CN101453642B - 图像编/解码方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种图像编/解码方法、装置和系统以及图像模式编/解码方法和装置。该图像编码方法包括：根据待编码图像的图像信息确定与所述图像信息对应的图像模式值；利用所述图像模式值对所述图像信息进行编码，得到编码码流；对所述图像模式值进行编码，并将编码后的所述图像模式值写入到所述编码码流中。该图像解码方法包括：对待解码图像的码流进行解析，得到所述待解码图像的图像模式值；利用所述图像模式值对所述待解码图像的码流进行解码，输出解码后的图像。本发明实施例通过在视频编码中融入图像模式的方法，对不同场景图像编解码提供了一定的场景自适应能力，从而提高了在不同场景下的编解码压缩性能。

Description

图像编/解码方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及图像编解码技术领域，尤其是一种图像编/解码方法、装置和系统以及图像模式编/解码方法和装置。 

背景技术

在视频图像编解码技术中，输入信号通常为一个图像序列，图像序列通常划分为一幅一幅的图像，也称图像帧输入到编码器中，因此，图像是编解码器的处理信号的基本单元。 

实际应用中，因为图像的拍摄环境情况不同，所以拍摄的图像特性显著不同。不同的拍摄条件将直接影响到所拍摄的图像质量；而拍摄场景不同，拍摄得到的图像特性变化就很大，要想获得较佳的拍摄图像质量，对拍摄者和摄像设备提出了较高的要求。要求摄像者根据拍摄对象和拍摄场景的不同，来调整摄像机的光圈、快门、焦距、测光方式及闪光灯等，为了解决因拍摄环境情况和拍摄场景条件不同，对拍摄图像质量的影响，数码相机等厂商在数码相机内加入了数种场景模式，并预先调节好光圈、快门、焦距、测光方式及闪光灯等参数值，这样就更加方便拍出高质量的照片，既使那些经验不足的用户也能拍出有一定质量保证的数码相片。目前，数码相机内的场景模式少则有四、五种，多则有二三十种，例如：使用风景模式时，数码相机会把光圈调到最小以增加景深，使相片获得最清晰的效果；使用人像模式时，数码相机能调节色调、对比度或柔化效果使拍摄的人像表现更强的肤色效果；使用夜景模式时，数码相机延长快门曝光时间，以保证相片充分曝光，相片画面也会比较亮；使用动态模式(运动模式)时，数码相机会把快门速度调到较快或提高ISO感光值，用来拍摄高速移动的物体。数码相机中的场景模式对应的是数码相机的光学特性参数，如光圈、快门、焦距、测光方式及闪光灯等参数值。这些参数可以在拍摄时，通过拍摄者选取来得到较佳的拍摄效果。但是对于视频序列，拍摄者在拍摄完毕后，得到的视频图像序列将是固定的，这些视频图像序列作为视频图像编码器的输入信号。对于视频图像编码器而言，一般无法确定拍摄条件或拍摄环境，更无法控制拍摄设备的光学特性参数。 

另外，视频图像编码器所编码的是图像的像素值，既使在拍摄时采用了类似数码相机的光学特性场景模式，但是不同场景下拍摄的序列特性依然变化很大，这对视频图像编码器的编码性能有较大影响，如：不同场景下的电影片段。并且拍摄设备的光学特性参数与视频图像编码器并没有直接联系，这些光学特性参数无法使用到视频图像编码器中。 

目前，在联合图像专家组(joint photographic experts group，Jpeg)，运动图像专家组(moving picture experts group，MPEG)规范1(Mpeg1)、Mpeg2、Mpeg4、H.264、AVS等图像编码标准或运动图像编码标准中，均不对图像或视频图像序列按照图像场景进行区分，即对整个视频图像序列按照统一的编码方法进行编码，编码参数在编码前就设定好。然而输入的视频图像序列因为拍摄场景的不同而使得图像的特性差别很大，无区分图像场景的编码方法无法适合视频图像的变化。 

在影视应用中，一部长90分钟的电影，就可能包括数十个片段和场景，不同场景的拍摄情况、光照、背景、人物或物体的运动等条件不同，就会导致拍摄的视频序列的各个场景或片段的内容特性不同，对这些不同特性的序列采用同一种编码方法显然无法适合视频内容的变化。 

在视频监控应用中，使用监控摄像的应用场景多种多样，例如：室内监控，室外监控，红外监控等，即使是同一监控场景，因为环境光照变化，拍摄的监控序列特性变化也比较显著，例如：白天、夜晚、阴雨天、雨雪天等。这些监控的应用场合变化或环境光照的变化对视频编码器的编码性能影响比较大，使用同一种编码方法对这些不同场景的序列进行编码将导致视频编码器的编码性能不高，降低编码效率或者不同场景下的编码视频质量严重不平衡导致图像编码主观质量下降。 

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题是：对场景变化的视频图像编解码中，如何提高对不同场景的视频图像编解码压缩性能。 

根据本发明的第一个方面，提供的一种图像编码方法，包括： 

根据待编码图像的图像信息确定与所述图像信息对应的场景模式值，所述场景模式值对应一组参数或参数集合，所述参数包括图像场景的光照亮度、图像场景的光照色度、图像编码中图像块变换域的系数频带划分方式、变换域的系数频带参数值及其参数值分布、图像场景中目标或背景的运动方式； 

利用所述场景模式值对所述图像信息进行编码，得到编码码流； 

对所述场景模式值进行编码，并将编码后的所述场景模式值写入到所述编码码流中。 

根据本发明的第二个方面，提供的一种图像解码方法，包括： 

对待解码图像的码流进行解析，得到所述待解码图像的场景模式值，所述场景模式值对应一组参数或参数集合，所述参数包括图像场景的光照亮度、图像场景的光照色度、图像编码中图像块变换域的系数频带划分方式、变换域的系数频带参数值及其参数值分布、图像场景中目标或背景的运动方式； 

利用所述场景模式值对所述待解码图像的码流进行解码，输出解码后的图像。 

根据本发明的第三个方面，提供的一种场景模式编码方法，包括： 

确定待编码图像的场景模式值，所述场景模式值对应一组参数或参数集合，所述参数包括图像场景的光照亮度、图像场景的光照色度、图像编码中图像块变换域的系数频带划分方式、变换域的系数频带参数值及其参数值分布、图像场景中目标或背景的运动方式； 

对所述场景模式值进行编码，并将编码后的所述场景模式值写入到编码码流中。 

根据本发明的第四个方面，提供的一种场景模式解码方法，包括： 

从图像码流中解析并确定当前解码图像的场景模式值，所述场景模式值对应一组参数或参数集合，所述参数包括图像场景的光照亮度、图像场景的光照色度、图像编码中图像块变换域的系数频带划分方式、变换域的系数频带参数值及其参数值分布、图像场景中目标或背景的运动方式； 

根据所述场景模式值，确定场景模式。 

根据本发明的第五个方面，提供的一种图像编码装置，包括： 

第一模块，用于根据待编码图像的图像信息确定与所述图像信息对应的场景模式值，所述场景模式值对应一组参数或参数集合，所述参数包括图像场景的光照亮度、图像场景的光照色度、图像编码中图像块变换域的系数频带划分方式、变换域的系数频带参数值及其参数值分布、图像场景中目标或背景的运动方式； 

第二模块，用于利用所述场景模式值对所述图像信息进行编码，得到编码码流； 

第三模块，用于对所述场景模式值进行编码，并将编码后的所述场景模 式值写入到所述编码码流中。 

根据本发明的第六个方面，提供的一种图像解码装置，包括： 

第四模块，用于对待解码图像的码流进行解析，得到所述待解码图像的场景模式值，所述场景模式值对应一组参数或参数集合，所述参数包括图像场景的光照亮度、图像场景的光照色度、图像编码中图像块变换域的系数频带划分方式、变换域的系数频带参数值及其参数值分布、图像场景中目标或背景的运动方式； 

第五模块，用于利用所述场景模式值对所述待解码图像的码流进行解码，输出解码后的图像。 

根据本发明的第七个方面，提供的一种场景模式编码装置，包括： 

第六模块，用于确定待编码图像的场景模式值，所述场景模式值对应一组参数或参数集合，所述参数包括图像场景的光照亮度、图像场景的光照色度、图像编码中图像块变换域的系数频带划分方式、变换域的系数频带参数值及其参数值分布、图像场景中目标或背景的运动方式； 

