CN108632612B - 编码压缩的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种编码压缩的方法和装置。其中，该方法包括：分别依据预设量化步长对图像的基本层和增强层进行编码压缩，得到压缩后的码流；向接收端发送码流。本发明解决了由于现有技术中缺乏对文字块进行压缩的有效技术的技术问题。

Description

编码压缩的方法和装置

技术领域

本发明涉及图像编码技术应用领域，具体而言，涉及一种编码压缩的方法和装置。

背景技术

电脑屏幕画面采集的视频序列与摄像机等设备采集的视频序列有着较大的区别。在电脑屏幕画面中，较多场景会有文字画面，例如：浏览网页，播放幻灯片等会出现大量文字。

对于文字图像进行截取并按固定大小划分成块，得到的图像块信息简称文字块。由于文字块基于其特有的性质，在较大的压缩比下，仍能保持较为合理的失真度。

文字块经压缩后有失真，将文字块压缩后的内容称为基本层，图像的真实值和压缩恢复后的值之间的差值压缩后称为增强层。当基本层和增强层同时传输到解码端，解码完成后可无损的恢复出原图像。在较多场景下，只传输基本层恢复后的图像质量有可能“不达标”，而传输基本层和增强层恢复的无损图像“达标”，但更多的要求是“人眼无损”。而“人眼无损”是介于“不达标”和“达标”之间的状态。这种状态相比于无损在不影响观察的情况下码流更小。

目前主流的压缩算法中如：H.264，H.265，JPEG更多的是针对自然画面的压缩。而对于文字块压缩效果并不理想。

针对上述由于现有技术中缺乏对文字块进行压缩的有效技术的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种编码压缩的方法和装置，以至少解决由于现有技术中缺乏对文字块进行压缩的有效技术的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种编码压缩的方法，包括：分别依据预设量化步长对图像的基本层和增强层进行编码压缩，得到压缩后的码流；向接收端发送码流。

可选的，依据预设量化步长对图像的增强层进行编码压缩，得到压缩后的码流包括：获取的增强层的残差值范围；依据预设量化步长对残差值范围进行区间分割，得到等量化步长的区间；统计区间中出现频率最多的数字，得到各个区间的量化基本值；依据量化基本值对各个区间中的残差值进行编码压缩，得到压缩后的码流。

进一步地，可选的，依据预设量化步长对残差值范围进行区间分割，得到等量化步长的区间包括：统计增强层中各类分量，得到频率直方图；依据预设量化步长和频率直方图对残差值范围进行区间分割，得到等量化步长的区间。

可选的，依据量化基本值对各个区间中的残差值进行编码压缩，得到压缩后的码流包括：依据量化基本值对区间中的残差值进行减量化，得到减量后的残差值，其中，减量后的残差值分别对应各个等量化步长的区间；依据量化基本值对减量后的残差值进行压缩，得到压缩后的码流。

进一步地，可选的，向接收端发送码流包括：依据预设传输规则向接收端发送码流，其中，依据预设传输规则向接收端发送码流包括：依据量化基本值与各个区间下限的关系，得到待传输的各个区间的对应值；对对应值进行编码压缩，得到码流；向接收端发送码流。

根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种编码压缩的装置，包括：编码模块，用于分别依据预设量化步长对图像的基本层和增强层进行编码压缩，得到压缩后的码流；发送模块，用于向接收端发送码流。

可选的，编码模块包括：获取单元，用于获取的增强层的残差值范围；分割单元，用于依据预设量化步长对残差值范围进行区间分割，得到等量化步长的区间；统计单元，用于统计区间中出现频率最多的数字，得到各个区间的量化基本值；编码单元，用于依据量化基本值对各个区间中的残差值进行编码压缩，得到压缩后的码流。

进一步地，可选的，分割单元包括：统计子单元，用于统计增强层中各类分量，得到频率直方图；分割子单元，用于依据预设量化步长和频率直方图对残差值范围进行区间分割，得到等量化步长的区间。

可选的，编码单元包括：减量子单元，用于依据量化基本值对区间中的残差值进行减量化，得到减量后的残差值，其中，减量后的残差值分别对应各个等量化步长的区间；编码子单元，用于依据量化基本值对减量后的残差值进行压缩，得到压缩后的码流。

进一步地，可选的，发送模块包括：发送单元，用于依据预设传输规则向接收端发送码流，其中，发送单元包括：获取子单元，用于依据量化基本值与各个区间下限的关系，得到待传输的各个区间的对应值；压缩子单元，用于对对应值进行编码压缩，得到码流；发送子单元，用于向接收端发送码流。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，程序执行上述分别依据预设量化步长对图像的基本层和增强层进行编码压缩，得到压缩后的码流；向接收端发送码流。

