CN102970489A - 影像融合***及方法 - Google Patents
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Abstract
一种影像融合***及方法，该***用于：获取一张影像中的一个最大编码单元LCU，将该LCU切割成多个N×N区块；依据Z字形顺序，计算当前N×N区块的像素平均值；根据当前N×N区块的像素平均值判断该LCU是否需要执行融合操作，如果该LCU需要执行融合操作，则对该LCU执行融合操作。利用本发明可以降低计算量及加速LCU的切割。
Description
技术领域
本发明涉及一种影像压缩***及方法，尤其涉及一种影像压缩中的影像融合***及方法。
背景技术
在2010年4月，Joint Collaborative Team on Video Coding（JCT-VC）开始着手于研究新一代的压缩技术高效视频编码（HighEfficiency Video Coding，即H.265/HEVC），其目的是成为下一代的压缩标准。相较于目前的压缩技术H.264，其目标为降低50%的比特率（Bit rate），同时其画面质量及计算复杂度也提升了3倍。目前普遍的研究方向为：提升压缩效率、提高编码正确性以及错误恢复能力、降低计算时间及计算复杂度。
在编码流程中，一张影像或画面会被切割成多个固定大小的最大编码单元（Largest Coding Unit，LCU），而每个LCU内则会以四分树的架构递归切割成不同大小的编码单元（Coding Units，CU）以进行像素预测。在递归切割的过程中亦会判定这个LCU内最佳的切割方式，在递归结束之后此LCU内的最佳切割方式将被决定。在此递归过程中，由于测试过每一个不同大小的CU以确定最佳的切割方式，其所耗费的运算时间及其运算复杂度是相当高而有待改善的。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种影像融合***，其可利用影像中的亮度及色彩资讯对LCU中的区块进行融合，以达到降低计算量及加速LCU切割的目的。
鉴于以上内容，有必要提供一种影像融合方法，其可利用影像中的亮度及色彩资讯对LCU中的区块进行融合，以达到降低计算量及加速LCU切割的目的。
一种影像融合***，应用于电子装置，该***包括：切割模块，用于获取一张影像中的一个最大编码单元LCU，将该LCU切割成多个N×N区块；计算模块，用于依据Z字形顺序，计算当前N×N区块的像素平均值；融合模块，用于根据当前N×N区块的像素平均值判断该LCU是否需要执行融合操作，如果该LCU需要执行融合操作，则对该LCU执行融合操作。
一种影像融合方法，应用于电子装置，该方法包括：切割步骤，获取一张影像中的一个最大编码单元LCU，将该LCU切割成多个N×N区块；计算步骤，依据Z字形顺序，计算当前N×N区块的像素平均值；融合步骤，根据当前N×N区块的像素平均值判断该LCU是否需要执行融合操作，如果该LCU需要执行融合操作，则对该LCU执行融合操作。
相较于现有技术，所述的影像融合***及方法，其可利用影像中的亮度及色彩资讯对LCU中的区块进行融合，降低计算量及加速LCU切割。
附图说明
图1是本发明影像融合***的运行环境示意图。
图2是影像融合***的功能模块图。
图3A及图3B是本发明影像融合方法的较佳实施例的流程图。
图4是将一个LCU切割成多个N×N区块的示意图。
图5是将图4中的N×N融合成2N×2N区块的示意图。
图6是将图5中的2N×2N融合成4N×4N区块的示意图。
图7是将图6中的4N×4N融合成8N×8N区块的示意图。
主要元件符号说明
| 电子装置 | 2 |
| 显示设备 | 20 |
| 输入设备 | 22 |
| 存储器 | 23 |
| 影像融合*** | 24 |
| 处理器 | 25 |
| 切割模块 | 240 |
| 计算模块 | 241 |
| 融合模块 | 242 |
| 预测模块 | 243 |
具体实施方式