第七模块，用于对所述场景模式值进行编码，并将将编码后的场景模式值写入到编码码流中。 

根据本发明的第八个方面，提供的一种场景模式解码装置，包括： 

第八模块，用于从图像码流中解析并确定当前解码图像的场景模式值，所述场景模式值对应一组参数或参数集合，所述参数包括图像场景的光照亮度、图像场景的光照色度、图像编码中图像块变换域的系数频带划分方式、变换域的系数频带参数值及其参数值分布、图像场景中目标或背景的运动方式； 

第九模块，用于根据所述场景模式值，确定场景模式。 

根据本发明的第九个方面，提供的一种图像编码系统，包括： 

获取模块，用于根据待编码图像的图像信息确定与所述图像信息对应的场景模式值，所述场景模式值对应一组参数或参数集合，所述参数包括图像场景的光照亮度、图像场景的光照色度、图像编码中图像块变换域的系数频带划分方式、变换域的系数频带参数值及其参数值分布、图像场景中目标或背景的运动方式； 

第一编码模块，用于利用所述获取模块确定的场景模式值对所述图像信息进行编码，形成编码码流； 

第二编码模块，用于对所述获取模块确定的场景模式值进行编码，并存储到所述编码码流中； 

传输模块，用于输出所述携带有场景模式值的编码码流。 

根据本发明的第十个方面，提供的一种图像解码系统，包括： 

解析模块，用于对待解码图像的码流进行解析，得到所述待解码图像的场景模式值，所述场景模式值对应一组参数或参数集合，所述参数包括图像场景的光照亮度、图像场景的光照色度、图像编码中图像块变换域的系数频带划分方式、变换域的系数频带参数值及其参数值分布、图像场景中目标或背景的运动方式； 

解码模块，用于根据所述解析模块得到的场景模式值对所述码流进行解码； 

输出模块，用于输出所述解码模块解码后的图像。 

根据本发明的第十一个方面，提供的一种图像编解码系统，包括： 

获取模块，用于根据待编码图像的图像信息确定与所述图像信息对应的场景模式值，所述场景模式值对应一组参数或参数集合，所述参数包括图像场景的光照亮度、图像场景的光照色度、图像编码中图像块变换域的系数频带划分方式、变换域的系数频带参数值及其参数值分布、图像场景中目标或背景的运动方式； 

第一编码模块，用于利用所述获取模块确定的场景模式值对所述图像信息进行编码，形成编码码流； 

第二编码模块，用于对所述获取模块确定的场景模式值进行编码，并存储到所述编码码流中； 

传输模块，用于输出所述携带有场景模式值的编码码流； 

解析模块，用于对待解码图像的码流进行解析，得到所述待解码图像的场景模式值； 

解码模块，用于根据所述解析模块得到的场景模式值对所述码流进行解码； 

输出模块，用于输出所述解码模块解码后的图像。 

其中，所述场景模式包括图像的场景模式，场景模式包括场景模式标识；或者包括场景模式标识和场景模式参数。 

由上述技术方案可以看出，本发明实施例在视频编码中融入了场景模式特性的编码方法，通过不同视频图像序列的场景模式特征，控制视频编码的编码特性参数，充分利用不同场景序列的统计特性的不同，对不同场景图像编解码提供了一定的场景自适应能力，进而提高在不同场景下的编解码压缩性能。 

附图说明

图1-a为视频图像序列的示意图； 

图1-b为视频图像序列划分为不同场景图像序列的示意图； 

图2为本发明图像编码方法实施例的框架式流程参考示意图； 

图3为本发明图像解码方法实施例的框架式流程参考示意图； 

图4为本发明图像编码方法实施例的流程示意图； 

图5为本发明图像解码方法实施例的流程示意图； 

图6为本发明图像模式编码方法实施例的流程示意图； 

图7为本发明图像模式解码方法实施例的流程示意图； 

图8为本发明图像编码方法实施例中使用包含变换、缩放/量化、熵编码所对应的典型视频图像编码器的框架式流程参考示意图； 

图9为本发明图像解码方法实施例中使用包含反变换、缩放/反量化、熵解码所对应的典型视频图像解码器的框架式流程参考示意图； 

图10-a为默认场景模式下场景图像频带分布模板的示意图； 

图10-b为红外场景模式下场景图像频带分布模板的示意图； 

图10-c为夜间场景模式下场景图像频带分布模板的示意图； 

图10-d为运动场景模式下场景图像频带分布模板的示意图； 

图11为本发明图像编码系统实施例一的结构示意图； 

图12为为本发明图像编码系统实施例二的结构示意图； 

图13为本发明图像解码系统实施例一的结构示意图； 

图14为本发明图像解码系统实施例二的结构示意图。 

具体实施方式

为了便于对本发明具体实施方式的理解，下面将结合具体例子对本发明实施例方法的具体实现过程进行详细的说明。 

为了更好地描述本发明方法，这里将拍摄于不同条件下的视频图像序列做以下定义。 

定义1：[视频序列图像的场景]对于同一摄像机对同一地点或同一对象的连续拍摄的图像序列，定义数个联系的由同一摄像机从不同的角度或不同的摄像机对同一地点或同一对象的拍摄图像序列为一个场景。同一场景的图像特征之间具有较大的相似性，而不同场景的图像序列在图像特征上有很大的不同。 

如图1-a所示，为视频图像序列的示意图，包含一系列图像，不同图像拍摄于不同的场景。标记为A的各个图像的特征之间具有很大的相似性；同理标记为B的各个图像之间的特征也具有很大的相似性；但是标记为A和标记为B的图像之间的特征差距很大。如图1-b所示，为视频图像序列划分为不同场景图像序列的示意图，即将图像特征相似性比较大的图像，同属于标记A的图像序列划分为场景A；类似地，可以得到场景B序列、场景C序列，这样图像编码器的输入图像序列就由若干个不同的场景序列组成。 

对于视频图像序列，场景也表现为同一视频图像序列图像内容发生切换前或后的一组图像，或者称为一个视频镜头片段。因此，一个视频序列也可以划分为若干个场景片段或视频镜头片段，每个场景片段或视频镜头片段由一组包含该场景或镜头的图像序列组成。为了方便，本发明以下描述中，将视频场景序列或视频镜头片段不加区分，统称为场景序列。 

很显然，同一场景序列中各个图像的特征之间具有很大的相似性，不同场景序列之间其包含的图像特征差距较大。 

定义2：[图像的场景模式]即场景序列图像的场景模式，同一场景的图像特征之间具有较大的相似性，而不同场景的图像序列在图像特征上有很大的不同，因此，同一场景或镜头内的视频图像可以用一个聚类表示。场景模式即是和不同场景图像特征相对应的一组参数值或参数集合，这些参数代表场景或镜头包含的图像序列的共同图像特征。 

本发明实施例中所涉及的图像包含静止图像，活动图像的一幅，活动图像的相邻两幅图像的残差图像，活动图像中任意幅图像经过运算所得的目标图像等等。 

本发明实施例中的一个图像场景模式，可以包括两类值： 

第一类，场景模式标识(场景模式标识码字或场景模式索引)。 

用来在图像或视频码流中标识不同特征的图像场景，不同图像场景用唯一的符号标识，或者用索引标识。通过该标识值或索引值即在码流中即可识别当前场景模式。当图像场景发生切换时，只用更新或切换该场景模式标识值即可。 

第二类，场景模式参数(场景模式参数或场景模式参数集合的形式存在)。 

代表不同场景图像的一组参数或参数集合，这组参数或参数集合与场景模式相对应。在视频图像编码过程中，将这些参数或参数集合对应参数值用于视频编解码过程，作为视频编码过程的编码参数或解码过程的解码参数，从而起到能得到不同编解码性能、不同图像质量的视频码流。 

其中，上述的场景模式的标识值，为一个码字，该码字唯一对应一种场景模式；当场景模式较多时，可以使用索引的方式来区分不同的场景模式。一个场景模式标识值，对应一组场景模式参数或参数集合。 