根据本发明实施例的一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述分别依据预设量化步长对图像的基本层和增强层进行编码压缩，得到压缩后的码流；向接收端发送码流。

在本发明实施例中，采用分别依据预设量化步长对图像的基本层和增强层进行编码压缩的方式，通过分别依据预设量化步长对图像的基本层和增强层进行编码压缩，得到压缩后的码流；向接收端发送所述码流，达到了降低了码流的目的，从而实现了图像/视频恢复后接近无损的技术效果，进而解决了由于现有技术中缺乏对文字块进行压缩的有效技术的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的编码压缩的方法的流程示意图；

图2是根据本发明实施例的一种编码压缩的方法中的量化步长/基本层大小对比图；

图3是根据本发明实施例的一种编码压缩的方法中的量化步长/psnr对比图；

图4是根据本发明实施例的一种编码压缩的方法的流程示意图；

图5是根据本发明实施例的编码压缩的装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

根据本发明实施例，提供了一种编码压缩的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的编码压缩的方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，分别依据预设量化步长对图像的基本层和增强层进行编码压缩，得到压缩后的码流；

步骤S104，向接收端发送码流。

在本发明实施例中，采用分别依据预设量化步长对图像的基本层和增强层进行编码压缩的方式，通过分别依据预设量化步长对图像的基本层和增强层进行编码压缩，得到压缩后的码流；向接收端发送码流，达到了降低了码流的目的，从而实现了图像/视频恢复后接近无损的技术效果，进而解决了由于现有技术中缺乏对文字块进行压缩的有效技术的技术问题。

可选的，步骤S102中依据预设量化步长对图像的增强层进行编码压缩，得到压缩后的码流包括：

步骤S1021，获取的增强层的残差值范围；

步骤S1022，依据预设量化步长对残差值范围进行区间分割，得到等量化步长的区间；

步骤S1023，统计区间中出现频率最多的数字，得到各个区间的量化基本值；

步骤S1024，依据量化基本值对各个区间中的残差值进行编码压缩，得到压缩后的码流。

进一步地，可选的，步骤S1022中依据预设量化步长对残差值范围进行区间分割，得到等量化步长的区间包括：

步骤S10221，统计增强层中各类分量，得到频率直方图；

步骤S10222，依据预设量化步长和频率直方图对残差值范围进行区间分割，得到等量化步长的区间。

可选的，步骤S1024中依据量化基本值对各个区间中的残差值进行编码压缩，得到压缩后的码流包括：

步骤S10241，依据量化基本值对区间中的残差值进行减量化，得到减量后的残差值，其中，减量后的残差值分别对应各个等量化步长的区间；

步骤S10242，依据量化基本值对减量后的残差值进行压缩，得到压缩后的码流。

进一步地，可选的，步骤S104中向接收端发送码流包括：

步骤S1041，依据预设传输规则向接收端发送码流，其中，依据预设传输规则向接收端发送码流包括：依据量化基本值与各个区间下限的关系，得到待传输的各个区间的对应值；对对应值进行编码压缩，得到码流；向接收端发送码流。

综上，在较多场景下，只传输基本层恢复后的图像质量有可能“不达标”，而传输基本层和增强层恢复的无损图像“达标”，但更多的要求是“人眼无损”。而“人眼无损”是介于“不达标”和“达标”之间的状态。这种状态相比于无损在不影响观察的情况下码流更小。

本申请提供的编码压缩的方法中，文字块最主要的特征是主要的能量集中在较少的几种像素中，例如屏幕显示为一篇白底黑字的文章，主要能量集中在白色像素和黑色像素中。由此定义能量集中的像素域为基本色，其他的定义为逃逸色。

基本色根据文字块的频率直方图确定，确定基本色以后即得到基本色码表。根据基本色和逃逸色，按照相应序号对文字块中像素点进行编码(例如确定四个基本色，序号为0、1、2、3，所有逃逸色序号为4)，在编码过程中引入预测。

即，每个像素点的YUV三个分量跟左侧的像素点YUV三个分量是否相等，如果相等用符号L表示；跟上面的像素点YUV三个分量是否相等，如果相等用符号U表示；如果不相等用符号O表示。由此得到预测索引码表。对于符号为O的像素点，由于无法根据邻域得到本身的值，故需要编写O数据对应码表。前面步骤中，对于逃逸色统一编号为4，故需要编写逃逸色对应码表。最后将前面提到的基本色码表、预测索引码表、O数据码表、逃逸色码表编码后进行传输。