如图1所示，是本发明影像融合***的运行环境示意图。该影像融合***24运行于电子装置2中。该电子装置2还包括通过数据总线相连的显示设备20、输入设备22、存储器23和处理器25。所述电子装置2可以是电脑、手机、PDA（Personal DigitalAssistant，个人数字助理）等。
所述存储器23用于存储所述影像融合***24的程序代码和影像等资料。所述显示设备20用于显示所述影像等资料，该显示设备20可以是电脑的液晶显示屏、手机的触摸屏等。所述输入设备22用于输入用户设置的各种数据，例如，键盘、鼠标等。
所述影像融合***24用于利用影像中的亮度及色彩资讯对LCU中的区块进行融合，当判定某些区块中的像素的色彩资讯一致性较高时，对该些区块进行融合，具体过程以下描述。
在本实施例中，所述影像融合***24可以被分割成一个或多个模块，所述一个或多个模块被存储在所述存储器23中并被配置成由一个或多个处理器（本实施例为一个处理器25）执行，以完成本发明。例如，参阅图2所示，所述影像融合***24被分割成切割模块240、计算模块241、融合模块242和预测模块243。本发明所称的模块是完成一特定功能的程序段，比程序更适合于描述软件在电子装置2中的执行过程。以下将结合图3A及图3B说明各模块的具体功能。
如图3A及图3B所示，是本发明影像融合方法的第一实施例的流程图。
步骤S10，切割模块240从存储器23或其它电子设备中获取一张影像，将该影像中的一个最大编码单元（Largest Coding Unit，LCU）切割成多个N×N区块。可以理解，一张影像中包括多个固定大小的LCU，如大小为64×64，本实施例以对一个LCU进行切割为例进行说明。在本实施例中，N=8。例如，参阅图4所示，该LCU被切割成64个8×8大小的区块。
步骤S11，计算模块241依据Z字形顺序（参阅图4所示），计算当前N×N区块的像素平均值，以判断该LCU是否需要执行融合操作。在本实施例中，所述融合操作包括N×N区块的第一次融合（对应步骤S12-S15），2N×2N区块的第二次融合（对应步骤S16-S20），及4N×4N区块的第三次融合（对应步骤S21-S25）。
在本实施例中，所述像素平均值为各像素的亮度（即灰阶值，Luma）的平均值。在其它实施例中，也可以加入像素的彩色资讯（Chroma）来计算像素平均值。以计算灰阶值为例，假设N=8，则计算模块241计算每个8×8区块内64个像素的灰阶平均值，作为该区块的像素平均值。
步骤S12，融合模块242判断当前N×N区块是否属于当前2N×2N区块的最后区块。例如，参阅图4所示，假设当前N×N区块为区块1，则当前2N×2N区块包括：区块1、区块2、区块9、区块10。
如果当前N×N区块不属于当前2N×2N区块的最后区块，则执行步骤S 13，融合模块242依据Z字形顺序，从该LCU中选取下一个N×N区块作为新的当前N×N区块，然后，流程返回步骤S11。
如果当前N×N区块属于当前2N×2N区块的最后区块，则执行步骤S14，融合模块242判断当前2N×2N区块内的4个N×N区块的像素平均值是否相近，例如，像素平均值相差20以内。
如果当前2N×2N区块内的每两个N×N区块的像素平均值的偏差皆小于预设值（如20），则判定当前2N×2N区块内的4个N×N区块的像素平均值相近，执行步骤S15，融合模块242执行N×N区块的第一次融合，即将当前2N×2N区块内的4个N×N区块融合成一个区块。然后，流程执行步骤S16。例如，将图4所示的区块1、区块2、区块9及区块10融合后将形成一个2N×2N大小的区块“A1”（参阅图5所示）。
如果当前2N×2N区块内存在某两个N×N区块的像素平均值的偏差大于或等于该预设值，则判定当前2N×2N区块内的4个N×N区块的像素平均值不相近，执行步骤S16，融合模块242判断当前N×N区块是否属于当前4N×4N区块的最后区块。例如，参阅图4所示，当前4N×4N区块的最后区块为区块28。
如果当前N×N区块不属于当前4N×4N区块的最后区块，则执行步骤S 17，融合模块242依据Z字形顺序，从该LCU中选取下一个2N×2N区块中的第一个N×N区块作为新的当前N×N区块，然后，流程返回步骤S11。例如，参阅图4所示，下一个2N×2N区块包括区块3、区块4、区块11、区块12，新的当前N×N区块为区块3。