此外，上述的场景模式参数，可以包括三类： 

第一类，从图像信息中得到的表示场景图像特征的特征参数值。 

因此，不同的场景图像，由于其图像的特征不同，其对应的特征参数值也不同；相似的场景图像，因为图像特征相似，对应的特征参数值也相似。 

这些从图像信息中获得特征值参数值包括但不限于，图像场景的光照亮度、图像场景的光照色度、图像编码中变换域的系数频带划分方式、变换域的系数频带参数值及其参数值分布、图像场景中目标或背景的运动方式。 

第二类，图像编码或解码中，获得的当前图像编码信息。 

这些信息由图像编码或图像解码过程中其他模块计算得到的图像编码信息，如运动矢量、或统计得到的图像编码信息，如编码块类型及数目。 

第三类，图像编码或解码中，存在并用于控制编码器编码过程或解码器解码过程的控制参数。 

该参数包括但不限于图像组(GOP)的大小、编码图像量化参数QP、参考帧数目、运动矢量搜索范围、环路滤波控制、熵编码控制等。 

上述的场景模式参数集合，为以上3类场景模式参数中一类或多类参数或其组合的形式。 

图像编码方法实施例 

如图4所示，为本发明图像编码方法实施例的流程示意图。本实施例具体可以包括如下步骤： 

步骤401、获取待编码图像的图像信息，其中，图像信息包括图像的像素值、残差值、图像在变换域的像素值或残差值以及图像编码中相应的编码信息等。 

步骤402、根据待编码图像的图像信息确定与该图像对应的图像场景模式值。其中场景模式值包括场景模式标识值；或者包括场景模式标识值和相应的场景模式参数值。 

步骤403、根据待编码图像的场景模式，确定编码中正在使用的当前场景模式是否发生了改变。场景模式中场景模式标识值改变，或者对应的场景模式参数值发生改变时都可以认为当前场景模式发生了改变。 

该步骤还具体为： 

步骤4031、判断当前场景模式是否改变，若是转步骤4032，否则转步骤4033。 

步骤4032、若当前场景模式发生了改变，则用步骤402中确定的场景模式作为当前场景模式，并更新相应的场景模式标识值，以及对应的场景模式参数。 

步骤4033、若当前场景模式未发生改变，则当前编码中使用场景模式适合待编码图像，无需改变。 

步骤404、利用当前的场景模式对待编码图像进行图像编码。当前的场景模式可以作为图像编码中的控制参数参与图像编码过程。编码当前输入图像时，当前场景模式，可以参与或确定包括但不限于以下的编码方案及过程，如，图像块量化方式、图像块频带划分方法、图像帧内预测方式、图像帧间预测方式等。从而获得不同的图像编码方式、图像编码质量、图像编码码率等的图像编码码流。 

步骤405、将上述场景模式值进行编码，并将编码后的场景模式值写入到上述编码码流中。编码可以采用定长码、变长码、熵编码等方案。对场景模 式值的编码包括对场景模式标识值的编码，或者对场景模式参数的编码。编码结果将写入到视频图像编码码流中。 

步骤406、将含有场景模式编码码流和图像编码码流的编码结果一同输出。 

其中，步骤404和步骤405没有先后顺序，可以互换。 

此外，对本实施例的理解还可以参考图2所示，为本发明图像编码方法实施例的框架式流程参考示意图。 

本实施例的图像编码方法在视频编码中融入根据场景模式特性的编码方法，并通过视频编码中的场景模式，控制视频编码的编码特性参数，如量化参数QP、频带划分方式、频带参数大小、帧内预测方式、帧间预测补偿、运动估计等。当编码序列中发生场景切换时，采用本实施例的图像编码方法可以很好的适应变换场景的图像特征，提高图像编码的压缩率。 

图像解码方法实施例 

如图5所示，为本发明图像解码方法实施例的流程示意图。本实施例具体可以包括如下步骤： 

步骤501、对输入的待解码图像码流进行解析，得到与上述解码图像的场景模式值。包括场景模式标识值；或者包括场景模式标识值和相应的场景模式参数值。 

步骤502、根据解析的待编码图像的场景模式值，确定当前解码过程中正在使用的当前场景模式是否发生了改变。场景模式中场景模式标识值改变，或者对应的场景模式参数值发生改变时都可以认为当前场景模式发生了改变。 

该步骤还具体为： 

步骤5021、判断当前场景模式是否改变，若是转步骤5022，否则转步骤5023。 

步骤5022、若当前场景模式发生了改变，则用步骤502中解析得到的场景模式作为当前场景模式，并更新相应的场景模式标识值，以及对应的场景模式参数值。 

步骤5023、若当前场景模式未发生改变，则图像解码中将继续使用当前场景模式。 

步骤503、利用当前场景模式值对待解码图像进行图像解码。 

当前场景模式值，可以参与或确定包括但不限于以下的编码方案及过程，如，图像块反量化方式、图像块频带划分方法、图像帧内解码、图像帧间预测补偿等。从而获得不同的图像解码质量的重建图像序列。 

步骤504、将解码重建图像输出。 

此外，对本实施例的理解还可以参考图3所示，为本发明图像解码方法实施例的框架式流程参考示意图。 

本实施例的图像解码方法，将编码码流中存在的场景模式信息解析出来，并根据当前场景模式变化与否决定是否对解码过程中的场景模式进行切换，从而使解码过程对场景切换图像序列有一定的自适应能力。并且通过场景模式参与图像解码的过程，从而提高解码重建图像的质量。 

图像模式编码方法实施例 

如图6所示，为本发明图像模式编码方法实施例的流程示意图。本实施例以场景模式为例，相应的场景编码方法具体可以包括如下步骤： 

步骤601、输入当前待编码的场景模式值，上述的场景模式值用于编码当前图像。 

步骤602、根据场景模式值，确定场景模式标识值。每个场景模式含有唯一的场景模式标识值(标识码字或者索引值)，该标识值用于区分不同的场景模式。 

步骤603、对场景模式标识值进行编码，将编码后的场景模式值写入到编码码流中。 

步骤604、如前上述，场景模式有2类值，每个场景模式除了包含第一类值，即场景模式标识值外，还可能包含第2类值，即场景模式参数值。根据当前场景模式是否包含场景模式参数值，决定是否需要对场景模式参数值进行编码。若包含场景模式参数，则转步骤605，否则转步骤607。 

步骤605、由场景模式标识值，确定场景模式参数值。 

确定场景模式参数值包括： 

确定场景模式参数的类型，即场景模式参数包含3类模式参数中的一类或几类。如频带分布参数、编码图像量化参数QP、图像场景的光照亮度、图像场景的光照色度、频带划分方式、噪声强度等 

确定场景模式参数的值，即确定不同类型场景模式参数的数值。如频带分布参数值、编码图像量化参数QP值、场景光照亮度大小、场景的光照色度大小、频带划分类型、噪声强度大小等。 

步骤606、对场景模式参数值进行编码，并将编码后的场景模式参数值写到编码码流中。 

步骤607、将含有场景模式值编码结果的码流输出。 

本实施例中，通过将编码后的场景模式标识值和场景模式参数值写到编码码流中，从而实现了对图像场景模式的编码。 

图像模式解码方法实施例 

如图7所示，为本发明图像模式解码方法实施例的流程示意图。本实施例具体可以包括如下步骤： 

步骤701、从编码码流中确定码流头结构。 

步骤702、从码流头结构中解析并获得当前场景模式标识值。在码流头结构中存储着场景模式值，包括场景模式标识值，或者包括场景模式标识值和场景模式参数值。解析的码流头结构可以包括以下各个层次码流头结构中的一种或多种，即 

序列头或序列扩展头； 

图组头或图组扩展头； 

图像头或图像扩展头； 

条带组头或条带组扩展头； 

条带头或条带扩展头。 

其中，当图像场景模式(当前场景模式标识值)存在于序列头或序列扩展头中时，解析获得当前解码序列的场景模式；当图像场景模式存在于图组头或图组扩展头中时，解析获得当前解码图组的场景模式；当图像场景模式存在于图像头或图像扩展头中时，解析获得当前解码图像的场景模式；当图像场景模式存在于条带组头或条带组扩展头中时，解析获得当前解码条带组的场景模式；当图像场景模式存在于条带头或条带扩展头中时，解析获得当前解码条带的场景模式； 