图2是根据本发明实施例的一种编码压缩的方法中的量化步长/基本层大小对比图；图3是根据本发明实施例的一种编码压缩的方法中的量化步长/psnr对比图；由图2和图3所示，为达到接近无损的效果，通过调整降低基本层编码时的量化步长，基本层码流成几何增长。但这是并不是希望得到的结果。通过降低基本层的量化步长而使得图像接近无损也是目前的主要方案。特别注意在这种方案中是不传输增强层的。

本申请提供的编码压缩的方法中选一个较为合理的量化步长得到基本层后进行传输，增强层也进行量化传输。接收端将基本层和增强层合并后显示。这样不但有效控制了整体码流，亦可获得较高的峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ratio，简称psnr)。

下面为便于表述，针对上述几组数据进行进一步分析。

情况1：当基本色层量化步长取1，逃逸色量化步长取4的时候，误差在[-2,+2]之间；

情况2：当基本色层量化步长取4，逃逸色量化步长取16的时候，误差在[-8,+8]之间。

通过上面两种情况不难发现，为到达接近无损图像，像素误差由[-8,+8]缩减到[-2,+2]的时候，基本层码流增加了一倍。需要特别指出的是，对于电脑画面的传输，在较多应用场景下，基本层传输恢复后要求的清晰度已经很高。对于上述情况2，psnr为43.54。在不与原图像对比的情况下，很难看出失真。其中，本申请提供的编码压缩的方法所要解决的技术问题为：如何由情况2更好的达到情况1。

具体的，图4是根据本发明实施例的一种编码压缩的方法的流程示意图，如图4所示，本申请提供的编码压缩的方法具体如下：

对于情况2，增强层Y、U、V的残差值范围[-8，+8]。其中值为0代表该点值已经与原图像值相等，不需要在进行调整了。即，需要处理的残差值范围包括：[-8,-1]和[1,8]的值。

下面针对Y分量进行叙述，U和V分量方法一致。

1.统计一帧内Y分量频率直方图；

2.以3为步长，对上述残差值范围划分为6个区间包括：(-8,-7)，(-6，-5，-4)，(-3，-2，-1)，(1，2，3)，(4，,5，6)，(7，8)；

3.分别统计6个区间中出现频率最多的数字将该数字定义为量化基本值；例如(1，2，3)里面1出现的最多，1为该区域的量化基本值；

4.将对应值量化成量化基本值；(步骤三中，1，2，3都量化成出现频率最高的1)；

5.通过上述处理，残差值由17个值变为7个值。对应编号为-3，-2，-1，0，1，2，3；

6.将对应关系编码传输；按照从小到大(0不需要传输)，6个值进行传输；

传输规则为：量化基本值-区间下限；例如(-8，-7)区间对应的量化基本值为-7，由于知道对应位置，传输1即可。其中(-8，-7)和(7，8)区间的量化基本值用1位二进制可以表示，其余4个区间用2位二进制可以表示，传输共需要2位；

7.将对应编号[-3,3]用算数编码器进行编码传输。

通过以上处理，恢复后的图像与原图像每个像素上误差范围为[-2，+2]。峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ratio，psnr)与情况1基本相同，但基本层加增强层码流小于情况1下基本层码流。

本申请提供的编码压缩的方法中针对文字块，当要求图像/视频恢复后接近无损，除了调节基本层量化参数等指标外，提供了一种有效的压缩调节增强层的方案；并且，在人眼几乎无法识别的情况下给出了一套接近无损的压缩方法，相比于无损压缩较大的降低了码流。

实施例二

根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种编码压缩的装置，图5是根据本发明实施例的编码压缩的装置的结构示意图，如图5所示，包括：

编码模块52，用于分别依据预设量化步长对图像的基本层和增强层进行编码压缩，得到压缩后的码流；发送模块54，用于向接收端发送所述码流。

在本发明实施例中，采用分别依据预设量化步长对图像的基本层和增强层进行编码压缩的方式，通过分别依据预设量化步长对图像的基本层和增强层进行编码压缩，得到压缩后的码流；向接收端发送所述码流，达到了降低了码流的目的，从而实现了图像/视频恢复后接近无损的技术效果，进而解决了由于现有技术中缺乏对文字块进行压缩的有效技术的技术问题。