如果当前N×N区块属于当前4N×4N区块的最后区块，则执行步骤S18，融合模块242继续判断当前4N×4N区块内是否含N×N区块，即判断当前4N×4N区块中的所有N×N区块是否皆已融合成2N×2N区块。
如果当前4N×4N区块内含N×N区块，则代表当前4N×4N区块中的所有N×N区块没有融合成2N×2N区块，融合模块242判断无需执行2N×2N区块的第二次融合，流程执行步骤S21，继续判断该LCU是否需要执行4N×4N区块的第三次融合。
如果当前4N×4N区块内不含N×N区块，则代表当前4N×4N区块中的所有N×N区块皆已融合成2N×2N区块，执行步骤S 19，融合模块242判断当前4N×4N区块内的4个2N×2N区块的像素平均值是否相近，例如，像素平均值相差20以内。
如果当前4N×4N区块内的每两个2N×2N区块的像素平均值的偏差皆小于预设值（如20），则判定当前4N×4N区块内的4个2N×2N区块的像素平均值相近，执行步骤S20，融合模块242执行2N×2N区块的第二次融合，即将当前4N×4N区块内的4个2N×2N区块融合成一个区块。然后，流程执行步骤S21。例如，将图5所示的区块A1、区块A2、区块A5及区块A6融合后将形成一个4N×4N大小的区块（参阅图6所示）。
如果当前4N×4N区块内存在某两个2N×2N区块的像素平均值的偏差大于或等于该预设值，则判定当前4N×4N区块内的4个2N×2N区块的像素平均值不相近，执行步骤S21，融合模块242判断当前N×N区块是否属于当前8N×8N区块（即该LCU）的最后区块。例如，参阅图4所示，当前8N×8N区块的最后区块为区块64，即该LCU的最后区块。
如果当前N×N区块不属于当前8N×8N区块的最后区块，则执行步骤S22，融合模块242依据Z字形顺序，从该LCU中选取下一个4N×4N区块中的第一个N×N区块作为新的当前N×N区块，然后，流程返回步骤S11。例如，参阅图4所示，下一个4N×4N区块为该LCU右上角的4N×4N区块，新的当前N×N区块为区块5。
如果当前N×N区块属于当前8N×8N区块的最后区块，则执行步骤S23，融合模块242继续判断当前8N×8N区块内是否含4N×4N以下的区块（包括N×N区块或2N×2N区块），即判断该LCU中的2N×2N区块是否全部融合成4N×4N区块。如果当前8N×8N区块内含4N×4N以下的区块，则代表该LCU中的2N×2N区块没有全部融合成4N×4N区块，融合模块242判断无需执行4N×4N区块的第三次融合，流程执行步骤S26。
如果当前8N×8N区块内不含4N×4N以下的区块，则代表该LCU中的2N×2N区块皆已全部融合成4N×4N区块，执行步骤S24，融合模块242判断当前8N×8N区块内的4个4N×4N区块的像素平均值是否相近，例如，像素平均值相差20以内。
步骤S25，如果当前8N×8N区块内的每两个4N×4N区块的像素平均值的偏差皆小于预设值（如20），则判定当前8N×8N区块内的4个4N×4N区块的像素平均值相近，融合模块242执行4N×4N区块的第三次融合，将当前8N×8N区块内的4个4N×4N区块融合成一个区块，即判断该LCU不需要再做切割。然后，流程执行步骤S26。例如，将图7所示的4个4N×4N区块融合后将形成一个8N×8N大小的区块。
如果当前8N×8N区块内存在某两个4N×4N区块的像素平均值的偏差大于或等于该预设值，则判定当前8N×8N区块内的4个4N×4N区块的像素平均值不相近，融合模块242判断无需执行4N×4N区块的第三次融合，流程执行步骤S26。
步骤S26，预测模块243对分割后的N×N区块或融合后的区块进行像素预测。其中，所述像素预测包括帧内预测（IntraPrediction）和帧外预测（Inter Prediction）。
由于本发明在进行像素预测时同时有进行区块融合操作，对于复杂度较低的影像，由于区块间的色彩资讯较为接近，故易融合成较大的区块，从而减少切割及预测的次数和时间。
