CN105791825B - 一种基于h.264和hsv颜色量化的屏幕图像编码方法 - Google Patents

一种基于h.264和hsv颜色量化的屏幕图像编码方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105791825B
CN105791825B CN201610143356.XA CN201610143356A CN105791825B CN 105791825 B CN105791825 B CN 105791825B CN 201610143356 A CN201610143356 A CN 201610143356A CN 105791825 B CN105791825 B CN 105791825B
Authority
CN
China
Prior art keywords
executed
following step
moving region
hsv
macro block
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610143356.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN105791825A (zh
Inventor
王中元
张安娜
朱荣
肖晶
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University WHU
Original Assignee
Wuhan University WHU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University WHU filed Critical Wuhan University WHU
Priority to CN201610143356.XA priority Critical patent/CN105791825B/zh
Publication of CN105791825A publication Critical patent/CN105791825A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105791825B publication Critical patent/CN105791825B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/103—Selection of coding mode or of prediction mode
    • H04N19/107—Selection of coding mode or of prediction mode between spatial and temporal predictive coding, e.g. picture refresh
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/124—Quantisation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/17—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object
    • H04N19/176—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object the region being a block, e.g. a macroblock
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/186—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being a colour or a chrominance component
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
    • H04N19/503—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
    • H04N19/51—Motion estimation or motion compensation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Color Television Systems (AREA)

Abstract

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。

Description

一种基于H.264和HSV颜色量化的屏幕图像编码方法
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***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；
若是，则执行下述步骤9；
若否，则执行下述步骤10；
步骤9：对当前宏块按H.264编码方法编码；然后执行下述步骤12；
步骤10：对当前宏块直接重用运动区域中第一个宏块的运动矢量和模式并按H.264编码方法编码；然后执行下述步骤12；
步骤11：对当前宏块采用P_Skip模式按H.264编码方法编码；然后执行下述步骤12；
步骤12：判断当前宏块是否是当前帧的最后一个宏块；
若是，则执行下述步骤13；
若否，则执行回转执行步骤7；
步骤13：判断，当前帧是否是最后一帧；
若是，则结束编码；
若否，则执行回转执行步骤1。
作为优选，步骤2中所述根据YUV转RGB模型得到当前图像的RGB三个分量的值，转换公式为：
r＝y+1.402v
g＝y-0.344u-0.714v；
b＝y+1.772u
所述根据RGB转HSV模型得到当前图像的HSV三个分量的值，转换公式为：
v＝max；
其中，max＝max(r,g,b)，即r,g,b三者中的最大值；min＝min(r,g,b)，即r,g,b三者中的最小值。
作为优选，步骤3中所述将色调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，量化公式为：
本发明具有以下优点和积极效果：
1)本发明方法能够根据屏幕视频色彩不丰富及整体移动的特点，对帧内颜色和帧间运动进行特殊的压缩，能有效控制图像的编码质量；
2)本发明能够在保证屏幕图像质量的同时显著提高图像的压缩效率。
附图说明
图1本发明实施例的流程图。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
请见图1，本发明提供的一种基于H.264和HSV颜色量化的屏幕图像编码方法，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；
根据YUV转RGB模型得到当前图像的RGB三个分量的值，利用算式；
r＝y+1.402v
g＝y-0.344u-0.714v
b＝y+1.772u
根据RGB转HSV模型得到当前图像的HSV三个分量的值，利用算式；
v＝max
其中，max＝max(r,g,b)，即r,g,b三者中的最大值；min＝min(r,g,b)，即r,g,b三者中的最小值。
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；
利用算式：
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；
量化后得到32个颜色空间进行压缩编码，对于YUV分量，它的每个分量需用到8bit，来表示256种颜色，应该HSV颜色量化后，只需要5bit就能表示出来32中颜色。
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；
若是，则执行下述步骤9；
若否，则执行下述步骤10；
步骤9：对当前宏块按H.264编码方法编码；然后执行下述步骤12；
步骤10：对当前宏块直接重用运动区域中第一个宏块的运动矢量和模式并按H.264编码方法编码；然后执行下述步骤12；
步骤11：对当前宏块采用P_Skip模式按H.264编码方法编码；然后执行下述步骤12；
步骤12：判断当前宏块是否是当前帧的最后一个宏块；
若是，则执行下述步骤13；
若否，则执行回转执行步骤7；
步骤13：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；
本发明可以对屏幕图像中颜色和运动进行特殊的判断，对图像的质量进行有效的控制，在保证屏幕图像质量的同时显著提高图像的压缩效率。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种基于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；
若是，则执行下述步骤9；
若否，则执行下述步骤10；
步骤9：对当前宏块按H.264编码方法编码；然后执行下述步骤12；
步骤10：对当前宏块直接重用运动区域中第一个宏块的运动矢量和模式并按H.264编码方法编码；然后执行下述步骤12；
步骤11：对当前宏块采用P_Skip模式按H.264编码方法编码；然后执行下述步骤12；
步骤12：判断当前宏块是否是当前帧的最后一个宏块；
若是，则执行下述步骤13；
若否，则执行回转执行步骤7；
步骤13：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。
2.根据权利要求1所述的基于H.264和HSV颜色量化的屏幕图像编码方法，其特征在于：步骤2中所述根据YUV转RGB模型得到当前图像的RGB三个分量的值，转换公式为：
r＝y+1.402v
g＝y-0.344u-0.714v；
b＝y+1.772u
所述根据RGB转HSV模型得到当前图像的HSV三个分量的值，转换公式为：
v＝max；
其中，max＝max(r,g,b)，即r,g,b三者中的最大值；min＝min(r,g,b)，即r,g,b三者中的最小值。
3.根据权利要求1所述的基于H.264和HSV颜色量化的屏幕图像编码方法，其特征在于：步骤3中所述将色调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，量化公式为：
CN201610143356.XA 2016-03-11 2016-03-11 一种基于h.264和hsv颜色量化的屏幕图像编码方法 Active CN105791825B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610143356.XA CN105791825B (zh) 2016-03-11 2016-03-11 一种基于h.264和hsv颜色量化的屏幕图像编码方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610143356.XA CN105791825B (zh) 2016-03-11 2016-03-11 一种基于h.264和hsv颜色量化的屏幕图像编码方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105791825A CN105791825A (zh) 2016-07-20
CN105791825B true CN105791825B (zh) 2018-10-26

