣区域,则该方法还包括:
根据当前帧图像的非矩形的感兴趣区域的宏块组成,将当前帧图像的非矩形的感兴趣区域,划分为矩形的感兴趣区域。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法,其特征在于,所述确定当前帧图像的感兴趣区域中的当前待编码宏块对应的搜索窗,包括:
根据当前待编码宏块所处的位置,以及预设的搜索窗面积,在编码完成的图像上确定搜索区域;
将所述搜索区域与编码完成的图像上与当前待编码宏块所处的感兴趣区域位置相同的感兴趣区域相重合的区域,确定为当前待编码宏块对应的搜索窗。
5.一种图像编码装置,其特征在于,该装置包括:
搜索窗确定单元,用于确定当前帧图像的感兴趣区域中的当前待编码宏块对应的搜索窗,其中该搜索窗处于编码完成的图像上与当前待编码宏块所处的感兴趣区域位置相同的感兴趣区域内;
编码单元,用于根据当前待编码宏块对应的搜索窗内已编码完成的图像,对当前待编码宏块进行编码;
所述搜索窗确定单元,在编码完成的图像上与当前待编码宏块所处的感兴趣区域位置相同的感兴趣区域的面积小于预设的搜索窗面积阈值时,将编码完成的图像上与当前待编码宏块所处的感兴趣区域位置相同的整个感兴趣区域,作为当前待编码宏块对应的搜索窗。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,该装置还包括:
区域确定单元,用于确定当前待编码宏块所处的感兴趣区域,其中,所述感兴趣区域,为矩形的感兴趣区域。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,该装置还包括:
区域划分单元,用于在当前帧图像中包括非矩形的感兴趣区域时,根据当前帧图像的非矩形的感兴趣区域的宏块组成,将当前帧图像的非矩形的感兴趣区域,划分为矩形的感兴趣区域。
8.根据权利要求5、6或7所述的装置,其特征在于,所述搜索窗确定单元,根据当前待编码宏块所处的位置,以及预设的搜索窗面积,在编码完成的图像上确定搜索区域;将所述搜索区域与编码完成的图像上与当前待编码宏块所处的感兴趣区域位置相同的感兴趣区域相重合的区域,确定为当前待编码宏块对应的搜索窗。
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