在本实施例中，所述融合操作包括：N×N区块的第一次融合、2N×2N区块的第二次融合、及4N×4N区块的第三次融合。在第二或第三实施例中，也可以只执行第一次融合，或只执行第一次融合与第二次融合。
在第二实施例中，如果只执行第一次融合，则当步骤S14判断结果为“否”、或者执行步骤S15后，继续判定当前N×N区块是否属于该LCU的最后区块。
如果当前N×N区块属于该LCU的最后区块，则执行步骤S26。如果当前N×N区块不属于该LCU的最后区块，则融合模块242依据Z字形顺序，从该LCU中选取下一个N×N区块作为新的当前N×N区块，然后，流程返回步骤S11。
在第三实施例中，如果只执行第一次融合与第二次融合，则当步骤S18判断结果为“是”、或当步骤S19判断结果为“否”、或者执行步骤S20后，继续判定当前N×N区块是否属于该LCU的最后区块。
如果当前N×N区块属于该LCU的最后区块，则执行步骤S26。如果当前N×N区块不属于该LCU的最后区块，则融合模块242依据Z字形顺序，从该LCU中选取下一个N×N区块作为新的当前N×N区块，然后，流程返回步骤S11。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (16)
1.一种影像融合***，应用于电子装置，其特征在于，该***包括：
切割模块，用于获取一张影像中的一个最大编码单元LCU，将该LCU切割成多个N×N区块；
计算模块，用于依据Z字形顺序，计算当前N×N区块的像素平均值；及
融合模块，用于根据当前N×N区块的像素平均值判断该LCU是否需要执行融合操作，如果该LCU需要执行融合操作，则对该LCU执行融合操作。
2.如权利要求1所述的影像融合***，其特征在于，该***还包括：
预测模块，用于对分割后的N×N区块或融合后的区块进行像素预测。
3.如权利要求1所述的影像融合***，其特征在于，所述融合操作包括N×N区块的第一次融合，该第一次融合包括：
判断当前N×N区块是否属于当前2N×2N区块的最后区块；
如果当前N×N区块不属于当前2N×2N区块的最后区块，则依据Z字形顺序，从该LCU中选取下一个N×N区块作为新的当前N×N区块；
如果当前N×N区块属于当前2N×2N区块的最后区块，则判断当前2N×2N区块内的4个N×N区块的像素平均值是否相近；
如果当前2N×2N区块内的4个N×N区块的像素平均值不相近，则结束第一次融合；
如果当前2N×2N区块内的4个N×N区块的像素平均值相近，执行N×N区块的第一次融合，将当前2N×2N区块内的4个N×N区块融合成一个区块。
4.如权利要求3所述的影像融合***，其特征在于：
如果当前2N×2N区块内的每两个N×N区块的像素平均值的偏差皆小于预设值，则判定当前2N×2N区块内的4个N×N区块的像素平均值相近。
5.如权利要求1所述的影像融合***，其特征在于，所述融合操作包括N×N区块的第一次融合，该第一次融合包括：
判断当前N×N区块是否属于当前2N×2N区块的最后区块；
如果当前N×N区块不属于当前2N×2N区块的最后区块，则依据Z字形顺序，从该LCU中选取下一个N×N区块作为新的当前N×N区块；
如果当前N×N区块属于当前2N×2N区块的最后区块，则判断当前2N×2N区块内的4个N×N区块的像素平均值是否相近；
如果当前2N×2N区块内的4个N×N区块的像素平均值不相近，则执行第二次融合；
如果当前2N×2N区块内的4个N×N区块的像素平均值相近，执行N×N区块的第一次融合，将当前2N×2N区块内的4个N×N区块融合成一个区块，然后执行第二次融合。
6.如权利要求5所述的影像融合***，其特征在于，所述第二次融合包括：
判断当前N×N区块是否属于当前4N×4N区块的最后区块；
如果当前N×N区块不属于当前4N×4N区块的最后区块，则依据Z字形顺序，从该LCU中选取下一个2N×2N区块中的第一个N×N区块作为新的当前N×N区块；
如果当前N×N区块属于当前4N×4N区块的最后区块，则继续判断当前4N×4N区块内是否含N×N区块；