可选的，所述编码模块52包括：获取单元，用于获取的所述增强层的残差值范围；分割单元，用于依据所述预设量化步长对所述残差值范围进行区间分割，得到等量化步长的区间；统计单元，用于统计所述区间中出现频率最多的数字，得到各个所述区间的量化基本值；编码单元，用于依据所述量化基本值对各个所述区间中的残差值进行编码压缩，得到所述压缩后的码流。

进一步地，可选的，所述分割单元包括：统计子单元，用于统计所述增强层中各类分量，得到频率直方图；分割子单元，用于依据所述预设量化步长和所述频率直方图对所述残差值范围进行区间分割，得到所述等量化步长的区间。

可选的，所述编码单元包括：减量子单元，用于依据所述量化基本值对所述区间中的残差值进行减量化，得到减量后的残差值，其中，所述减量后的残差值分别对应各个所述等量化步长的区间；编码子单元，用于依据所述量化基本值对所述减量后的残差值进行压缩，得到所述压缩后的码流。

进一步地，可选的，所述发送模块54包括：发送单元，用于依据预设传输规则向所述接收端发送所述码流，其中，所述发送单元包括：获取子单元，用于依据所述量化基本值与各个所述区间下限的关系，得到待传输的各个所述区间的对应值；压缩子单元，用于对所述对应着进行编码压缩，得到所述码流；发送子单元，用于向所述接收端发送所述码流。

实施例三

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，程序执行上述分别依据预设量化步长对图像的基本层和增强层进行编码压缩，得到压缩后的码流；向接收端发送所述码流。

实施例四

根据本发明实施例的一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述分别依据预设量化步长对图像的基本层和增强层进行编码压缩，得到压缩后的码流；向接收端发送所述码流。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种编码压缩的方法，其特征在于，包括：

分别依据预设量化步长对图像的基本层和增强层进行编码压缩，得到压缩后的码流；

向接收端发送所述码流；

依据预设量化步长对图像的增强层进行编码压缩，得到压缩后的码流包括：获取的所述增强层的残差值范围；依据所述预设量化步长对所述残差值范围进行区间分割，得到等量化步长的区间；统计所述区间中出现频率最多的数字，得到各个所述区间的量化基本值；依据所述量化基本值对各个所述区间中的残差值进行编码压缩，得到所述压缩后的码流；

所述依据所述量化基本值对各个所述区间中的残差值进行编码压缩，得到所述压缩后的码流包括：依据所述量化基本值对所述区间中的残差值进行减量化，得到减量后的残差值，其中，所述减量后的残差值分别对应各个所述等量化步长的区间；依据所述量化基本值对所述减量后的残差值进行压缩，得到所述压缩后的码流；其中，依据所述量化基本值对所述减量后的残差值进行压缩，得到所述压缩后的码流包括：依据所述量化基本值与各个所述区间下限的关系，得到待传输的各个所述区间的对应值；对所述对应值进行编码压缩，得到所述码流。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，依据所述预设量化步长对所述残差值范围进行区间分割，得到等量化步长的区间包括：

统计所述增强层中各类分量，得到频率直方图；

依据所述预设量化步长和所述频率直方图对所述残差值范围进行区间分割，得到所述等量化步长的区间。

3.一种编码压缩的装置，其特征在于，包括：

编码模块，用于分别依据预设量化步长对图像的基本层和增强层进行编码压缩，得到压缩后的码流；

发送模块，用于向接收端发送所述码流；

所述编码模块包括：获取单元，用于获取的所述增强层的残差值范围；分割单元，用于依据所述预设量化步长对所述残差值范围进行区间分割，得到等量化步长的区间；统计单元，用于统计所述区间中出现频率最多的数字，得到各个所述区间的量化基本值；编码单元，用于依据所述量化基本值对各个所述区间中的残差值进行编码压缩，得到所述压缩后的码流；

所述编码单元包括：减量子单元，用于依据所述量化基本值对所述区间中的残差值进行减量化，得到减量后的残差值，其中，所述减量后的残差值分别对应各个所述等量化步长的区间；编码子单元，用于依据所述量化基本值对所述减量后的残差值进行压缩，得到所述压缩后的码流；其中，编码子单元包括：依据所述量化基本值与各个所述区间下限的关系，得到待传输的各个所述区间的对应值；对所述对应值进行编码压缩，得到所述码流。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述分割单元包括：

统计子单元，用于统计所述增强层中各类分量，得到频率直方图；

分割子单元，用于依据所述预设量化步长和所述频率直方图对所述残差值范围进行区间分割，得到所述等量化步长的区间。

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