CN101742330A - 一种图像编码方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图像编码方法，用于提高编码效率。所述方法包括：在4位CBP编码表中查找与4位亮度CBP码对应的码号，并根据获得的码号进行亮度编码；在4位CBP编码表中查找与4位色度CBP码对应的码号，并根据获得的码号进行色度编码。本发明还公开了一种用于实现所述方法的装置。

Description

一种图像编码方法及装置

技术领域

本发明涉及计算机及图像处理领域，特别是涉及图像编码方法及装置。

背景技术

现有技术中图像处理过程支持4:2:2等多种采样模式。

对于4:2:2采样模式，目前主要有三种块模式(coded block pattern，CBP)方式。第一种CBP编码方式是：在4:2:0采样模式对应的6位无符号数进行变长编码的基础上增加2位定长编码，该2位表示色度。则两段编码的块模式取值范围分别为0～63和0～3，最大码号分别为63和3。第二种CBP编码方式是：用4位表示亮度，用4位表示色度，对8位的CBP码整体进行变长编码，则得到的块模式取值范围为0～255，最大码号为255。第三种CBP编码方式是：用4位表示亮度，与前述两种方式相同，用2位表示预测模式的3种情况。当所有色度块的系数都为0，则为00；当至少一个色度块的DC系数不为0，而AC系数为0，则为01；当所有色度块中至少一个AC系数不为0，则为11。可见其未携带色度信息。对6位的CBP码整体进行变长编码，则得到的块模式取值范围为0～47，最大码号为47。

在采用第一、二种CBP编码方式的情况下，图像编码过程包括：在8位CBP编码表中查找与8位CBP码对应的码号，并根据获得的码号进行亮度和色度编码。在采用第三种CBP编码方式的情况下，图像编码过程包括：在6位CBP编码表中查找与6位CBP码对应的码号，并根据获得的码号进行亮度和色度编码。

编码效率主要由变长码的最长码字的长度和概率决定，如果概率相当，则其长度越长，编码效率越低。在上述三种编码方式中，最长变长码表示的块模式情况基本一样，即概率相当，则其编码长度对编码效率影响比较明显。以及，在第三种编码方式中，由于用高2位表示块系数有无的3种情况，而不是直接表示色度的CBP，所以记录的信息量不如亮度，从而在一定程度上影响色度重建的质量。

发明内容

本发明实施例提供一种图像编码方法及装置，用于提高编码效率。

一种图像编码方法，包括以下步骤：

在n位CBP编码表中查找与n位亮度CBP码对应的码号，并根据获得的码号进行图像亮度编码；

在n位CBP编码表中查找与n位色度CBP码对应的码号，并根据获得的码号进行图像色度编码。

一种用于图像编码的装置，包括：

亮度编码模块，用于在n位CBP编码表中查找与n位亮度CBP码对应的码号，并根据获得的码号进行图像亮度编码；

色度编码模块，用于在n位CBP编码表中查找与n位色度CBP码对应的码号，并根据获得的码号进行图像色度编码。

一种图像解码方法，包括以下步骤：

在n位CBP编码表中查找与亮度码号对应的n位CBP码，并根据获得的CBP码进行图像亮度解码；

在n位CBP编码表中查找与色度码号对应的n位CBP码，并根据获得的CBP码进行图像色度解码。

一种用于图像解码的装置，包括：

亮度解码模块，用于在n位CBP编码表中查找与亮度码号对应的n位CBP码，并根据获得的CBP码进行图像亮度解码；

色度解码模块，用于在n位CBP编码表中查找与色度码号对应的n位CBP码，并根据获得的CBP码进行图像色度解码。

本发明实施例对4:2:2采样模式的8位CBP码分别进行变长编码，即对4位亮度CBP码进行变长编码，对4位色度CBP码进行变长编码。得到的块模式的取值范围均为0～15(码号也为0～15，二者之间有一个对应关系)，可见亮度和色度的最大值的和也要小于联合编码，因此编码效率有所提高。并且，在图像编码和解码过程中，亮度和色度的码号均通过4位CBP编码表确定，可见提供一张4位CBP编码表即可，节省了保存CBP编码表所需的存储空间。

