CN104519368B - 图像编码、解码重构处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种图像编码、解码重构处理方法及装置，该方法包括：获取目标编码图像的边缘信息；根据所述边缘信息确定采用基于压缩感知的编码方法或采用动态图像专家组MPEG类编码方法对所述目标编码图像进行编码。本发明实施例中通过获取图像的边缘信息，并根据边缘信息来确定图像采用的编码方法，以实现在编码端工作过程中自适应的选择合适的编码方法对图像块进行编码，而无需对同一图像块采用多种编码方式编码，提高了接收端解码重构图像质量，降低了编解码工作复杂度。

Description

图像编码、解码重构处理方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其涉及一种图像编码、解码重构处理方法及装置。

背景技术

目前，将压缩感知理论应用于视频编码中可以提高重建视频的质量，压缩感知理论由稀疏变换、测量矩阵和重构算法三部分组成。对于不同内容的图像，基于压缩感知的编码方法与传统的编码方法各有优势，其中传统的编码方法一般指动态图像专家组（MovingPicture Experts Group，简称MPEG）类编码方法。

现有技术中采用的混合编码方式是，分别用基于压缩感知的编码方法与传统编码方法编码图像块，并在编码端分别重构图像块，然后比较重构图像块的质量，从中选择图像块质量较好的那种所采用的编码方法进行传输。

但是，采用现有技术，对一块图像，需要在编码端采用两种编码方法进行编码，并对应的采用两种解码方法进行解码，之后才能进行比较，并选择图像质量好的编码方法对应的数据传输。这样会大大增加编码端的工作复杂度，实际操作中也不适用。

发明内容

本发明提供一种图像编码、解码重构处理方法及装置，用于提高接收端图像质量，并解决图像编解码端工作复杂的问题。

本发明第一方面提供一种图像编码处理方法，包括：

获取目标编码图像的边缘信息；

根据所述边缘信息确定采用基于压缩感知的编码方法或采用动态图像专家组MPEG类编码方法对所述目标编码图像进行编码。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实施方式中，所述根据所述边缘信息确定采用基于压缩感知的编码方法或采用MPEG类编码方法对所述目标编码图像进行编码，包括：

根据所述边缘信息确定所述目标编码图像中目标编码图像块中的边缘值之和；

若所述边缘值之和大于等于第一预设阈值，则确定采用基于压缩感知的编码方法对所述目标编码图像块进行编码；

若所述边缘值之和小于第一预设阈值，则确定采用MPEG类编码方法对所述目标编码图像块进行编码。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，在第一方面的第二种可能的实施方式中，所述目标编码图像为帧间预测帧时，

所述获取目标编码图像的边缘信息，包括：

获取所述帧间预测帧的残差图像；

获取所述残差图像的边缘信息。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，在第一方面的第三种可能的实施方式中，所述确定采用基于压缩感知的编码方法对所述目标编码图像块进行编码，包括：

若所述边缘值之和大于等于所述第一预设阈值且小于第二预设阈值，则确定采用第一采样率基于压缩感知的编码方法对所述目标编码图像块进行编码；

若所述边缘值之和大于等于所述第二预设阈值，则确定采用第二采样率基于压缩感知的编码方法对所述目标编码图像块进行编码；

其中，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值，所述第一采样率小于所述第二采样率。

结合第一方面的第一或第三种可能的实施方式，在第一方面的第四种可能的实施方式中，所述采用基于压缩感知的编码方法对所述目标编码图像块进行编码，包括：

采用低频测量矩阵对所述目标编码图像块的离散余弦变换DCT系数进行测量，获取DCT系数的测量值。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，在第一方面的第五种可能的实施方式中，所述采用低频测量矩阵对所述目标编码图像块DCT系数进行测量，获取DCT系数的测量值，包括：

根据所述目标编码图像块的大小和预设采样率，确定所述目标编码图像块DCT系数的所需测量值个数m_x；

对所述目标编码图像块的DCT系数进行ZigZag型扫描，将扫描到的m_x个DCT系数在所述低频测量矩阵中对应位置的值置1，将未扫描到的区域在所述低频测量矩阵中对应位置的值置0，获取由1和0构成的低频测量矩阵；

将所述低频测量矩阵与目标编码图像块的DCT系数矩阵进行点乘，获取DCT系数的测量值。

结合第一方面的第一或第三种可能的实施方式，在第一方面的第六种可能的实施方式中，所述采用基于压缩感知的编码方法对所述目标编码图像块进行编码，包括：

采用全频测量矩阵对所述目标编码图像块的DCT系数进行测量，获取DCT系数的测量值。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，在第一方面的第七种可能的实施方式中，所述采用全频测量矩阵对所述目标编码图像块进行编码，获取DCT系数的测量值，包括：

根据所述目标编码图像块的大小和预设采样率，确定该目标编码图像块DCT系数的所需测量值个数m；

将所述m个测量值划分为m_l个第一频域测量值和m_h个第二频域测量值，其中m=m_l+m_h，且所述第一频域测量值的频率低于预设频率阈值，所述第二频域测量值的频率高于所述预设频率阈值；

对所述目标编码图像块的DCT系数进行ZigZag型扫描，将扫描到的m_l个DCT系数在所述全频测量矩阵中对应位置的值置1，获取全频测量矩阵的第一部分，并确定剩余未扫描部分；