某一层次的码流头结构中，场景模式不存在时的场景模式默认方式为； 

若在同层次的码流头结构中，图像场景模式不存在时，则当前场景模式默认为与同层次的前一个码流头结构中的场景模式相同。如，当前解码图像头中不存在图像场景模式，则该解码图像场景模式默认为与前一解码图像头中的场景模式相同。 

若在同层次的码流头结构中，图像场景模式都不存在时，则当前场景模式默认为与上一级层次码流头结构中的场景模式相同。如，所有当前解码图像头中都不存在场景模式，则当前场景模式默认为图像级上一层次，图像组头结构中的场景模式；若图像组层次中都不存在场景模式时，则当前场景模式默认为图像组上一层次，序列头或序列扩展头结构中的场景模式。 

步骤703、通过步骤702中解析得到的场景模式标识值，可以确定将用于图像解码流程的当前场景模式。 

步骤704、根据码流中解析的场景模式标识值，判断当前场景模式是否发生了变化，若否，则转步骤708，直接输出当前场景模式；若是，则转步骤705。 

其中，若编码码流中，不存在场景模式，或者解析得到的场景模式标识值未发生改变，说明此时场景模式未发生改变，则可以不继续解析场景模式 参数值。当前场景模式参数的默认方法与场景模式默认方法相同。 

若编码码流中，场景模式标识值发生改变，说明此时场景模式发生切换，则需要继续解析码流中的场景模式参数值，并用解析值更新当前默认值，作为当前场景模式参数值。 

步骤705、根据码流头结构中，场景模式是否含有场景模式参数值，决定是否继续解析场景模式参数值。若无，则转步骤708，输出当前场景模式，若有场景模式参数则需要继续解析场景模式参数值，转步骤706。 

步骤706、由场景模式标识值，确定场景模式参数值。 

其中，确定场景模式参数值包括确定： 

确定与编码端相对应的场景模式参数的类型，即场景模式参数包含3类模式参数中的一类或几类。如频带分布参数、编码图像量化参数QP、图像场景的光照亮度、图像场景的光照色度、频带划分方式、噪声强度等； 

以及确定这些场景模式参数的值，即确定不同类型场景模式参数的数值。如频带分布参数值、编码图像量化参数QP值、场景光照亮度大小、场景的光照色度大小、频带划分类型、噪声强度大小等。 

步骤707、对码流中的场景模式参数值(或参数值)集合进行解码。 

步骤708、将确定的场景模式输出，该输出结果用于参与图像解码流程。 

本实施例通过对场景模式标识值和场景模式参数值进行解码后确定对应的场景模式，从而实现了对图像场景模式的解码。 

下面再结合具体例子对上述本发明图像模式编码方法实施例和解码方法实施例中的具体编解码方法描述。 

1、对场景模式标识值和场景模式参数值的编码方法和解码方法 

编码端：编码方式可以包括但不限于三种方式，即直接编码、间接编码和熵编码。其中， 

直接编码，即将图像场景模式标识值和/或场景模式参数值直接写到视频或图像编码码流中； 

间接编码，即将图像场景模式标识值和/或场景模式参数值的变换值，写 到视频或图像编码码流中。上述的变换方法，包括但不限于，加、减、乘、除、与、或、非等数学或逻辑运算； 

熵编码，即将图像场景模式标识值和/或场景模式参数值、或者2者的变换值，进行熵编码后，写到视频或图像编码码流中。熵编码方法包括但不限于定长码、变长码、二值化自适应编码、霍夫曼编码、游程编码、基于上下文的变长编码CAVLC、基于上下文的算术编码CABAC等。 

解码端：解码方式采用与编码端相应解码方式 

若编码端采用直接编码时，从码流中直接读取的码流值，即是场景模式标识及其场景模式参数的解析结果值。 

若编码端采用间接编码时，从码流中直接读取的码流值，按照对应于编码端的逆变换方法，得到图像场景模式标识及其场景模式参数的解析结果值。上述的逆变换方法，包括但不限于，加、减、乘、除、与、或、非等数学或逻辑运算。 

若编码端采用熵编码时，从码流中直接读取的码流值，按照对应于编码端的熵解码方法，得到图像场景模式标识及其场景模式参数的解析结果值。上述的熵解码方法包括但不限于定长码解码、变长码解码、二值化自适应解码方法的解码、霍夫曼编码、游程编码、基于上下文的变长编码CAVLC、基于上下文的算术编码CABAC等。 

具体地，这里假定事先已经确定的场景模式为2N个，N为正整数， 

假设N＝4，并以索引值的形式表示场景模式。 

场景模式索引值可以为二进制编码，本实施例用4bit的二进制编码表示场景模式索引值。生成的场景模式与索引值的对照表，如表1所示。 

表1  场景模式与索引值的对照表1 

索引值	场景模式
		0000	默认场景模式
0001	场景模式1
		0010	场景模式2

[0176] 

……
		1111	场景模式15

此时，场景模式索引即是用U(N)，即N比特的二进制整数表示。 

实际应用中，具体的场景模式，例如可以为： 

室内场景模式、室外场景模式，红外模式、白天模式、夜间模式、阴天模式、雨雪天模式、图像渐变模式、噪声模式、远景模式等。 

上述索引值还可以使用1-Mbit的二进制变长编码表示场景模式索引值。生成的场景模式二进制码与索引值的对照表，可如表2所示。 

表2  场景模式二进制码与索引值的对照表 

索引值	二进制变长码	场景模式
			0000	1	默认场景模式
0001	010	场景模式1
			0010	011	场景模式2
……	……
			1111	1110	场景模式15

2、将场景模式写入码流和从码流中解析的方法 

编码端：将场景模式写入码流包括将场景模式标识值写入码流，当存在场景模式参数时，还包括将场景模式参数值写入码流。 

解码端：从码流中解析场景模式包括从码流中解析场景模式标识值，当存在场景模式参数值时，还包括从码流中解析场景模式参数值。 

根据码流的不同层次，场景模式可存在于不同的码流头结构中。 

例如，含有场景模式的序列头或序列扩展头示例如下， 

序列头的码流语法如表3所示。 

表3含有场景模式的序列头的码流语法 

sequence_header(){	描述符
		sequenc_start_code	f(32)
If(profile_id)

[0191] 

scene_mode	u(5)
		……
if(scene_mode＝＝night_mode){
		nosie_intensity	se(v)
}

scene_mode为N比特，假定N＝5，则允许定义32个常用场景模式。 

这里sequence_header()也可以用序列扩展头sequence_extention_header()代替。 

上述示例中，当前场景模式索引scene_mode用5比特的二进制码u(5)表示，并定义了一个场景模式参数，场景噪声强度noise_intensity。当前场景模式索引为夜间模式night_mode时，对场景噪声强度进行编码，编码方式为熵编码se(v)。 

例如，含有场景模式的图像头示例 

假设场景模式使用Nbit的整数，写到图像头，如I图像头或PB图像头中。 

图像头的码流语法如表4所示。 

表4含有场景模式的图像头的码流语法 

picture_header(){	描述符
		picture_start_code	f(32)
if(profile_id)
		scene_mode	u(N)
scene_freq_pattern	u(2)
		if(scene_mode＝＝night_mode){
for(i＝0；i＜5；i++)
		scene_freq_param(i)	se(v)
}

scene_mode为N比特，假定N＝5，则允许定义32个常用场景模式。 

如写到I图像头I_picture_header()、PB图像头PB_picture_header()等。 

上述示例中，在当前图像场景模式scene_mode后，写入了与当前场景模式相对应的场景模式参数scene_freq_pattern为场景模式频带分布模板，该模式参数用2比特的二进制码编码，若当前场景模式scene_mode为夜间场景模式night_scene_mode，则继续编码场景模式的频带参数scene_freq_param(i)，i＝0...5，对场景模式的频带参数采用熵编码方案se(v)。 