附图说明

图1为本发明实施例中图像编码的主要方法流程图；

图2为本发明实施例中图像编码的详细方法流程图；

图3为本发明实施例中图像解码的主要方法流程图；

图4为本发明实施例中图像解码的详细方法流程图；

图5为本发明实施例中编码装置的主要结构图；

图6为本发明实施例中编码装置的详细结构图；

图7为本发明实施例中解码装置的主要结构图；

图8为本发明实施例中解码装置的详细结构图。

具体实施方式

本发明实施例用4位表示亮度CBP码，再用4位表示色度CBP码，即CBP码共有8位。针对4位色度CBP码和4位亮度CBP码，均通过4位CBP编码表获得相应的码号，并进行编码。4位CBP码对应的码号范围为0～15，本实施例中两个4位CBP码对应的最大码号均是15，二进制表示即为1111和1111。与以前编码方案比较，比如在6位CBP变长编码和2位定长的方案中，对应的二进制表示为111111和11，最大变长码号为63，由于码号越大，码字也越长，因此本发明实施例的编码方案在编码效率上相比于现有技术会有所提高。本发明实施例可以对图像中的任意类型(即帧内或帧间)的宏块进行编码和解码。

参见图1，本实施例中图像编码的主要方法流程如下：

步骤101：在n位CBP编码表中查找与n位亮度CBP码对应的码号，并根据获得的码号进行亮度编码。其中，n为正整数，与亮度CBP码的位数相同，也与色度CBP码的位数相同。

步骤102：在n位CBP编码表中查找与n位色度CBP码对应的码号，并根据获得的码号进行色度编码。

参见图2，本实施例中图像编码的详细方法流程如下：

步骤201：对一帧图像进行分块。如采用8×8或4×4等MB类型进行分块。

步骤202：根据4:2:2采样模式进行采样。

步骤203：根据规定的亮度预测模式或运动估计进行亮度帧内或帧间预测。

步骤204：根据规定的色度预测模式或运动估计进行色度帧内或帧间预测。

步骤205：对预测残差进行变换和量化，根据量化后的系数确定4位亮度CBP码和4位色度CBP码。

步骤206：在4位CBP编码表中查找与4位亮度CBP码对应的码号，并根据获得的码号进行亮度编码。

步骤207：在4位CBP编码表中查找与4位色度CBP码对应的码号，并根据获得的码号进行色度编码。

本实施例中的4位CBP编码表为4位亮度CBP编码表。一帧图像的亮度和色度都是源于同一帧图像，其亮度的出现概率与其色度的出现概率基本相同，因此对于4位色度CBP码和4位亮度CBP码，可采用同一4位CBP编码表来确定对应的码号。该4位CBP编码表可以是现有技术中已有的编码表，或者是通过其它方式获得的编码表。

本实施例采用的是4位CBP编码表，其对应的码号范围为0～15，则变长码的个数不超过16。由于通常采用指数哥伦布编码，变长码呈分段指数变化。因此，本实施例中码号的个数明显少于现有技术中码号的个数，使得编码效率明显提高。