对所述目标编码图像块的DCT系数中所述剩余未扫描部分进行等间隔角度的射线扫描，将扫描到的m_h个DCT系数在所述全频测量矩阵中对应位置的值置1，将未扫描到的区域在所述全频测量矩阵中对应位置的值置0，获取全频测量矩阵的第二部分；

将上述全频测量矩阵与目标编码图像块的DCT系数矩阵进行点乘，获取DCT系数的测量值，其中，所述全频测量矩阵的第一部分和所述全频测量矩阵的第二部分组成了由1和0构成的全频测量矩阵。

结合第一方面至第一方面的第七种可能的实施方式中任一项，在第一方面的第八种可能的实施方式中，所述根据所述边缘信息确定采用基于压缩感知的编码方法或采用动态图像专家组MPEG类编码方法对所述目标编码图像进行编码之后，还包括：

在编码完成的所述目标编码图像块中添加编码方法标识位，所述标识位用以标识所述目标编码图像块所采用的编码方法，以使解码处理装置根据所述标识位进行解码。

本发明第二方面提供一种图像解码重构处理方法，包括：

解析待解码图像块的编码方法标识位，以确定所述待解码图像块所采用的编码方法；

若所述编码方法为动态图像专家组MPEG类编码方法，则采用对应的解码方法对所述待解码图像块进行解码；

若所述编码方法为基于压缩感知的编码方法，则采用对应的重构方法对所述待解码图像块进行重构。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实施方式中，所述采用对应的重构方法进行重构，包括：

对所述待解码图像块的离散余弦变换DCT系数的测量值进行离散余弦逆变换，计算得到迭代初值；

根据所述迭代初值确定迭代方向；

根据所述迭代初值和所述迭代方向，采用基于梯度的全变差重构算法对所述待解码图像块进行重构。

本发明实施例第三方面提供一种图像编码处理装置，包括：

获取模块，用于获取目标编码图像的边缘信息；

编码模块，用于根据所述边缘信息确定采用基于压缩感知的编码方法或采用动态图像专家组MPEG类编码方法对所述目标编码图像进行编码。

结合第三方面，在第三方面的第一种可能的实施方式中，所述编码模块，具体用于根据所述边缘信息确定所述目标编码图像中目标编码图像块中的边缘值之和；

若所述边缘值之和大于等于第一预设阈值，则确定采用基于压缩感知的编码方法对所述目标编码图像块进行编码；

若所述边缘值之和小于第一预设阈值，则确定采用MPEG类编码方法对所述目标编码图像块进行编码。

结合第三方面的第一种可能的实施方式，在第三方面的第二种可能的实施方式中，所述获取模块，具体用于在所述目标编码图像为帧间预测帧时，获取所述帧间预测帧的残差图像；获取所述残差图像的边缘信息。

结合第三方面的第二种可能的实施方式，在第三方面的第三种可能的实施方式中，所述编码模块，具体用于若所述边缘值之和大于等于所述第一预设阈值且小于第二预设阈值，则确定采用第一采样率基于压缩感知的编码方法对所述目标编码图像块进行编码；

若所述边缘值之和大于等于所述第二预设阈值，则确定采用第二采样率基于压缩感知的编码方法对所述目标编码图像块进行编码；

其中，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值，所述第一采样率小于所述第二采样率。

结合第三方面的第一或第三种可能的实施方式，在第三方面的第四种可能的实施方式中，编码模块，具体用于采用低频测量矩阵对所述目标编码图像块的离散余弦变换DCT系数进行测量，获取DCT系数的测量值。

结合第三方面的第四种可能的实施方式，在第三方面的第五种可能的实施方式中，所述编码模块，具体用于根据所述目标编码图像块的大小和预设采样率，确定所述目标编码图像块DCT系数的所需测量值个数m_x；

对所述目标编码图像块的DCT系数进行ZigZag型扫描，将扫描到的m_x个DCT系数在所述低频测量矩阵中对应位置的值置1，将未扫描到的区域在所述低频测量矩阵中对应位置的值置0，获取由1和0构成的低频测量矩阵；

将所述低频测量矩阵与目标编码图像块的DCT系数矩阵进行点乘，获取DCT系数的测量值。

结合第三方面的第一或第三种可能的实施方式，在第三方面的第六种可能的实施方式中，所述编码模块，具体用于采用全频测量矩阵对所述目标编码图像块的DCT系数进行测量，获取DCT系数的测量值。

结合第三方面的第六种可能的实施方式，在第三方面的第七种可能的实施方式中，所述编码模块，具体用于根据所述目标编码图像块的大小和预设采样率，确定该目标编码图像块DCT系数的所需测量值个数m；

将所述m个测量值划分为m_l个第一频域测量值和m_h个第二频域测量值，其中m=m_l+m_h，且所述第一频域测量值的频率低于预设频率阈值，所述第二频域测量值的频率高于所述预设频率阈值；

对所述目标编码图像块的DCT系数进行ZigZag型扫描，将扫描到的m_l个DCT系数在所述全频测量矩阵中对应位置的值置1，获取全频测量矩阵的第一部分，并确定剩余未扫描部分；

对所述目标编码图像块的DCT系数中所述剩余未扫描部分进行等间隔角度的射线扫描，将扫描到的m_h个DCT系数在所述全频测量矩阵中对应位置的值置1，将未扫描到的区域在所述全频测量矩阵中对应位置的值置0，获取全频测量矩阵的第二部分；