如果当前4N×4N区块内含N×N区块，则结束第二次融合；
如果当前4N×4N区块内不含N×N区块，则判断当前4N×4N区块内的4个2N×2N区块的像素平均值是否相近；
如果当前4N×4N区块内的4个2N×2N区块的像素平均值不相近，则结束第二次融合；
如果当前4N×4N区块内的4个2N×2N区块的像素平均值相近，执行2N×2N区块的第二次融合，将当前4N×4N区块内的4个2N×2N区块融合成一个区块。
7.如权利要求5所述的影像融合***，其特征在于，所述第二次融合包括：
判断当前N×N区块是否属于当前4N×4N区块的最后区块；
如果当前N×N区块不属于当前4N×4N区块的最后区块，则依据Z字形顺序，从该LCU中选取下一个2N×2N区块中的第一个N×N区块作为新的当前N×N区块；
如果当前N×N区块属于当前4N×4N区块的最后区块，则继续判断当前4N×4N区块内是否含N×N区块；
如果当前4N×4N区块内含N×N区块，则执行第三次融合；
如果当前4N×4N区块内不含N×N区块，则判断当前4N×4N区块内的4个2N×2N区块的像素平均值是否相近；
如果当前4N×4N区块内的4个2N×2N区块的像素平均值不相近，则执行第三次融合；
如果当前4N×4N区块内的4个2N×2N区块的像素平均值相近，执行2N×2N区块的第二次融合，将当前4N×4N区块内的4个2N×2N区块融合成一个区块，然后执行第三次融合。
8.如权利要求7所述的影像融合***，其特征在于，所述第三次融合包括：
判断当前N×N区块是否属于当前8N×8N区块的最后区块；
如果当前N×N区块不属于当前8N×8N区块的最后区块，则依据Z字形顺序，从该LCU中选取下一个4N×4N区块中的第一个N×N区块作为新的当前N×N区块；
如果当前N×N区块属于当前8N×8N区块的最后区块，则继续判断当前8N×8N区块内是否含4N×4N以下的区块；
如果当前8N×8N区块内含4N×4N以下的区块，则结束第三次融合；
如果当前8N×8N区块内不含4N×4N以下的区块，则判断当前8N×8N区块内的4个4N×4N区块的像素平均值是否相近；
如果当前8N×8N区块内的4个4N×4N区块的像素平均值不相近，则结束第三次融合；
如果当前8N×8N区块内的4个4N×4N区块的像素平均值相近，执行4N×4N区块的第三次融合，将当前8N×8N区块内的4个4N×4N区块融合成一个区块。
9.一种影像融合方法，应用于电子装置，其特征在于，该方法包括：
切割步骤，获取一张影像中的一个最大编码单元LCU，将该LCU切割成多个N×N区块；
计算步骤，依据Z字形顺序，计算当前N×N区块的像素平均值；及
融合步骤，根据当前N×N区块的像素平均值判断该LCU是否需要执行融合操作，如果该LCU需要执行融合操作，则对该LCU执行融合操作。
10.如权利要求9所述的影像融合方法，其特征在于，该方法还包括：
预测步骤，对分割后的N×N区块或融合后的区块进行像素预测。
11.如权利要求9所述的影像融合方法，其特征在于，所述融合操作包括N×N区块的第一次融合步骤，该第一次融合步骤包括：
判断当前N×N区块是否属于当前2N×2N区块的最后区块；
如果当前N×N区块不属于当前2N×2N区块的最后区块，则依据Z字形顺序，从该LCU中选取下一个N×N区块作为新的当前N×N区块；
如果当前N×N区块属于当前2N×2N区块的最后区块，则判断当前2N×2N区块内的4个N×N区块的像素平均值是否相近；
如果当前2N×2N区块内的4个N×N区块的像素平均值不相近，则结束第一次融合步骤；
如果当前2N×2N区块内的4个N×N区块的像素平均值相近，执行N×N区块的第一次融合，将当前2N×2N区块内的4个N×N区块融合成一个区块。
12.如权利要求11所述的影像融合方法，其特征在于：
如果当前2N×2N区块内的每两个N×N区块的像素平均值的偏差皆小于预设值，则判定当前2N×2N区块内的4个N×N区块的像素平均值相近。
13.如权利要求9所述的影像融合方法，其特征在于，所述融合操作包括N×N区块的第一次融合步骤，该第一次融合步骤包括：
判断当前N×N区块是否属于当前2N×2N区块的最后区块；