例如，含有场景模式的条带头示例 

以H.264为例，条带为网络打包单元，同时也代表了图像内容。 

含有场景模式的条带头码流语法如表5所示。 

表5含有场景模式的条带头的码流语法 

Slice_header(){	描述符
		slice_start_code	f(5)
if(profile_id)
		scene_mode	u(N)

scene_mode为N比特，假定N＝5，则允许定义32个常用场景模式。 

如写到I_slice_header()、p_slice_header()、b_slice_header()。 

以下将结合典型的视频图像编码器和解码器，详细说明场景模式参与视频图像的编码过程和解码过程。如图8所示，为本发明图像编码方法实施例中使用包含变换、缩放/量化、熵编码所对应的典型视频图像编码器的框架式流程参考示意图；如图9所示，为本发明图像解码方法实施例中使用包含反变换、缩放/反量化、熵解码所对应的典型视频图像解码器的框架式流程参考示意图。 

在本发明图像编码方法实施例中，已经给出了一种基于图像模式的图像编码方法详细实施步骤，在步骤404中，假定使用表4所定义的场景模式标识值和场景模式参数值形式，其中，与场景模式scene_mode对应的场景模式参数为scene_freq_pattern，表示当前场景图像的变换系数频带分布模板，该 模板采用二进制整数U(N)表示，如下表6所示。 

表6场景模式与索引值的对照表2 

索引值	场景图像频带分布模板(scene_freq_pattern)
		0000	默认场景模板
0001	红外场景模式模板
		0010	夜景场景模式模板
……	……
		1111	运动场景模式模板

如图10-a-图10-d所示为分别为四种场景图像频带分布模板scene_freq_pattern的示意图。其中， 

图10-a为默认场景模式下场景图像频带分布模板(Default_scene_freq_pattern)的示意图，适合于固定摄像机，场景中运动目标对象多数为水平运动，如从左到右运动，或从右到左运动； 

图10-b为红外场景模式下场景图像频带分布模板(Infrared_scene_freq_pattern)的示意图，适合于摄像机固定，拍摄条件为红外成像序列； 

图10-c为夜间场景模式下场景图像频带分布模板(Night_scene_freq_pattern)的示意图，适合于摄像机固定，拍摄场景为夜间的情况； 

图10-d为运动场景模式下场景图像频带分布模板(Moving_scene_freq_pattern)的示意图，适合于摄像机固定，前景对象有剧烈的从水平运动(从左到右或者从右到左)；或者摄像机本身进行水平运动(从左到右或者从右到左)。 

图10-a-图10-d中，每个场景模式频带分布模板有6个参数值，Fp[i]，i＝0,5。其中，图10中，每个Fp[i]所在的位置表示8×8块的频率点，对于给定的i＝k，所有Fp[i＝k]组成的频率点区域，就是第k个频带。因此，图10表示了不同场景下的频带分布特性。 

在编码端，如图8所示，场景模式scene_mode和场景模式的频带分布模板参数scene_freq_pattern用于图像编码中的缩放/量化过程中。假设编码端已经确定的场景模式为夜间模式，根据scene_mode找到对应的频带分布模板scene_freq_pattern＝night_scene_freq_pattern，按照scene_freq_pattern的值，得到当前场景频带分布模板为图10-c所示。 

假定频带分布模板scene_freq_pattern用于量化时对特定频带进行丢弃，当Fp[i]＝0，表示该频带丢弃i＝0.5；当Fp[i]＝1，表示该频带保留，i＝0.5。。 

经变换量化的图像块的数据为， 

$\mathrm{BQ}=\left[\begin{array}{cccccccc}2232& 1348& 991& 827& 499& 336& 190& 98\\ 1782& 1186& 859& 732& 413& 317& 144& 83\\ 1406& 1004& 705& 570& 355& 227& 102& 46\\ 1227& 905& 600& 466& 257& 166& 60& 32\\ 1018& 687& 460& 350& 205& 102& 33& 7\\ 991& 666& 439& 309& 161& 71& 21& 4\\ 848& 494& 332& 232& 124& 56& 19& 2\\ 719& 438& 270& 182& 98& 52& 7& 1\end{array}\right]$

当前场景频带分布模板scene_freq_pattern＝night_scene_freq_pattern 

当前频带丢弃模板为：Fp[i]＝{1，1，1，1，1，0}，即图像块B量化后将Fp[i＝5]频带丢弃，所以，经频带控制后变换量化的图像块数据为， 

$\mathrm{BQF}=\left[\begin{array}{cccccccc}2232& 1348& 991& 827& 499& 336& 190& 0\\ 1782& 1186& 859& 732& 413& 317& 144& 0\\ 1406& 1004& 705& 570& 355& 227& 0& 0\\ 1227& 905& 600& 466& 257& 0& 0& 0\\ 1018& 687& 460& 350& 0& 0& 0& 0\\ 991& 666& 439& 0& 0& 0& 0& 0\\ 848& 494& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 719& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\end{array}\right]$

对场景模式编码时，按照表4将scene_mode和scene_freq_pattern写到图像头中，并在图像头中将频带丢弃模板Fp[i]＝{1，1，1，1，1，0}写到场景模式参数scene_freq_param(i)，i＝0...5，中。 

在解码端，如图9所示，从表4所示的图像头中解析得到当前场景模式 scene_mode，并进一步解析得到场景模式参数、场景频带分布模板scene_freq_pattern和频带丢弃模板参数scene_freq_param(i)，i＝0...5，即 

根据码流中解析得到当前解码图像的场景模式scene_mode为夜间模式； 

根据scene_mode找到对应的频带分布模板scene_freq_pattern＝night_scene_freq_pattern； 

进一步解析得到当前场景的频带丢弃模板参数scene_freq_param(i)为，Fp[i]＝{1，1，1，1，1，0}。 

经频带控制的图像量化系数块为BQF，进行反量化后得到的图像变换域系数块为B。 

图像编码装置实施例 

本实施例的图像编码装置包括： 

第一模块，用于根据待编码图像的图像信息确定与所述图像信息对应的图像模式值； 

第二模块，用于利用所述图像模式值对所述图像信息进行编码，得到编码码流； 

第三模块，用于对所述图像模式值进行编码，并将编码后的所述图像模式值写入到所述编码码流中。 

本实施例的图像编码装置在视频编码中第二模块利用图像模式值即场景模式特性对输入的图像信息进行编码，当编码序列中发生场景切换时，采用实施例的方法可以很好的适应变换场景的图像特征，提高图像编码的压缩率。 

图像解码装置实施例 

本实施例的图像解码装置包括： 

第四模块，用于对待解码图像的码流进行解析，得到所述待解码图像的图像模式值； 

第五模块，用于利用所述图像模式值对所述待解码图像的码流进行解码， 输出解码后的图像。 

本实施例的图像解码装置中第四模块将码流中存在的图像模式信息解析出来，并且第五模块根据图像模式对码流进行解码，从而提高解码重建图像的质量。 

上述本发明实施例所述的图像编码装置和图像解码装置，可以组成一套系统。 

图像模式编码装置实施例 

本实施例的图像模式编码装置包括： 

第六模块，用于确定待编码图像的图像模式值； 

第七模块，用于对所述图像模式值进行编码，并写入到编码码流中。 

本实施例的图像模式编码装置中通过第七模块将编码后的图像模式值写到编码码流中，从而实现了对图像模式的编码。这里的图像模式可以是场景模式，或是实际应用中的其他模式。 

图像模式解码装置实施例 

本实施例的图像模式解码装置包括： 

第八模块，用于从图像码流中解析并确定当前解码图像的图像模式值； 

第九模块，用于根据所述图像模式值，确定图像模式。 

本实施例的图像模式解码装置中，以场景模式为例，通过第九模块根据所述场景模式标识值或根据所述场景模式标识值和场景模式参数，确定场景模式对应的场景模式，从而实现了对图像场景模式的解码。 

上述本发明实施例所述的图像模式编码装置和图像模式解码装置，可以组成一套系统。 

图像编码系统实施例一 

如图11所示，为本发明图像编码系统实施例一的结构示意图。本实施例 包括获取模块1、与获取模块1连接的第一编码模块2、分别与获取模块1和第一编码模块2连接的第二编码模块3和与第二编码模块3连接的传输模块4。其中，获取模块1用于根据输入的待编码图像的图像信息确定与上述图像信息对应的图像模式值；第一编码模块2用于利用获取模块1确定的图像模式值对上述图像信息进行编码，形成编码码流；第二编码模块3用于对获取模块1确定的图像模式值进行编码，并存储到上述编码码流中；传输模块4用于输出上述携带有图像模式值的编码码流。 