将上述全频测量矩阵与目标编码图像块的DCT系数矩阵进行点乘，获取DCT系数的测量值，其中，所述全频测量矩阵的第一部分和所述全频测量矩阵的第二部分组成了由1和0构成的全频测量矩阵。

结合第三方面至第三方面的第七种可能的实施方式中任一项，在第三方面的第八种可能的实施方式中，所述装置还包括：标识模块，用于在编码完成的所述目标编码图像块中添加编码方法标识位，所述标识位用以标识所述目标编码图像块所采用的编码方法，以使解码处理装置根据所述标识位进行解码。

本发明实施例第四方面提供一种图像解码重构处理装置，包括：

解析模块，用于解析待解码图像块的编码方法标识位，以确定所述待解码图像块所采用的编码方法；

解码模块，用于若所述编码方法为动态图像专家组MPEG类编码方法，则采用对应的解码方法对所述待解码图像块进行解码；若所述编码方法为基于压缩感知的编码方法，则采用对应的重构方法对所述待解码图像块进行重构。

结合第四方面，在第四方面的第一种可能的实施方式中，所述解码模块，具体用于对所述待解码图像块的离散余弦变换DCT系数的测量值进行离散余弦逆变换，计算得到迭代初值；根据所述迭代初值确定迭代方向；根据所述迭代初值和所述迭代方向，采用基于梯度的全变差重构算法对所述待解码图像块进行重构。

本发明实施例中通过获取图像的边缘信息，并根据边缘信息来确定图像采用的编码方法，以实现在编码端工作过程中自适应的选择合适的编码方法对图像块进行编码，而无需对同一图像块采用多种编码方式编码，提高了接收端解码重构图像质量，降低了编解码工作复杂度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的图像编码处理方法实施例一的流程示意图；

图2为本发明提供的图像编码处理方法实施例二的流程示意图；

图3为本发明提供的图像编码处理方法实施例三的低频测量矩阵示意图；

图4为本发明提供的图像编码处理方法实施例四的全频测量矩阵示意图；

图5为本发明提供的图像解码重构处理方法实施例一的流程示意图；

图6为本发明提供的图像编码处理装置实施例一的结构示意图；

图7为本发明提供的图像编码处理装置实施例二的结构示意图；

图8为本发明提供的图像解码重构处理装置实施例一的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明提供的图像编码处理方法实施例一的流程示意图，如图1所示，该方法包括：

S101、获取目标编码图像的边缘信息。该目标编码图像可以是帧内帧或帧间预测帧。

将待编码的视频分割成多个图像组（Group of Picture，简称GoP），，一个GoP的第一帧为帧内帧，简称I帧，其它的帧为帧间预测帧，简称为P帧。当目标编码图像为I帧时，对目标编码图像本身进行编码，当目标编码图像为P帧时，要先获取目标编码图像的残差图像然后再编码。

S102、根据边缘信息确定采用基于压缩感知的编码方法或采用MPEG类编码方法对上述目标编码图像进行编码。

具体实现过程中，要对图像进行分块，然后对图像块进行编码，例如可以根据图像性质和环境要求将图像划分为8×8块、16×16块、32×32块，一般如果采用比较小的分块会对图像的处理比较细腻，能够更好的重构出图像的细节信息，但是用于编码和重构的时间会较长；如果采用比较大的图像分块，只能重建出重要的信息而对细节信息则显得不足，对中间存储资源占用较多但是重构时间会比较短。因而，对于比较平坦的图像可以采用比较大的分块方式，而对于梯度明显的图像或细节信息比较复杂的图像可以采用比较小的分块方式。

不同内容的图像块，基于压缩感知的编码方法与MPEG类的编码方法各有优势，实验数据表明，具有梯度稀疏性的图像，采用基于压缩感知的编码方法更好，且在之后进一步采用基于梯度的重构算法，所重构的图像质量会比采用MPEG类方法更好。

由于梯度与图像边缘信息之间存在耦合性，可以将边缘信息视作梯度信息，且边缘信息比梯度容易获取，因此，本发明实施例中通过获取图像的边缘信息，并根据边缘信息来确定图像采用的编码方法，以实现在编码端工作过程中自适应的选择合适的编码方法对图像块进行编码，而无需对同一图像块采用多种编码方式编码，提高了接收端解码重构图像质量，降低了编解码工作复杂度。

图2为本发明提供的图像编码处理方法实施例二的流程示意图，上述根据边缘信息值确定采用基于压缩感知的编码方法或采用MPEG类编码方法对所述目标编码图像进行编码，具体包括：

S201、根据上述边缘信息确定上述目标编码图像中目标编码图像块中的边缘值之和。每个图像块内所包含的边缘信息不同，获取边缘信息后，每个图像块由边缘值“0”和“1”表示，其中“0”表示不在边缘，“1”表示在边缘，计算目标编码图像块中的边缘值之和。

S202、比较边缘值之和是否大于第一预设阈值，若边缘值之和大于等于第一预设阈值，则执行S203；若边缘值之和小于第一预设阈值，则执行S204。

S203、采用基于压缩感知的编码方法对上述目标编码图像块进行编码。

S204、采用MPEG类编码方法对上述目标编码图像块进行编码。

需要说明的是，在上述目标编码图像为帧内帧时，和上述目标编码图像为帧间帧时，所设置的第一预设阈值可能不同。

上述第一预设阈值如果选择较小，则能检测出比较多的边缘图像块，从而增加解码端的复杂度，如果上述第一预设阈值如果选择较大，则可能会漏掉一些宜采用基于压缩感知的编码方法进行编码的图像块。具体实现时可以根据经验或实验数据预先设置，例如对于分成8×8块的图像，该第一预设阈值可以设置在4-8之间。