如果当前N×N区块不属于当前2N×2N区块的最后区块，则依据Z字形顺序，从该LCU中选取下一个N×N区块作为新的当前N×N区块；
如果当前N×N区块属于当前2N×2N区块的最后区块，则判断当前2N×2N区块内的4个N×N区块的像素平均值是否相近；
如果当前2N×2N区块内的4个N×N区块的像素平均值不相近，则执行第二次融合步骤；
如果当前2N×2N区块内的4个N×N区块的像素平均值相近，执行N ×N区块的第一次融合，将当前2N×2N区块内的4个N×N区块融合成一个区块。
14.如权利要求13所述的影像融合方法，其特征在于，所述第二次融合步骤包括：
判断当前N×N区块是否属于当前4N×4N区块的最后区块；
如果当前N×N区块不属于当前4N×4N区块的最后区块，则依据Z字形顺序，从该LCU中选取下一个2N×2N区块中的第一个N×N区块作为新的当前N×N区块；
如果当前N×N区块属于当前4N×4N区块的最后区块，则继续判断当前4N×4N区块内是否含N×N区块；
如果当前4N×4N区块内含N×N区块，则结束第二次融合步骤；
如果当前4N×4N区块内不含N×N区块，则判断当前4N×4N区块内的4个2N×2N区块的像素平均值是否相近；
如果当前4N×4N区块内的4个2N×2N区块的像素平均值不相近，则结束第二次融合步骤；
如果当前4N×4N区块内的4个2N×2N区块的像素平均值相近，执行2N×2N区块的第二次融合，将当前4N×4N区块内的4个2N×2N区块融合成一个区块。
15.如权利要求13所述的影像融合方法，其特征在于，所述第二次融合步骤包括：
判断当前N×N区块是否属于当前4N×4N区块的最后区块；
如果当前N×N区块不属于当前4N×4N区块的最后区块，则依据Z字形顺序，从该LCU中选取下一个2N×2N区块中的第一个N×N区块作为新的当前N×N区块；
如果当前N×N区块属于当前4N×4N区块的最后区块，则继续判断当前4N×4N区块内是否含N×N区块；
如果当前4N×4N区块内含N×N区块，则执行第三次融合步骤；
如果当前4N×4N区块内不含N×N区块，则判断当前4N×4N区块内的4个2N×2N区块的像素平均值是否相近；
如果当前4N×4N区块内的4个2N×2N区块的像素平均值不相近，则执行第三次融合步骤；
如果当前4N×4N区块内的4个2N×2N区块的像素平均值相近，执行2N×2N区块的第二次融合，将当前4N×4N区块内的4个2N×2N区块融合成一个区块，然后执行第三次融合步骤。
16.如权利要求15所述的影像融合方法，其特征在于，所述第三次融合步骤包括：
判断当前N×N区块是否属于当前8N×8N区块的最后区块；
如果当前N×N区块不属于当前8N×8N区块的最后区块，则依据Z字形顺序，从该LCU中选取下一个4N×4N区块中的第一个N×N区块作为新的当前N×N区块；
如果当前N×N区块属于当前8N×8N区块的最后区块，则继续判断当前8N×8N区块内是否含4N×4N以下的区块；
如果当前8N×8N区块内含4N×4N以下的区块，则结束第三次融合步骤；
如果当前8N×8N区块内不含4N×4N以下的区块，则判断当前8N×8N区块内的4个4N×4N区块的像素平均值是否相近；
如果当前8N×8N区块内的4个4N×4N区块的像素平均值不相近，则结束第三次融合步骤；
如果当前8N×8N区块内的4个4N×4N区块的像素平均值相近，执行4N×4N区块的第三次融合，将当前8N×8N区块内的4个4N×4N区块融合成一个区块。
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2012
- 2012-11-13 CN CN2012104535374A patent/CN102970489A/zh active Pending
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| PB01 | Publication | ||
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