其中，上述图像模式为图像的场景模式，该场景模式包括场景模式标识，或者包括场景模式标识和场景模式参数。 

本实施例的图像编码系统在视频编码中通过第一编码模块利用图像模式对上述图像信息进行编码与第二编码模块将经过编码后的图像模式一起形成编码码流，可以通过视频编码中的场景模式，控制视频编码的编码特性参数，如量化参数QP、频带划分方式、频带参数大小、帧内预测方式、帧间预测补偿、运动估计等。当编码序列中发生场景切换时，采用本实施例的图像编码系统可以很好的适应变换场景的图像特征，提高图像编码的压缩率。 

图像编码系统实施例二 

如图12所示，为本发明图像编码系统实施例二的结构示意图。与上一实施例相比，本实施例中获取模块1可以进一步包括第一存储单元11、第二存储单元12、与第一存储单元11连接的第一匹配单元13、分别与第一匹配单元13和第二存储单元12连接的第二匹配单元14、分别与第一匹配单元13、第二匹配单元14、第一编码模块2和第二编码模块3连接的第三存储单元15。其中，第一存储单元11用于存储一个或一个以上场景模式标识值；第二存储单元12用于存储与第一存储单元11存储的场景模式标识值对应的场景模式参数值；第一匹配单元13用于根据输入的待编码图像的图像信息在第一存储单元11中匹配出与上述图像信息对应的场景模式标识值；第二匹配单元14用于根据第一匹配单元13匹配出的场景模式标识值在第二存储单元12中匹配出与上述场 景模式标识值对应的场景模式参数值；第三存储单元15用于存储第一匹配单元13匹配出的场景模式标识值或者存储第一匹配单元13匹配出的场景模式标识值和第二匹配单元14匹配出的场景模式参数值。 

本实施例中，第一编码模块则利用上述第三存储单元存储的场景模式标识值或存储的场景模式标识值和场景模式参数值对上述图像信息进行编码，形成编码码流；上述第二编码模块则将上述场景模式值进行编码后存储到上述编码码流中；上述传输模块则用于输出上述携带有场景模式值的编码码流。 

此外，本实施例中还可以包括第一控制单元，用于根据解析的待编码图像的场景模式值，确定当前解码过程中正在使用的当前场景模式是否发生了改变。场景模式中场景模式标识值改变，或者对应的场景模式参数值发生改变时都可以认为当前场景模式发生了改变。若当前场景模式发生了改变，第一控制单元则通知第三存储单元更新所存储的相应的场景模式标识值，以及对应的场景模式参数值，即第一编码模块和第二编码模块使用新场景模式值对待编码图像进行图像编码；若当前场景模式未发生改变，第一控制单元则通知第三存储单元不用更新所存储的相应的场景模式标识值，以及对应的场景模式参数值，即第一编码模块和第二编码模块继续使用当前(即前一次)场景模式值对待编码图像进行图像编码。 

本实施例的图像编码系统在视频编码中通过第一控制单元确定当前解码过程中正在使用的当前场景模式是否发生了改变，若当前场景模式发生了改变，第一控制单元则通知第三存储单元更新所存储的相应的场景模式标识值，以及对应的场景模式参数值，即第一编码模块和第二编码模块使用新场景模式值对待编码图像进行图像编码；若当前场景模式未发生改变，第一控制单元则通知第三存储单元不用更新所存储的相应的场景模式标识值，以及对应的场景模式参数值，即第一编码模块和第二编码模块继续使用当前(即前一次)场景模式值对待编码图像进行图像编码，使得在编码序列未发生场景切换时，无需更改当前编码所用的场景模式，缩短了编码的时间，提高编码效率。 

图像解码系统实施例一 

如图13所示，为本发明图像解码系统实施例一的结构示意图。本实施例包括顺次连接的解析模块5、解码模块6和输出模块7。其中，解析模块5用于对接收到的待解码图像的码流进行解析，得到上述解码图像的图像模式值；解码模块6用于根据解析模块5得到的图像模式值对上述码流进行解码；输出模块7用于输出上述解码模块解码后的图像。 

其中，上述图像模式为图像的场景模式，该场景模式包括场景模式标识，或者包括场景模式标识和场景模式参数。 

本实施例的图像解码系统通过解析模块将码流中存在的场景模式信息解析出来，解码模块根据解析模块得到的图像场景模式信息对码流进行解码，使场景模式参与图像解码的过程，从而提高解码重建图像的质量。 

图像解码系统实施例二 

如图14所示，为本发明图像解码系统实施例二的结构示意图。与上一实施例相比，本实施例中解析模块5可以包括：第一存储单元11、第二存储单元12、分别与第一存储单元11和第二存储单元12连接的第三匹配单元51、与第三匹配单元51连接的第四存储单元52。其中，第一存储单元11用于存储一个或一个以上场景模式标识值；第二存储单元12用于存储与第一存储单元11存储的场景模式标识值对应的场景模式参数值；第三匹配单元51用于对接收到的待解码图像的编码码流进行解析，在第一存储单元11中匹配出场景模式标识值或者分别在第一匹配单元11和第二存储单元12中匹配出与码流对应的场景模式标识值和场景模式参数值；第四存储单元52用于存储第三匹配单元51匹配出的场景模式标识值或者存储第三匹配单元51匹配出的场景模式标识值和场景模式参数值。 

本实施例中，上述解码模块用于根据上述第四存储单元存储的场景模式标识值或者根据上述第四存储单元存储的场景模式标识和场景模式参数对上 述编码码流进行解码。 

此外，本实施例中还可以包括第二控制单元，用于根据解析的待编码图像的场景模式，确定当前解码过程中正在使用的当前场景模式是否发生了改变。场景模式中场景模式标识值改变，或者对应的场景模式参数发生改变时都可以认为当前场景模式发生了改变。若当前场景模式发生了改变，第二控制单元则通知第四存储单元更新所存储的相应的场景模式标识值，以及对应的场景模式参数值，即解码模块使用新场景模式对待解码图像的码流进行解码；若当前场景模式未发生改变，第二控制单元则通知第四存储单元不用更新所存储的相应的场景模式标识值，以及对应的场景模式参数值，即解码模块继续使用当前(即前一次)场景模式对待解码图像的码流进行解码。 

本实施例的图像解码系统在视频图像解码中通过第二控制单元确定当前解码过程中正在使用的当前场景模式是否发生了改变，若当前场景模式发生了改变，第二控制单元则通知第四存储单元更新所存储的相应的场景模式标识值，以及对应的场景模式参数值，即解码模块使用新场景模式对待解码图像的码流进行解码；若当前场景模式未发生改变，第二控制单元则通知第四存储单元不用更新所存储的相应的场景模式标识值，以及对应的场景模式参数值，即解码模块继续使用当前(即前一次)场景模式对待解码图像的码流进行解码。本实施例的图像解码系统可以根据当前场景模式变化与否决定是否对解码过程中的场景模式进行切换，从而使解码过程对场景切换图像序列有一定的自适应能力，缩短了编码的时间，提高编码效率。 

上述图像编码系统的任一实施例和图像解码系统的任一实施例可以组成一个图像编解码系统，此处不再赘述。 

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。 

Claims (40)

1.一种图像编码方法，其特征在于，包括：

根据待编码图像的图像信息确定与所述图像信息对应的场景模式值，所述图像信息包括图像的像素值、图像的残差值、图像在变换域的像素值或图像在变换域的残差值，以及图像编码中相应的编码信息，所述场景模式值对应一组参数或参数集合，所述参数包括图像场景的光照亮度、图像场景的光照色度、图像编码中图像块变换域的系数频带划分方式或变换域的系数频带参数值及其参数值分布，所述场景模式值包括场景模式标识值，用于在图像或视频流中标识不同特征的图像场景；