在上述实施例的基础上，上述获取目标编码图像的边缘信息，如果该目标编码图像为帧内帧图像，则可以直接获取边缘信息，也可以在对图像分块后获取边缘信息。

该目标编码图像为帧间预测帧时，则上述获取目标编码图像的边缘信息，具体为：先获取该帧间预测帧的残差图像，具体地可以采用运动估计和运动补偿求出该预测帧的残差图像；进而获取该残差图像的边缘信息。根据该边缘信息来确定图像块的编码方法。

对于残差图像，还有其自身的特点，如果视频序列运动比较剧烈，相邻帧间的残差信息就会很多，因而对于残差图像，在确定编码方法时，执行前述步骤的基础上再设一个第二预设阈值，来控制不同的采样率。该第二预设阈值大于第一预设阈值。与前述实施例相同，如果残差图像块的边缘值之和小于第一预设阈值，则采用MPEG类编码方法进行编码。否则，上述采用基于压缩感知的编码方法对目标编码图像块进行编码，进一步地，若上述边缘值之和大于等于上述第一预设阈值且小于第二预设阈值，则采用第一采样率基于压缩感知的编码方法对上述目标编码图像块进行编码；若上述边缘值之和大于等于上述第二预设阈值，则采用第二采样率基于压缩感知的编码方法对目标编码图像块进行编码。其中，上述第一采样率小于上述第二采样率。即前一种情况下采用低采样率的基于压缩感知的编码方法，后一种情况采用高采样率基于压缩感知的编码方法，具体实现过程中，第二采样率可以设置为第一采样率的2倍。而对于帧内帧无需作上述采样率的区分。

在上述实施例的基础上，对于采用基于压缩感知的编码方法的目标编码图像块，这里不区分采用上述第一采样率或第二采样率基于压缩感知的编码方法，具体包括采用测量矩阵对目标编码图像块进行编码，即采用测量矩阵对目标编码图像块的离散余弦变换（Discrete Cosine Transform，简称DCT）系数进行测量，以获取DCT域测量系数。其中测量矩阵是由1或0构成的，可以为低频测量矩阵，也可以为全频测量矩阵。一般地，如果图像较为平坦，则选择低频测量矩阵，如果图像梯度较为明显，或图像内容较为复杂，则选择全频测量矩阵，以更好的获取图像块中DCT域图像的关键信息。

图3为本发明提供的图像编码处理方法实施例三的低频测量矩阵示意图，上述采用基于压缩感知的编码方法对所述目标编码图像块进行编码，可以是采用低频测量矩阵对所述目标编码图像块的DCT系数进行测量，获取DCT系数的测量值，具体为：根据目标编码图像块的大小和预设采样率，确定该目标编码图像块DCT系数的所需测量值个数m_x。对该目标编码图像块的DCT系数进行ZigZag型扫描，将扫描到的m_x个DCT系数在所述低频测量矩阵中对应位置的值置1，将未扫描到的区域在所述低频测量矩阵中对应位置的值置0，从而获取由1和0构成的低频测量矩阵。具体地，假设上述目标编码图像块的大小为n×n，预设采样率为γ，则m_x=n×n×γ。图3中，白色对应1部分，黑色对应0部分。该低频测量矩阵中包括m_x个1。

然后将上述低频测量矩阵与目标编码图像块的DCT系数矩阵进行点乘，获取DCT系数的测量值。

图4为本发明提供的图像编码处理方法实施例四的全频测量矩阵示意图，上述采用基于压缩感知的编码方法对所述目标编码图像块进行编码，可以是采用全频测量矩阵对目标编码图像块进行编码，获取DCT系数的测量值。具体为：根据上述目标编码图像块的大小和预设采样率，确定该目标编码图像块DCT系数的所需测量值个数m。将所述m个测量值划分为m_l个第一频域测量值和m_h个第二频域测量值，其中m=m_l+m_h，且上述第一频域测量值的频率低于预设频率阈值，第二频域测量值的频率高于上述预设频率阈值，即上述第一频域测量值为低频测量值，第二频域测量值为中频和高频测量值。对所述目标编码图像块的DCT系数进行ZigZag型扫描，将扫描到的m_l个DCT系数在所述全频测量矩阵中对应位置的值置1，获取全频测量矩阵的第一部分，该第一部分为全频测量矩阵的低频部分，并确定剩余未扫描部分；对所述目标编码图像块的DCT系数中上述剩余未扫描部分进行等间隔角度的射线扫描，将扫描到的m_h个DCT系数在所述全频测量矩阵中对应位置的值置1，将未扫描到的区域在所述全频测量矩阵中对应位置的值置0，获取全频测量矩阵的第二部分，该第二部分是中频和高频部分。上述全频测量矩阵的第一部分和全频测量矩阵的第二部分一起组成了由1和0构成的全频测量矩阵。假设上述目标编码图像块的大小为n×n，预设采样率为γ，则m=m_l+m_h=n×n×γ。