Family

ID=56393544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610143356.XA Active CN105791825B (zh) 2016-03-11 2016-03-11 一种基于h.264和hsv颜色量化的屏幕图像编码方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105791825B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110545417B (zh) * 2018-05-28 2023-07-14 深信服科技股份有限公司 一种桌面场景的图像编码、解码方法及相关装置
CN111447450A (zh) * 2020-03-16 2020-07-24 西安万像电子科技有限公司 数据处理方法及设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101286239A (zh) * 2008-04-22 2008-10-15 北京航空航天大学 航拍交通视频车辆快速检测方法
CN103873864A (zh) * 2014-03-31 2014-06-18 江南大学 一种应用于视频对象检索的对象标志位高效编码方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5673001A (en) * 1995-06-07 1997-09-30 Motorola, Inc. Method and apparatus for amplifying a signal
AT509759B1 (de) * 2008-06-20 2012-05-15 A1 Telekom Austria Ag Verfahren zum verarbeiten von sport-videosequenzen
US20110255589A1 (en) * 2009-08-03 2011-10-20 Droplet Technology, Inc. Methods of compressing data and methods of assessing the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101286239A (zh) * 2008-04-22 2008-10-15 北京航空航天大学 航拍交通视频车辆快速检测方法
CN103873864A (zh) * 2014-03-31 2014-06-18 江南大学 一种应用于视频对象检索的对象标志位高效编码方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《基于颜色分割和LBP纹理检测的运动目标提取》;胡孟凌，王中元，刘文杰;《计算机工程与设计》;20150731;第36卷(第7期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105791825A (zh) 2016-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pan et al. A low-complexity screen compression scheme for interactive screen sharing
US9716891B2 (en) Quantization method and apparatus in encoding/decoding
CN110198492B (zh) 一种视频的水印添加方法、装置、设备及存储介质
CN105100814B (zh) 图像编码、解码方法及装置
US9756347B2 (en) Screen content coding systems and methods
CN104969549A (zh) 用于帧缓冲器压缩的混合模式
JP2009010954A (ja) 高速な画像処理方法およびシステム
CN102098507A (zh) 图像统合压缩方法及装置
US9984504B2 (en) System and method for improving video encoding using content information
CN104581177A (zh) 一种结合块匹配和串匹配的图像压缩方法和装置
US20090060324A1 (en) Image enhancement and compression
CN106165420A (zh) 用于显示流压缩(dsc)的平度检测的***及方法
CN110312134A (zh) 一种基于图像处理和机器学习的屏幕视频编码方法
CN105791825B (zh) 一种基于h.264和hsv颜色量化的屏幕图像编码方法
CN107431811A (zh) 用于显示流压缩的量化参数更新分类
CN102271251B (zh) 无失真的图像压缩方法
CN108702520A (zh) 用于显示流压缩的基于向量的熵译码的设备及方法
CN110087082A (zh) 图像处理装置和用于操作图像处理装置的方法
CN111246208B (zh) 视频处理方法、装置及电子设备
CN108401185A (zh) 参考帧选择方法、视频转码方法、电子设备和存储介质
US20170244972A1 (en) Methods and apparatus for mapping input image
US20210058613A1 (en) Lossy image compression using palettization of locally mixed colors
CN113301339A (zh) 数据编码、解码方法及装置
CN103260019B (zh) 帧内图像预测编解码方法及视频编解码器
Liu et al. Fast palette mode decision methods for coding game videos with HEVC-SCC

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant