[发明专利]使用频域差对图像集合重新编码的方法、系统以及介质

说明书

使用频域差对图像集合进行重新编码的方法以及反转对图像集合的重新编码的相应方法。例如，重新编码工具计算(a)针对来自处于第一格式的经编码的数据的块的经量化的系数以及(b)针对该块的预测的经量化的系数之间的频域差。重新编码工具对频域差进行熵编码，产生针对经压缩的图像的处于第二格式的经编码的数据。这样的重新编码可显著地降低针对先前压缩的图像的存储成本(与针对处于第一格式的先前压缩的图像的存储成本相比)，而不会破坏图像质量。随后，可从处于第二格式的经编码的数据恢复处于第一格式的先前压缩的图像。或者，可对处于第二格式的经编码的数据进行解码以重构这些图像。

背景

随着对数字相机(尤其是智能电话或其他设备内包括的那些相机)使用的增加，数字相片的存储向个人设备并向可通过因特网获得的“云”存储服务提出了重大的挑战。具体地，智能电话和其他移动计算设备中的数字相机已显著地增加了所捕捉、共享和存储的数字图像的数目，因为这样的设备被大量用户在其日常活动中携带。同时，较新的数字相机使用产生更高分辨率图像的传感器。更高分辨率的图像具有每图像更多的样本值，并且往往具有每图像更高的存储成本。

工程师使用压缩(也被称为源编码(source coding、source encoding)或被简单地称为编码(coding或encoding))来降低数字图像的比特率。压缩通过将图像信息转换成较低比特率的形式来降低存储和传送该信息的成本。压缩可以是无损或有损的。无损压缩通常降低比特率，并且不会破坏图像质量。在另一方面，在有损压缩时，比特率降低往往更显著，以图像质量的降低为代价。解压(也被称为解码)从压缩的形式中重构一种版本的原始信息。“编解码器”是编码器/解码器系统。

自20世纪90年代早期以来，已采用了各种图像编解码器标准，包括JPEG 标准(ITU-T T.81或ISO/IEC 10918-1)、JPEG 2000标准(ISO/IEC 15444)和 JPEG XR标准(ITU-T T.832或ISO/IEC 29199-2)。数字图像也可以使用视频编解码器标准的图片内编码和解码来处理，视频编解码器标准诸如为 H.264/AVC标准(ITU-T H.264、MPEG-4AVC或ISO/IEC14496-10)或者 H.265/HEVC标准(ITU-T H.265或ISO/IEC 23008-2)。编解码器标准通常定义针对经编码的数据比特流的句法的选项，从而详述当在编码和解码时使用特定特征时该比特流中的参数。在许多情况下，编解码器标准还提供关于解码器应当执行以在解码时取得一致的结果的解码操作的细节。除了编解码器标准外，各种专用编解码器格式(诸如VP8和VP9)定义针对经编码的数据比特流的句法的其他选项以及相应的解码操作。

由此，图像压缩可降低数字相片的存储成本，但大多数常规图像编码方法并不利用不同图像之间存在的相关性。例如，考虑使用连拍模式捕捉来捕捉的一系列数字相片或相册中的数字相片集合。这些系列或相册中的图像可能高度相关，然而大多数图像编码方法在压缩期间仅考虑每一图像本身。

一些现有的“图像集合”压缩方法利用各图像之间的图像间冗余来降低比特率。这些编码方法中的几个甚至允许无损压缩。这样的方法通常压缩“原始”输入数字图像，而非先前编码的数字图像，以便实现存储成本的显著降低。在将现有的有损图像集合压缩方法应用于先前编码的数字图像的经重构版本时，这些方法几乎不降低比特率，除非图像质量也受损。将现有的无损图像集合压缩方法应用于先前编码的数字图像的经重构版本(尝试降低存储成本，而不进一步降低图像质量)通常增加比特率，而非降低比特率。由此，在一些场景中，现有的图像集合压缩方法在对先前编码的数字图像进行重新编码时无法提供高效性能。

概述

总而言之，详细描述提出使用频域差对图像集合进行重新编码的方法以及反转对图像集合的重新编码的相应方法。在一些示例实现中，重新编码方法可显著地降低针对先前编码的数字图像的集合的存储成本，而不会破坏图像质量。换言之，在这些示例实现中，重新编码方法可提供对先前编码的数字图像的无损压缩。