图4中，白色对应1部分，黑色对应0部分。全频测量矩阵中包括m个1。

然后将上述全频测量矩阵与目标编码图像块的DCT系数矩阵进行点乘，获取DCT系数的测量值。

在上述实施例的基础上，上述根据所述边缘信息确定采用基于压缩感知的编码方法或采用MPEG类编码方法对所述目标编码图像进行编码之后，在编码完成的上述目标编码图像块中添加标识位，该标识位用以标识上述目标编码图像块所采用的编码方法，以使解码处理装置根据该标识位进行解码或重构图像。

图5为本发明提供的图像解码重构处理方法实施例一的流程示意图，如图5所示，该解码方法对应于前述编码方法，包括：

S501、解析待解码图像块的编码方法标识位，以确定所述待解码图像块所采用的编码方法。该编码方法标识位是编码端在编码完成后添加的。

S502、若上述编码方法为MPEG类编码方法，则采用对应的解码方法对所述待解码图像块进行解码；若所述编码方法为基于压缩感知的编码方法，则采用对应的重构方法进行重构。

本实施例中，编码端根据图像的边缘信息自适应的确定出编码方法进行编码，并添加标识位，解码端在解码时，只要识别出编码方法标识位就可以知道图像块所采用的编码方法，进而使用对应的解码方法进行解码或重构即可，这样相对于现有技术编解码的复杂程度都大大降低。

进一步地，当编码方法为基于压缩感知的编码方法时，上述采用对应的重构方法对对所述待解码图像块进行重构，具体为：对上述待解码图像块的DCT系数的测量值进行离散余弦逆变换，计算得到迭代初值。进而根据该迭代初值确定迭代方向，根据上述迭代初值和上述迭代方向，采用基于梯度全变差（Total-Variation，简称TV）重构算法对上述待解码图像块进行信号重构。

具体实现过程中，对待解码图像进行多次迭代，设迭代图像U的梯度和为T_g(U)＝I_g(U)+λTV(U),其中TV表示图像的全变差，λ为调和参数，I_g(U)＝idct(dct(U)-dec(U_p))，U_p表示待解码图像的上个迭代结果图像。

为了使迭代最快速的逼近原始图像，本发明中，采用如下方法确定迭代的初值图像：设上述编码端的DCT系数的测量值为y，取U_O=idct(y)作为迭代初值，其中idct为DCT逆变换。I_g表示待解码图像的迭代残差信息，I_g(U)也就是最速梯度方向，将I_g(U)作为迭代方向，以这个方向对残差图像进行搜索，可以最快速的逼近原始图像。采用本发明实施例提供的这种方法确定迭代初值可以减小重构图像过程中的迭代次数，并提高重构图像的质量。

上述算法中的调和参数λ用于协调TV算法梯度和最速梯度算法梯度之间相对关系的参数，调和参数λ随着迭代次数改变而改变，设迭代次数为l，那么λ的变化规律为：λ＝λ^l，其中λ的初始值选择应满足：λ＜1，若要使图像快速收敛，则应将λ设为较小的值；如果要得到细腻的图像，则应将λ设置的较大，但这样会增加迭代次数。

另外，迭代终止阈值ε，在满足||I_g(U)||₂<ε时停止迭代。具体实现过程中，如果需要重构出很细腻的图像则需要将ε设置的较小，如果要重构的时间较短则可以将ε设置的较大。

图6为本发明提供的图像编码处理装置实施例一的结构示意图，如图6所示，该装置包括：获取模块601、编码模块602，其中：

获取模块601，用于获取目标编码图像的边缘信息；编码模块602，用于根据所述边缘信息确定采用基于压缩感知的编码方法或采用动态图像专家组MPEG类编码方法对所述目标编码图像进行编码。

进一步地，上述编码模块602，具体用于根据所述边缘信息确定所述目标编码图像中目标编码图像块中的边缘值之和；若所述边缘值之和大于等于第一预设阈值，则确定采用基于压缩感知的编码方法对所述目标编码图像块进行编码；若所述边缘值之和小于第一预设阈值，则确定采用MPEG类编码方法对所述目标编码图像块进行编码。

获取模块601，具体用于在所述目标编码图像为帧间预测帧时，获取所述帧间预测帧的残差图像；获取所述残差图像的边缘信息。

更进一步地，上述编码模块602，具体用于若所述边缘值之和大于等于所述第一预设阈值且小于第二预设阈值，则确定采用第一采样率基于压缩感知的编码方法对所述目标编码图像块进行编码；若所述边缘值之和大于等于所述第二预设阈值，则确定采用第二采样率基于压缩感知的编码方法对所述目标编码图像块进行编码；其中，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值，所述第一采样率小于所述第二采样率。

在上述实施例的基础上，一种情况下，上述编码模块602，具体用于采用低频测量矩阵对所述目标编码图像块的离散余弦变换DCT系数进行测量，获取DCT系数的测量值。更具体地，编码模块602，具体用于根据所述目标编码图像块的大小和预设采样率，确定所述目标编码图像块DCT系数的所需测量值个数m_x；对所述目标编码图像块的DCT系数进行ZigZag型扫描，将扫描到的m_x个DCT系数在所述低频测量矩阵中对应位置的值置1，将未扫描到的区域在所述低频测量矩阵中对应位置的值置0，获取由1和0构成的低频测量矩阵；将所述低频测量矩阵与目标编码图像块的DCT系数矩阵进行点乘，获取DCT系数的测量值。