块模式包括宏块帧内编码模式和宏块帧间编码模式，因此本实施例中4位CBP编码表如表1所示：

表1

以上介绍了图像编码方法，与图像编码方法对应的，有图像解码方法，下面针对图像解码方法进行介绍。

参见图3，图像解码的主要方法流程如下：

步骤301：在n位CBP编码表中查找与亮度码号对应的n位CBP码，并根据获得的CBP码进行亮度解码。

步骤302：在n位CBP编码表中查找与色度码号对应的n位CBP码，并根据获得的CBP码进行色度解码。

参见图4，图像解码的详细方法流程如下：

本实施例主要以4:2:2采样模式为例，亮度和色度的8x8大小的块均为4个，因此n取值为4。

步骤401：在4位CBP编码表中查找与色度码号对应的4位CBP码，并根据获得的CBP码进行色度解码。

步骤402：在4位CBP编码表中查找与色度码号对应的4位CBP码，并根据获得的CBP码进行色度解码。

步骤403：根据4位亮度CBP码和4位色度CBP码确定是否有残差系数，如果有，则对残差系数进行反量化，反变换得到残差；否则确定残差为0(相当于无残差)。

步骤404：根据色度残差和色度预测得到图像分块的色度分量。

步骤405：根据亮度残差和亮度预测得到图像分块的亮度分量。

步骤406：根据色度分量和亮度分量得到原始的图像分块。

步骤407：将各图像分块组合，得到原始的一帧图像。

本实施例还提供用于实现图像编码和图像解码的装置，下面首先介绍用于图像编码的装置。

参见图5，本实施例中用于图像编码的编码装置包括亮度编码模块501和色度编码模块502。

亮度编码模块501用于在n位CBP编码表中查找与n位亮度CBP码对应的码号，并根据获得的码号进行亮度编码。

色度编码模块502用于在n位CBP编码表中查找与n位色度CBP码对应的码号，并根据获得的码号进行色度编码。

该编码装置还包括接口模块503，参见图6所示。该接口模块503用于获得n位亮度CBP码和n位色度CBP码等。接口模块503可以与预测装置连接。该预测装置用于进行亮度帧内预测和色度帧内预测，以及确定n位亮度CBP码和n位色度CBP码。

该编码装置还包括存储模块504，用于存储n位CBP编码表等。

参见图7，本实施例中用于图像解码的解码装置包括：亮度解码模块701和色度解码模块702。

亮度解码模块701用于在n位CBP编码表中查找与亮度码号对应的n位CBP码，并根据获得的CBP码进行亮度解码。

色度解码模块702用于在n位CBP编码表中查找与色度码号对应的n位CBP码，并根据获得的CBP码进行色度解码。

该解码装置还包括接口模块703，参见图8所示。该接口模块703用于获得亮度码号和色度码号等。

该编码装置还包括存储模块704，用于存储n位CBP编码表等。

用于实现本发明实施例的软件可以存储于软盘、硬盘、光盘和闪存等存储介质。

本发明实施例对4:2:2采样模式的8位CBP码分别进行变长编码，即对4位亮度CBP码进行变长编码，对4位色度CBP码进行变长编码。得到的块模式的取值范围均为0～15(码号也为0～15，二者之间有一个对应关系)，可见亮度和色度的最大值的和也要小于联合编码，因此编码效率有所提高。并且，在图像编码和解码过程中，亮度和色度的码号均通过4位CBP编码表确定，可见提供一张4位CBP编码表即可，节省了保存CBP编码表所需的存储空间。

本发明实施例是针对4位亮度CBP码和4位色度CBP码的技术方案，适用于4:2:2等亮度CBP码与色度CBP码的位数相同的多种采样模式。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种图像编码方法，其特征在于，包括以下步骤：

在n位块模式CBP编码表中查找与n位亮度CBP码对应的码号，并根据获得的码号进行图像亮度编码；

在n位CBP编码表中查找与n位色度CBP码对应的码号，并根据获得的码号进行图像色度编码。

2.如权利要求1所述的图像编码方法，其特征在于，n位CBP编码表为4位亮度CBP编码表。

3.如权利要求1所述的图像编码方法，其特征在于，在进行图像亮度编码和图像色度编码之前，还包括步骤：

对一帧图像进行分块；

对得到的图像分块进行亮度预测和色度预测；

对预测残差进行变换和量化，根据量化后的系数确定4位亮度CBP码和4位色度CBP码。

4.一种用于图像编码的装置，其特征在于，包括：

亮度编码模块，用于在n位CBP编码表中查找与n位亮度CBP码对应的码号，并根据获得的码号进行图像亮度编码；

色度编码模块，用于在n位CBP编码表中查找与n位色度CBP码对应的码号，并根据获得的码号进行图像色度编码。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，n位CBP编码表为4位亮度CBP编码表。

6.一种图像解码方法，其特征在于，包括以下步骤：

在n位CBP编码表中查找与亮度码号对应的n位CBP码，并根据获得的CBP码进行图像亮度解码；

在n位CBP编码表中查找与色度码号对应的n位CBP码，并根据获得的CBP码进行图像色度解码。

7.如权利要求6所述的图像解码方法，其特征在于，n位CBP编码表为4位亮度CBP编码表。

8.一种用于图像解码的装置，其特征在于，包括：

亮度解码模块，用于在n位CBP编码表中查找与亮度码号对应的n位CBP码，并根据获得的CBP码进行图像亮度解码；

色度解码模块，用于在n位CBP编码表中查找与色度码号对应的n位CBP码，并根据获得的CBP码进行图像色度解码。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，n位CBP编码表为4位亮度CBP编码表。

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