利用所述场景模式值对所述图像信息进行编码，得到编码码流；

对所述场景模式值进行编码，并将编码后的所述场景模式值写入到所述编码码流中。

2.根据权利要求1所述的图像编码方法，其特征在于，所述场景模式值还包括场景模式参数值。

3.根据权利要求1所述的图像编码方法，其特征在于，所述场景模式标识值包括场景模式标识码字或场景模式索引。

4.根据权利要求3所述的图像编码方法，其特征在于，所述图像编码方法还包括：通过场景模式标识值查找对应的场景模式参数值。

5.根据权利要求2或4所述的图像编码方法，其特征在于，所述场景模式参数值除包括从所述图像信息中获取的表示场景图像特征的特征参数，还包括下列对象中的一种或两种：

图像编码中获取的所述图像信息的编码信息；

图像编码中存在的用于控制编码器编码过程的控制参数。

6.根据权利要求1所述的图像编码方法，其特征在于，所述利用所述场景模式值对所述图像信息进行编码包括：

利用所述场景模式值控制编码过程中的图像块量化方式、图像块变换域的系数频带划分方式、图像帧内预测方式、图像帧间预测方式中的至少一项。

7.根据权利要求6所述的图像编码方法，其特征在于，所述图像块变换域的系数频带划分方式包括：默认场景模式下图像块变换域的系数频带划分方式、红外场景模式下图像块变换域的系数频带划分方式、夜间场景模式下图像块变换域的系数频带划分方式和运动场景模式下图像块变换域的系数频带划分方式；

默认场景模式下的典型图像块变换域的系数频带划分方式为

$\left[\begin{array}{cccccccc}\mathrm{Fp}\left[0\right]& \mathrm{Fp}\left[0\right]& \mathrm{Fp}\left[1\right]& \mathrm{Fp}\left[2\right]& \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\\ \mathrm{Fp}\left[0\right]& \mathrm{Fp}\left[1\right]& \mathrm{Fp}\left[2\right]& \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\\ \mathrm{Fp}\left[1\right]& \mathrm{Fp}\left[2\right]& \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\\ \mathrm{Fp}\left[1\right]& \mathrm{Fp}\left[2\right]& \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\\ \mathrm{Fp}\left[2\right]& \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\\ \mathrm{Fp}\left[2\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\\ \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\\ \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\end{array}\right];$

红外场景模式下的典型图像块变换域的系数频带划分方式为

$\left[\begin{array}{cccccccc}\mathrm{Fp}\left[0\right]& \mathrm{Fp}\left[0\right]& \mathrm{Fp}\left[1\right]& \mathrm{Fp}\left[2\right]& \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]\\ \mathrm{Fp}\left[0\right]& \mathrm{Fp}\left[1\right]& \mathrm{Fp}\left[2\right]& \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\\ \mathrm{Fp}\left[1\right]& \mathrm{Fp}\left[2\right]& \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\\ \mathrm{Fp}\left[2\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\\ \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\\ \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\\ \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\\ \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\end{array}\right];$

夜间场景模式下的典型图像块变换域的系数频带划分方式为

$\left[\begin{array}{cccccccc}\mathrm{Fp}\left[0\right]& \mathrm{Fp}\left[0\right]& \mathrm{Fp}\left[1\right]& \mathrm{Fp}\left[2\right]& \mathrm{Fp}\left[2\right]& \mathrm{Fp}\left[2\right]& \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\\ \mathrm{Fp}\left[0\right]& \mathrm{Fp}\left[1\right]& \mathrm{Fp}\left[2\right]& \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\\ \mathrm{Fp}\left[1\right]& \mathrm{Fp}\left[2\right]& \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\\ \mathrm{Fp}\left[2\right]& \mathrm{Fp}\left[2\right]& \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\\ \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\\ \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\\ \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\\ \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\end{array}\right];$

运动场景模式下的典型图像块变换域的系数频带划分方式为

$\left[\begin{array}{cccccccc}\mathrm{Fp}\left[0\right]& \mathrm{Fp}\left[0\right]& \mathrm{Fp}\left[2\right]& \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\\ \mathrm{Fp}\left[0\right]& \mathrm{Fp}\left[1\right]& \mathrm{Fp}\left[2\right]& \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\\ \mathrm{Fp}\left[1\right]& \mathrm{Fp}\left[2\right]& \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\\ \mathrm{Fp}\left[1\right]& \mathrm{Fp}\left[2\right]& \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\\ \mathrm{Fp}\left[2\right]& \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\\ \mathrm{Fp}\left[2\right]& \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\\ \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\\ \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[3\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[4\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]& \mathrm{Fp}\left[5\right]\end{array}\right];$

所述Fp[0]、Fp[1]、Fp[2]、Fp[3]、Fp[4]和Fp[5]为频带参数。

8.一种图像解码方法，其特征在于，包括：

对待解码图像的码流进行解析，得到所述待解码图像的场景模式值，所述场景模式值对应一组参数或参数集合，所述参数包括图像场景的光照亮度、图像场景的光照色度、图像编码中图像块变换域的系数频带划分方式或变换域的系数频带参数值及其参数值分布，所述场景模式值包括场景模式标识值，用于在图像或视频流中标识不同特征的图像场景；

利用所述场景模式值对所述待解码图像的码流进行解码，输出解码后的图像。

9.根据权利要求8所述的图像解码方法，其特征在于，所述场景模式值还包括场景模式参数值。

10.根据权利要求9所述的图像解码方法，其特征在于，所述场景模式标识值包括场景模式标识码字或场景模式索引。

11.根据权利要求9或10所述的图像解码方法，其特征在于，所述场景模式参数值为下列对象中的一种或几种：

图像解码中获取的所述图像信息的编码信息；

图像解码中存在的用于控制解码器解码过程的控制参数。

12.根据权利要求8、9或10所述的图像解码方法，其特征在于，所述利用所述场景模式值对所述待解码图像的码流进行解码包括：

利用所述场景模式值控制解码过程中的图像块反量化方式、图像块变换域的系数频带划分方式、图像帧内解码、图像帧间预测补偿中的至少一项。

13.一种图像模式编码方法，其特征在于，包括：

确定待编码图像的场景模式值，所述场景模式值对应一组参数或参数集合，所述参数包括图像场景的光照亮度、图像场景的光照色度、图像编码中图像块变换域的系数频带划分方式或变换域的系数频带参数值及其参数值分布，所述场景模式值包括场景模式标识值，用于在图像或视频流中标识不同特征的图像场景；

对所述场景模式值进行编码，并将编码后的场景模式值写入到编码码流中，所述编码码流为对所述待编码图像进行图像编码得到。

14.根据权利要求13所述的图像模式编码方法，其特征在于，所述场景模式值还包括场景模式参数值。

15.根据权利要求14所述的图像模式编码方法，其特征在于，所述场景模式标识值包括场景模式标识码字或场景模式索引。

16.根据权利要求13或14所述的图像模式编码方法，其特征在于，场景模式包括：室内场景模式、室外场景模式、红外模式、白天模式、夜间模式、阴天模式、雨雪天模式、图像渐变模式、噪声模式和远景模式。

17.根据权利要求13或14所述的图像模式编码方法，其特征在于，所述对所述场景模式值进行编码包括：

将所述场景模式值直接写到编码码流中；或者

将所述场景模式值的变换值，写到编码码流中；或者

将所述场景模式值或者所述场景模式值的变换值，进行熵编码后，写到编码码流中。

18.根据权利要求17所述的图像模式编码方法，其特征在于，所述场景模式值的变换值是所述场景模式值通过数学或者逻辑运算得到。

19.根据权利要求17所述的图像模式编码方法，其特征在于，所述熵编码包括定长码、变长码或二值化自适应编码。

20.根据权利要求14所述的图像模式编码方法，其特征在于，所述对所述场景模式值进行编码，并将编码后的场景模式值写入到编码码流中，包括：

对所述场景模式值进行编码，将经过编码后的所述场景模式值写到编码码流中的一个或多个码流层次中。

21.根据权利要求20所述的图像模式编码方法，其特征在于，所述码流层次包括以下各个级别层次的码流头结构：

序列头或序列扩展头；

图组头或图组扩展头；

图像头或图像扩展头；

条带组头或条带组扩展头；

条带头或条带扩展头。

22.一种图像模式解码方法，其特征在于，包括：

从图像码流中解析并确定当前解码图像的场景模式值，所述场景模式值对应一组参数或参数集合，所述参数包括图像场景的光照亮度、图像场景的光照色度、图像编码中图像块变换域的系数频带划分方式或变换域的系数频带参数值及其参数值分布，所述场景模式值包括场景模式标识值，用于在图像或视频流中标识不同特征的图像场景；