另一种情况下，编码模块602，具体用于采用全频测量矩阵对所述目标编码图像块的DCT系数进行测量，获取DCT系数的测量值。具体地，编码模块602，具体用于根据所述目标编码图像块的大小和预设采样率，确定该目标编码图像块DCT系数的所需测量值个数m；将所述m个测量值划分为m_l个第一频域测量值和m_h个第二频域测量值，其中m=m_l+m_h，且所述第一频域测量值的频率低于预设频率阈值，所述第二频域测量值的频率高于所述预设频率阈值；对所述目标编码图像块的DCT系数进行ZigZag型扫描，将扫描到的m_l个DCT系数在所述全频测量矩阵中对应位置的值置1，获取全频测量矩阵的第一部分，并确定剩余未扫描部分；对所述目标编码图像块的DCT系数中所述剩余未扫描部分进行等间隔角度的射线扫描，将扫描到的m_h个DCT系数在所述全频测量矩阵中对应位置的值置1，将未扫描到的区域在所述全频测量矩阵中对应位置的值置0，获取全频测量矩阵的第二部分；将上述全频测量矩阵与目标编码图像块的DCT系数矩阵进行点乘，获取DCT系数的测量值，其中，所述全频测量矩阵的第一部分和所述全频测量矩阵的第二部分组成了由1和0构成的全频测量矩阵。

图7为本发明提供的图像编码处理装置实施例二的结构示意图，在图6的基础上，上述装置还包括：标识模块603，用于在编码完成的所述目标编码图像块中添加编码方法标识位，所述标识位用以标识所述目标编码图像块所采用的编码方法，以使解码处理装置根据所述标识位进行解码。

上述装置用于执行前述方法实施例，其实现原理与技术效果类似，在此不再赘述。

图8为本发明提供的图像解码重构处理装置实施例一的流程示意图，如图8所示，该装置包括：解析模块801和解码模块802，其中：

解析模块801，用于解析待解码图像块的编码方法标识位，以确定所述待解码图像块所采用的编码方法；解码模块802，用于若所述编码方法为动态图像专家组MPEG类编码方法，则采用对应的解码方法对所述待解码图像块进行解码；若所述编码方法为基于压缩感知的编码方法，则采用对应的重构方法对所述待解码图像块进行重构。

在上述实施例的基础上，上述解码模块802，具体用于对所述待解码图像块的离散余弦变换DCT系数的测量值进行离散余弦逆变换，计算得到迭代初值；根据所述迭代初值确定迭代方向；根据所述迭代初值和所述迭代方向，采用基于梯度的全变差重构算法对所述待解码图像块进行重构。

上述装置用于执行前述方法实施例，其实现原理与技术效果类似，在此不再赘述。

本发明实施例还提供一种图像编码处理装置，包括：存储器和处理器，其中，存储器，用于存储指令；处理器，与所述存储器耦合，被配置为执行存储在所述存储器中的指令。具体地，该处理器，用于获取目标编码图像的边缘信息；根据所述边缘信息确定采用基于压缩感知的编码方法或采用动态图像专家组MPEG类编码方法对所述目标编码图像进行编码。

上述处理器，具体用于根据所述边缘信息确定所述目标编码图像中目标编码图像块中的边缘值之和；若所述边缘值之和大于等于第一预设阈值，则确定采用基于压缩感知的编码方法对所述目标编码图像块进行编码；若所述边缘值之和小于第一预设阈值，则确定采用MPEG类编码方法对所述目标编码图像块进行编码。

上述处理器，具体用于在所述目标编码图像为帧间预测帧时，获取所述帧间预测帧的残差图像；获取所述残差图像的边缘信息。

上述处理器，还具体用于若所述边缘值之和大于等于所述第一预设阈值且小于第二预设阈值，则确定采用第一采样率基于压缩感知的编码方法对所述目标编码图像块进行编码；若所述边缘值之和大于等于所述第二预设阈值，则确定采用第二采样率基于压缩感知的编码方法对所述目标编码图像块进行编码；其中，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值，所述第一采样率小于所述第二采样率。

一方面，处理器，具体用于采用低频测量矩阵对所述目标编码图像块的离散余弦变换DCT系数进行测量，获取DCT系数的测量值。更具体地，该处理器，具体用于根据所述目标编码图像块的大小和预设采样率，确定所述目标编码图像块DCT系数的所需测量值个数m_x；对所述目标编码图像块的DCT系数进行ZigZag型扫描，将扫描到的m_x个DCT系数在所述低频测量矩阵中对应位置的值置1，将未扫描到的区域在所述低频测量矩阵中对应位置的值置0，获取由1和0构成的低频测量矩阵；将所述低频测量矩阵与目标编码图像块的DCT系数矩阵进行点乘，获取DCT系数的测量值。

另一方面，处理器，具体用于采用全频测量矩阵对所述目标编码图像块的DCT系数进行测量，获取DCT系数的测量值。更具体地，该处理器，具体用于根据所述目标编码图像块的大小和预设采样率，确定该目标编码图像块DCT系数的所需测量值个数m；将所述m个测量值划分为m_l个第一频域测量值和m_h个第二频域测量值，其中m=m_l+m_h，且所述第一频域测量值的频率低于预设频率阈值，所述第二频域测量值的频率高于所述预设频率阈值；对所述目标编码图像块的DCT系数进行ZigZag型扫描，将扫描到的m_l个DCT系数在所述全频测量矩阵中对应位置的值置1，获取全频测量矩阵的第一部分，并确定剩余未扫描部分；对所述目标编码图像块的DCT系数中所述剩余未扫描部分进行等间隔角度的射线扫描，将扫描到的m_h个DCT系数在所述全频测量矩阵中对应位置的值置1，将未扫描到的区域在所述全频测量矩阵中对应位置的值置0，获取全频测量矩阵的第二部分；将上述全频测量矩阵与目标编码图像块的DCT系数矩阵进行点乘，获取DCT系数的测量值，其中，所述全频测量矩阵的第一部分和所述全频测量矩阵的第二部分组成了由1和0构成的全频测量矩阵。

