[发明专利]针对纹理区域的图像编码器

说明书

本发明涉及用于将包括纹理区域的图像压缩成压缩数据流的图像编码器。

本发明进一步涉及将包括纹理区域的图像编码成压缩数据流的方法、用于将压缩数据流解码成包括纹理区域的图像的图像解码器、将压缩数据流解码成包括纹理区域的图像的方法、用于传输包括纹理区域的编码图像压缩数据流的发送器、用于传输编码图像压缩数据流的便携式设备、用于接收压缩数据流并解码包括纹理区域的图像的接收器、压缩的编码图像信号、压缩的编码图像信号的传输方法以及用于执行上述任何方法的计算机程序产品。

为了高效的传输及存储，将包括图像序列的视频信息编码成压缩数字数据流。近年来，人们对开发更好的编码器和解码器以在保持解码图像的高质量的同时减少带宽产生了极大的兴趣。具有纹理区域的图像序列的压缩带来了附加的挑战，例如，为了在解码图像中更高质量地再现纹理，对带宽的要求更高。

其它类型纹理中的图像可以包含随机的纹理。通过找出随机纹理的最相似的参数模型便能获得该随机纹理的表示。在比特率减少方面，有利的是，在任何需要的地方将纹理的参数模型以及区域的边界信息编码成压缩数据流，而不是通过常规方法编码纹理区域。在解码器处接收压缩数据流，并利用解码的纹理参数(例如纹理的统计参数)和边界信息在输出图像中重构纹理区域。由于人眼的心理视觉感知的缘故，不能将这些重构的纹理与存在于原始图像中的纹理有效地区别开来。

一种用于将表示纹理模型的参数编码成压缩数据流、解码纹理模型的参数以及在输出图像处重构纹理化区域的图像编码系统的实施例在现有技术中是已知的，现有技术例如Adrina Dumitras和Barry G.Haskell发表于《IEEE电路与系统学报》2004年6月第14卷第6期的“编码器-解码器纹理置换方法在基于内容的电影编码中的应用(AnEncoder-Decoder Texture Replacement Method With Application toContent-Based Movie Coding)”。

然而，现有技术的缺点在于，即使在对表示纹理模型的参数进行编码时，编码大量的纹理仍然需要相当大的数据量以待编码，如果想要精确地编码纹理，情况尤其如此。

期望提供一种图像编码器，该图像编码器用于以更有效率的方式压缩包括纹理区域的图像。

用于压缩包括第一区域、第二区域和第三区域至少其一的图像的图像编码器实现了上述期望，该图像编码器包括：

-估值器，设置为依据预先确定的估计算法根据第一区域的第一纹理参数和第二区域的第二纹理参数至少其一估计第三纹理参数；

-比较器，设置为根据预先确定的匹配标准把对应于所估计的第三纹理参数的产生的纹理表示和位于输入图像第三区域中的纹理表示进行比较并计算出匹配度值；以及

-数据编码器，设置为将第一纹理参数和第二纹理参数至少其一编码成压缩数据流，并设置为当匹配度值在预先规定区间之内时在压缩数据流中利用估计算法的字典化(codification)对位于输入图像的第三区域中的纹理进行编码。

本发明人已经认识到，图像中的纹理相互之间常常具有一定程度的相似性，一个纹理的参数可以根据一个或多个相似的纹理的参数来估计。能够根据相关纹理的参数而被估计的纹理参数不必被编码和传输，借此节省了相当大量的带宽或存储空间。然而需要在压缩数据流中字典化(codified)和传输预先确定的估计算法。解码器使用估计算法来估计未被传输的纹理参数。

根据本发明，估值器设置为依据预先确定的估计算法根据第一纹理和第二纹理参数至少其一来估计第三纹理参数。在数据编码器中，使估计算法能用于字典化和进一步的传输或存储。

比较器设置为比较通过估计的纹理参数所产生的第三纹理表示和图像中现有的第三纹理表示。第三纹理的表示可以是像素或从纹理中得出的模型参数或统计特性的形式，纹理的比较可以在相应的域中完成。比较器得出的匹配度值是产生的纹理和现有的纹理之间相似性的一个度量，并且可以用来确定是否可以用重新产生的纹理替代现有的纹理。

在数据编码器中，如果发现匹配度值在一个预先规定区间之内时，那么将估计算法编码成压缩数据流。否则在数据流中对第三纹理的实际参数进行编码。有利的是，使用比编码第三纹理参数所需比特率更少的比特率来编码估计算法。因而实现了比特率的节省并由此提高了具有纹理区域的图像的编码效率。