根据所述场景模式值，确定场景模式。

23.根据权利要求22所述的图像模式解码方法，其特征在于，所述场景模式值包括场景模式参数值。

24.根据权利要求23所述的图像模式解码方法，其特征在于，所述场景模式标识值包括场景模式标识码字或场景模式索引。

25.根据权利要求23所述的图像模式解码方法，其特征在于，所述从图像码流中解析并确定当前解码图像的场景模式值包括：

从图像码流中解析并确定当前解码图像的场景模式标识值；

根据所述场景模式标识值，确定与场景模式对应的场景模式参数值，若存在场景模式参数值，则对所述场景模式参数值进行解码；

所述根据所述场景模式值，确定场景模式包括：

根据所述场景模式标识值，或根据所述场景模式标识值和场景模式参数值，确定场景模式。

26.根据权利要求25所述的图像模式解码方法，其特征在于，所述从图像码流中解析并确定当前解码图像的场景模式标识值包括：

从码流中直接读取的码流值即是场景模式标识的解析结果值；或者

从码流中直接读取的码流值，按照对应于编码端的逆变换方法，得到场景模式标识的解析结果值；或者

从码流中直接读取的码流值，按照对应于编码端的熵解码方法，得到场景模式标识的解析结果值。

27.根据权利要求26所述的图像模式解码方法，其特征在于，所述熵解码方法包括定长码解码、变长码解码或二值化自适应编码方法的解码。

28.根据权利要求25所述的图像模式解码方法，其特征在于，所述根据所述场景模式标识值，确定与场景模式对应的场景模式参数值包括：

根据所述场景模式标识值，确定与场景模式对应的场景模式参数值的类型和场景模式参数值。

29.根据权利要求25所述的图像模式解码方法，其特征在于，场景模式包括室内场景模式、室外场景模式，红外模式、白天模式、夜间模式、阴天模式、雨雪天模式、图像渐变模式、噪声模式或远景模式。

30.一种图像编码装置，其特征在于，包括：

第一模块，用于根据待编码图像的图像信息确定与所述图像信息对应的场景模式值，所述图像信息包括图像的像素值、图像的残差值、图像在变换域的像素值或图像在变换域的残差值，以及图像编码中相应的编码信息，所述场景模式值对应一组参数或参数集合，所述参数包括图像场景的光照亮度、图像场景的光照色度、图像编码中图像块变换域的系数频带划分方式或变换域的系数频带参数值及其参数值分布，所述场景模式值包括场景模式标识值，用于在图像或视频流中标识不同特征的图像场景；

第二模块，用于利用所述场景模式值对所述图像信息进行编码，得到编码码流；

第三模块，用于对所述场景模式值进行编码，并将编码后的所述场景模式值写入到所述编码码流中。

31.一种图像解码装置，其特征在于，包括：

第四模块，用于对待解码图像的码流进行解析，得到所述待解码图像的场景模式值，所述场景模式值对应一组参数或参数集合，所述参数包括图像场景的光照亮度、图像场景的光照色度、图像编码中图像块变换域的系数频带划分方式或变换域的系数频带参数值及其参数值分布，所述场景模式值包括场景模式标识值，用于在图像或视频流中标识不同特征的图像场景；

第五模块，用于利用所述场景模式值对所述待解码图像的码流进行解码，输出解码后的图像。

32.一种图像模式编码装置，其特征在于，包括：

第六模块，用于确定待编码图像的场景模式值，所述场景模式值对应一组参数或参数集合，所述参数包括图像场景的光照亮度、图像场景的光照色度、图像编码中图像块变换域的系数频带划分方式或变换域的系数频带参数值及其参数值分布，所述场景模式值包括场景模式标识值，用于在图像或视频流中标识不同特征的图像场景；

第七模块，用于对所述场景模式值进行编码，并写入到编码码流中，所述编码码流为对所述待编码图像进行图像编码得到。

33.一种图像模式解码装置，其特征在于，包括：

第八模块，用于从图像码流中解析并确定当前解码图像的场景模式值，所述场景模式值对应一组参数或参数集合，所述参数包括图像场景的光照亮度、图像场景的光照色度、图像编码中图像块变换域的系数频带划分方式或变换域的系数频带参数值及其参数值分布，所述场景模式值包括场景模式标识值，用于在图像或视频流中标识不同特征的图像场景；

第九模块，用于根据所述场景模式值，确定场景模式。

34.一种图像编码系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于根据待编码图像的图像信息确定与所述图像信息对应的场景模式值，所述图像信息包括图像的像素值、图像的残差值、图像在变换域的像素值或图像在变换域的残差值，以及图像编码中相应的编码信息，所述场景模式值对应一组参数或参数集合，所述参数包括图像场景的光照亮度、图像场景的光照色度、图像编码中图像块变换域的系数频带划分方式或变换域的系数频带参数值及其参数值分布，所述场景模式值包括场景模式标识值，用于在图像或视频流中标识不同特征的图像场景；

第一编码模块，用于利用所述获取模块确定的场景模式值对所述图像信息进行编码，形成编码码流；

第二编码模块，用于对所述获取模块确定的场景模式值进行编码，并存储到所述编码码流中。

35.根据权利要求34所述的图像编码系统，其特征在于，所述场景模式值还包括场景模式参数值。

36.根据权利要求35所述的图像编码系统，其特征在于，所述获取模块包括：

第一存储单元，用于存储一个或一个以上场景模式标识值；

第二存储单元，用于存储与所述第一存储单元存储的场景模式标识值对应的场景模式参数值；

第一匹配单元，用于根据待编码图像的图像信息在所述第一存储单元中匹配出与所述图像信息对应的场景模式标识值；

第二匹配单元，用于根据所述第一匹配单元匹配出的场景模式标识值在所述第二存储单元中匹配出与所述场景模式标识值对应的场景模式参数值；

第三存储单元，用于存储所述第一匹配单元匹配出的场景模式标识值或者存储所述第一匹配单元匹配出的场景模式标识值和所述第二匹配单元匹配出的场景模式参数值。

37.一种图像解码系统，其特征在于，包括：

解析模块，用于对待解码图像的码流进行解析，得到所述待解码图像的场景模式值，所述场景模式值对应一组参数或参数集合，所述参数包括图像场景的光照亮度、图像场景的光照色度、图像编码中图像块变换域的系数频带划分方式或变换域的系数频带参数值及其参数值分布，所述场景模式值包括场景模式标识值，用于在图像或视频流中标识不同特征的图像场景；

解码模块，用于根据所述解析模块得到的场景模式值对所述码流进行解码。

38.根据权利要求37所述的图像解码系统，其特征在于，所述场景模式值还包括场景模式参数值。

39.根据权利要求38所述的图像解码系统，其特征在于，所述解析模块包括：

第一存储单元，用于存储一个或一个以上场景模式标识值；

第二存储单元，用于存储与所述第一存储单元存储的场景模式标识值对应的场景模式参数值；

第三匹配单元，用于对待解码图像的码流进行解析，在所述第一存储单元中匹配出场景模式标识值或者分别在所述第一存储单元和所述第二存储单元中匹配出场景模式标识值和场景模式参数值；

第四存储单元，用于存储所述第三匹配单元匹配出的场景模式标识值或者存储所述第三匹配单元匹配出的场景模式标识值和场景模式参数值。

40.一种图像编解码系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于根据待编码图像的图像信息确定与所述图像信息对应的场景模式值，所述图像信息包括图像的像素值、图像的残差值、图像在变换域的像素值或图像在变换域的残差值，以及图像编码中相应的编码信息，所述场景模式值对应一组参数或参数集合，所述参数包括图像场景的光照亮度、图像场景的光照色度、图像编码中图像块变换域的系数频带划分方式或变换域的系数频带参数值及其参数值分布，所述场景模式值包括场景模式标识值，用于在图像或视频流中标识不同特征的图像场景；

第一编码模块，用于利用所述获取模块确定的场景模式值对所述图像信息进行编码，形成编码码流；

第二编码模块，用于对所述获取模块确定的场景模式值进行编码，并存储到所述编码码流中；

解析模块，用于对待解码图像的码流进行解析，得到所述待解码图像的场景模式值；

解码模块，用于根据所述解析模块得到的场景模式值对所述码流进行解码。

Images