更进一步地，上述处理器，还用于在编码完成的所述目标编码图像块中添加编码方法标识位，所述标识位用以标识所述目标编码图像块所采用的编码方法，以使解码处理装置根据所述标识位进行解码。

本发明实施例还提供一种解码重构处理装置，包括：存储器和处理器，其中，存储器，用于存储指令；处理器，与所述存储器耦合，被配置为执行存储在所述存储器中的指令。具体地，该处理器，用于解析待解码图像块的编码方法标识位，以确定所述待解码图像块所采用的编码方法；若所述编码方法为动态图像专家组MPEG类编码方法，则采用对应的解码方法对所述待解码图像块进行解码；若所述编码方法为基于压缩感知的编码方法，则采用对应的重构方法对所述待解码图像块进行重构。

在上述实施例的基础上，该处理器，具体用于对所述待解码图像块的离散余弦变换DCT系数的测量值进行离散余弦逆变换，计算得到迭代初值；根据所述迭代初值确定迭代方向；根据所述迭代初值和所述迭代方向，采用基于梯度的全变差重构算法对所述待解码图像块进行重构。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (14)

1.一种图像编码处理方法，其特征在于，包括：

获取目标编码图像的边缘信息；

根据所述边缘信息确定采用基于压缩感知的编码方法或采用动态图像专家组MPEG类编码方法对所述目标编码图像进行编码；

所述根据所述边缘信息确定采用基于压缩感知的编码方法或采用MPEG类编码方法对所述目标编码图像进行编码，包括：

根据所述边缘信息确定所述目标编码图像中目标编码图像块中的边缘值之和；

若所述边缘值之和大于等于第一预设阈值，则确定采用基于压缩感知的编码方法对所述目标编码图像块进行编码；

若所述边缘值之和小于第一预设阈值，则确定采用MPEG类编码方法对所述目标编码图像块进行编码；

所述目标编码图像为帧间预测帧时，

所述获取目标编码图像的边缘信息，包括：

获取所述帧间预测帧的残差图像；

获取所述残差图像的边缘信息；

所述确定采用基于压缩感知的编码方法对所述目标编码图像块进行编码，包括：

若所述边缘值之和大于等于所述第一预设阈值且小于第二预设阈值，则确定采用第一采样率基于压缩感知的编码方法对所述目标编码图像块进行编码；

若所述边缘值之和大于等于所述第二预设阈值，则确定采用第二采样率基于压缩感知的编码方法对所述目标编码图像块进行编码；

其中，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值，所述第一采样率小于所述第二采样率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用基于压缩感知的编码方法对所述目标编码图像块进行编码，包括：

采用低频测量矩阵对所述目标编码图像块的离散余弦变换DCT系数进行测量，获取DCT系数的测量值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用低频测量矩阵对所述目标编码图像块DCT系数进行测量，获取DCT系数的测量值，包括：

根据所述目标编码图像块的大小和预设采样率，确定所述目标编码图像块DCT系数的所需测量值个数m_x；

对所述目标编码图像块的DCT系数进行ZigZag型扫描，将扫描到的m_x个DCT系数在所述低频测量矩阵中对应位置的值置1，将未扫描到的区域在所述低频测量矩阵中对应位置的值置0，获取由1和0构成的低频测量矩阵；

将所述低频测量矩阵与目标编码图像块的DCT系数矩阵进行点乘，获取DCT系数的测量值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用基于压缩感知的编码方法对所述目标编码图像块进行编码，包括：

采用全频测量矩阵对所述目标编码图像块的DCT系数进行测量，获取DCT系数的测量值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述采用全频测量矩阵对所述目标编码图像块进行编码，获取DCT系数的测量值，包括：

根据所述目标编码图像块的大小和预设采样率，确定该目标编码图像块DCT系数的所需测量值个数m；

将所述m个测量值划分为m_l个第一频域测量值和m_h个第二频域测量值，其中m＝m_l+m_h，且所述第一频域测量值的频率低于预设频率阈值，所述第二频域测量值的频率高于所述预设频率阈值；

对所述目标编码图像块的DCT系数进行ZigZag型扫描，将扫描到的m_l个DCT系数在所述全频测量矩阵中对应位置的值置1，获取全频测量矩阵的第一部分，并确定剩余未扫描部分；

对所述目标编码图像块的DCT系数中所述剩余未扫描部分进行等间隔角度的射线扫描，将扫描到的m_h个DCT系数在所述全频测量矩阵中对应位置的值置1，将未扫描到的区域在所述全频测量矩阵中对应位置的值置0，获取全频测量矩阵的第二部分；

