[发明专利]一种基于区域的分辨率可变的视频编解码方法

说明书

技术领域

本发明涉及信号处理与通信领域，特别地，涉及一种基于区域的分辨率可变的视频编码方法和一种基于区域的分辨率可变的视频解码方法。

背景技术

视频编码的一个重要目的就是对视频信号进行压缩，减少视频信号的数据量，从而节约视频信号的存储空间和传输带宽。一方面，原始视频信号，数据量非常巨大，这是视频编码压缩的必要性所在；另一方面，原始视频信号存在大量的冗余信息，这是视频编码压缩的可能性所在。这些冗余信息可以分成空间冗余信息、时间冗余信息、数据冗余信息和视觉冗余信息。其中前面三种冗余信息仅仅只是考虑像素间统计概念上的冗余信息，总称统计冗余信息；视觉冗余信息更加侧重考虑人眼视觉系统的特性。视频编码要降低视频信号数据量，就需要降低视频信号中存在的各种冗余信息。

当前视频编解码标准，比如ITU制定的H.261，H.263，H.26L和ISO的MPEG组织制定的MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4，以及JVT制定的H.264/MPEG-AVC(简称H.264)和中国自主知识产权的视频编码标准AVS第二部分等，都在一定程度上去除了空间冗余信息、时间冗余信息和数据冗余信息。它们基于传统的混合视频编码框架，综合考虑预测编码、变换编码以及熵编码，着力降低视频信号的统计冗余信息，具有以下主要特点：

(1)利用预测编码降低时间冗余信息和空间冗余信息；

(2)利用变换编码进一步降低空间冗余信息；

(3)利用熵编码降低数据冗余信息；

预测编码包括帧内预测编码和帧间预测编码。用帧内预测编码技术压缩的视频帧，称为帧内编码帧(I帧)。帧内编码帧的编码过程如下：首先，将编码帧分成编码块(编码单元的一种形式)；对编码块进行帧内预测，得到帧内预测的残差数据；接着对残差数据进行二维变换编码；然后在变换域中对变换系数进行量化；然后经过扫描将二维信号转换成一维信号；最后进行熵编码。用帧间预测编码技术压缩的视频帧，称为帧间编码帧(P帧、B帧)。帧间编码帧的编码过程如下：首先，将编码帧分成编码块；对编码块采用运动估计技术得到运动矢量和参考块(参考单元的一种形式)；然后采用运动补偿技术，得到帧间预测后的残差数据；接着对残差数据进行二维变换编码；然后在变换域中对变换系数进行量化；然后经过扫描将二维信号转换成一维信号；最后进行熵编码。残差数据，也就是残差信号，相对于原始视频信号，空间冗余信息和时间冗余信息都减小了。

上述基于传统混合视频编解码框架的视频编解码标准，对视觉上的冗余信息的去除效果并不是很理想。事实上，在某些具体应用中，比如说视频监控系统中，在一幅视频图像中，我们所真正关注的区域只有图像中的小部分区域，而对于其他区域的关注程度要相对弱很多，这个时候，图像中就存在着大量的视觉冗余。

为了能够更加有效的去除这些视觉冗余，本发明公开了一种基于区域的分辨率可变的视频编解码方法。基于区域的分辨率可变的视频编解码方法能够对图像中的不同区域进行不同分辨率的编码，对于关注区域采用高分辨率编码，而对于非关注区域则采用低分辨率编码，这样就能够有效的去除图像中存在的大量的视觉冗余。

发明内容

本发明的目的在于针对某些应用中视频图像所存在的大量的视觉冗余，提出一种基于区域的分辨率可变的视频编码方法和一种基于区域的分辨率可变的视频解码方法。

本发明采用的技术方案如下：一种基于区域的分辨率可变的视频编码方法，包含以下步骤：

(1)将待编码图像[a_i，j]_m×n划分为若干个低分辨率区域和高分辨率区域，对区域划分信息进行编码；

(2)根据待编码图像[a_i，j]_m×n中像素的位置坐标，按照间隔抽样规则，将待编码  图像的所有像素分成若干个互不相交的子集；

(3)选择上述步骤(2)中分成的若干个互不相交的子集中的一个作为第一子集；

(4)对低分辨率区域和高分辨率区域中属于第一子集的像素进行编码；

(5)对高分辨率区域中属于非第一子集的每个子集中的像素进行编码。

一种基于区域的分辨率可变的视频解码方法，其特征在于，包含以下步骤：

(1)从码流中解析得到区域划分信息，根据区域划分信息确定待解码图像中的低分辨率区域和高分辨率区域；

(2)从码流中解码得到第一子集的像素值，包括低分辨率区域和高分辨率区域中属于第一子集的像素值；

(3)通过预测解码得到非第一子集，从而得到高分辨率区域中属于非第一子集的像素值；