将上述全频测量矩阵与目标编码图像块的DCT系数矩阵进行点乘，获取DCT系数的测量值，其中，所述全频测量矩阵的第一部分和所述全频测量矩阵的第二部分组成了由1和0构成的全频测量矩阵。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述边缘信息确定采用基于压缩感知的编码方法或采用动态图像专家组MPEG类编码方法对所述目标编码图像进行编码之后，还包括：

在编码完成的所述目标编码图像块中添加编码方法标识位，所述标识位用以标识所述目标编码图像块所采用的编码方法，以使解码处理装置根据所述标识位进行解码。

7.一种图像解码重构处理方法，其特征在于，包括：

解析待解码图像块的编码方法标识位，以确定所述待解码图像块所采用的编码方法；

若所述编码方法为动态图像专家组MPEG类编码方法，则采用对应的解码方法对所述待解码图像块进行解码；

若所述编码方法为基于压缩感知的编码方法，则采用对应的重构方法对所述待解码图像块进行重构；

所述采用对应的重构方法进行重构，包括：

对所述待解码图像块的离散余弦变换DCT系数的测量值进行离散余弦逆变换，计算得到迭代初值；

根据所述迭代初值确定迭代方向；

根据所述迭代初值和所述迭代方向，采用基于梯度的全变差重构算法对所述待解码图像块进行重构。

8.一种图像编码处理装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取目标编码图像的边缘信息；

编码模块，用于根据所述边缘信息确定采用基于压缩感知的编码方法或采用动态图像专家组MPEG类编码方法对所述目标编码图像进行编码；

所述编码模块，具体用于根据所述边缘信息确定所述目标编码图像中目标编码图像块中的边缘值之和；

若所述边缘值之和大于等于第一预设阈值，则确定采用基于压缩感知的编码方法对所述目标编码图像块进行编码；

若所述边缘值之和小于第一预设阈值，则确定采用MPEG类编码方法对所述目标编码图像块进行编码；

所述获取模块，具体用于在所述目标编码图像为帧间预测帧时，获取所述帧间预测帧的残差图像；获取所述残差图像的边缘信息；

所述编码模块，还用于若所述边缘值之和大于等于所述第一预设阈值且小于第二预设阈值，则确定采用第一采样率基于压缩感知的编码方法对所述目标编码图像块进行编码；

若所述边缘值之和大于等于所述第二预设阈值，则确定采用第二采样率基于压缩感知的编码方法对所述目标编码图像块进行编码；

其中，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值，所述第一采样率小于所述第二采样率。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，编码模块，具体用于采用低频测量矩阵对所述目标编码图像块的离散余弦变换DCT系数进行测量，获取DCT系数的测量值。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述编码模块，具体用于根据所述目标编码图像块的大小和预设采样率，确定所述目标编码图像块DCT系数的所需测量值个数m_x；

对所述目标编码图像块的DCT系数进行ZigZag型扫描，将扫描到的m_x个DCT系数在所述低频测量矩阵中对应位置的值置1，将未扫描到的区域在所述低频测量矩阵中对应位置的值置0，获取由1和0构成的低频测量矩阵；

将所述低频测量矩阵与目标编码图像块的DCT系数矩阵进行点乘，获取DCT系数的测量值。

11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述编码模块，具体用于采用全频测量矩阵对所述目标编码图像块的DCT系数进行测量，获取DCT系数的测量值。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述编码模块，具体用于根据所述目标编码图像块的大小和预设采样率，确定该目标编码图像块DCT系数的所需测量值个数m；

将所述m个测量值划分为m_l个第一频域测量值和m_h个第二频域测量值，其中m＝m_l+m_h，且所述第一频域测量值的频率低于预设频率阈值，所述第二频域测量值的频率高于所述预设频率阈值；

对所述目标编码图像块的DCT系数进行ZigZag型扫描，将扫描到的m_l个DCT系数在所述全频测量矩阵中对应位置的值置1，获取全频测量矩阵的第一部分，并确定剩余未扫描部分；

对所述目标编码图像块的DCT系数中所述剩余未扫描部分进行等间隔角度的射线扫描，将扫描到的m_h个DCT系数在所述全频测量矩阵中对应位置的值置1，将未扫描到的区域在所述全频测量矩阵中对应位置的值置0，获取全频测量矩阵的第二部分；

将上述全频测量矩阵与目标编码图像块的DCT系数矩阵进行点乘，获取DCT系数的测量值，其中，所述全频测量矩阵的第一部分和所述全频测量矩阵的第二部分组成了由1和0构成的全频测量矩阵。

13.根据权利要求8-12任一项所述的装置，其特征在于，还包括：

标识模块，用于在编码完成的所述目标编码图像块中添加编码方法标识位，所述标识位用以标识所述目标编码图像块所采用的编码方法，以使解码处理装置根据所述标识位进行解码。

14.一种图像解码重构处理装置，其特征在于，包括：

解析模块，用于解析待解码图像块的编码方法标识位，以确定所述待解码图像块所采用的编码方法；

解码模块，用于若所述编码方法为动态图像专家组MPEG类编码方法，则采用对应的解码方法对所述待解码图像块进行解码；若所述编码方法为基于压缩感知的编码方法，则采用对应的重构方法对所述待解码图像块进行重构；

所述解码模块，还用于对所述待解码图像块的离散余弦变换DCT系数的测量值进行离散余弦逆变换，计算得到迭代初值；根据所述迭代初值确定迭代方向；根据所述迭代初值和所述迭代方向，采用基于梯度的全变差重构算法对所述待解码图像块进行重构。