CN105100814A - 图像编码、解码方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种图像编码、解码方法及装置，其中，该图像编码方法包括：对输入视频图像的像素进行匹配编码，得到一个或者多个匹配关系参数，其中，匹配关系参数是构造该图像中像素的预测值和/或恢复值过程中使用的参数；对匹配关系参数进行映射，得到匹配关系参数的映射值；对匹配关系参数的映射值进行熵编码。通过本发明解决了相关技术中对匹配关系参数直接施行熵编码导致的问题，进而达到了熵编码的较好的数据压缩效果。

Description

图像编码、解码方法及装置

技术领域

本发明涉及数字视频压缩编码及解码，具体而言，涉及一种图像编码、解码方法及装置。

背景技术

图像的数字视频信号的自然形式是图像的序列。一幅图像通常是由若干像素组成的矩形区域，如果一个数字视频信号每秒有50幅图像，那么一段30分钟的数字视频信号就是一个由30x60x50＝90000幅图像组成的视频图像序列，有时也简称为视频序列或序列。对数字视频信号进行编码就是对一幅一幅图像进行编码。

最新国际视频压缩标准HEVC(HighEfficiencyVideoCoding)中，对一幅图像进行编码时，把一幅图像划分成若干块MxM像素的子图像，称为“编码单元(CodingUnit，简称为CU)”，以CU为基本编码单位，对子图像一块一块进行编码。常用的M的大小是4，8，16，32，64。因此，对一个视频图像序列进行编码就是对各帧的各个编码单元依次进行编码。同样，解码时也是对各帧的各个编码单元按照同样的顺序依次进行解码，最终重构出整个视频图像序列。HEVC采用预测编码的方式对图像进行编码。首先，根据已编码图像信息构造输入视频图像中像素的预测值，然后对输入视频图像中像素的原始值与上述预测值之间的差值进行编码，同时需要编码构造预测值所需的参数。在解码过程中，首先根据码流中获得的参数和已解码图像信息构造待解码图像中像素的预测值，然后将经过滤波处理的上述预测值与码流中获取的差值的和值作为当前待解码图像中像素的恢复值。需要说明的是，编码过程本身也需要使用与解码过程相似的方法，构造输入视频图像的本地解码恢复值，用于构造后续输入视频图像中像素预测值的预测参考。

为适应一幅图像内各部分图像内容与性质的不同，有针对性地进行最有效的编码，一幅图像内各CU的大小可以是不同的，有的是8x8，有的是64x64，等等。为了使不同大小的CU能够无缝拼接起来，一幅图像总是先划分成大小完全相同具有NxN像素的“最大编码单元(LargestCodingUnit简称LCU)”，然后每个LCU再进一步划分成多个大小不一定相同的CU。例如，一幅图像先划分成大小完全相同的64x64像素的LCU(N＝64)。其中某个LCU由3个32x32像素的CU和4个16x16像素的CU构成。而另一个LCU由2个32x32像素的CU、3个16x16像素的CU和20个8x8像素的CU构成。对一幅图像进行编码，就是依次对一个一个LCU中的一个一个CU进行编码。在任一时刻，正在编码中的CU称为当前编码CU。同样，对一帧图像进行解码，也是按照同样的顺序依次对一个一个LCU中的一个一个CU进行解码。在任一时刻，正在解码中的CU称为当前解码CU。当前编码CU或当前解码CU都统称为当前CU。

一个彩色像素有3个分量(component)组成。最常用的两种像素色彩格式(pixelcolorformat)是由绿色分量、蓝色分量、红色分量组成的GBR色彩格式和由一个亮度(luma)分量及两个色度(chroma)分量组成的通称YUV色彩格式如YCbCr色彩格式。因此，对一个CU进行编码时，可以把一个CU分成3个分量平面(G平面、B平面、R平面或Y平面、U平面、V平面)，对3个分量平面分别进行编码；也可以把一个像素的3个分量捆绑组合成一个3元组，对由这些3元组组成的CU整体进行编码。前一种像素及其分量的排列方式称为图像(及其CU)的平面格式(planarformat)，而后一种像素及其分量的排列方式称为图像(及其CU)的叠包格式(packedformat)。

YUV色彩格式又可根据是否对色度分量进行下采样再细分成若干种子格式：1个像素由1个Y分量、1个U分量、1个V分量组成的YUV4:4:4像素色彩格式；左右相邻的2个像素由2个Y分量、1个U分量、1个V分量组成的YUV4:2:2像素色彩格式；左右上下相邻按2x2空间位置排列的4个像素由4个Y分量、1个U分量、1个V分量组成的YUV4:2:0像素色彩格式。一个分量一般用1个8～16比特的数字来表示。YUV4:2:2像素色彩格式和YUV4:2:0像素色彩格式都是对YUV4:4:4像素色彩格式施行色度分量的下采样得到。一个像素分量也称为一个像素样值(pixelsample)或简单地称为一个样值(sample)。

在本发明专利申请中，像素和像素样值统称为像素值，即“像素值”既指“像素”也指“像素样值”。

在对任一个CU进行编码或解码时，都会产生重构像素值，又分为编码或解码过程之中产生的不同程度的部分重构像素值和编码或解码过程全部完成后产生的完全重构像素值。如果完全重构像素值与编码之前的原始输入像素值有相等的数值，则所经历的编码和解码过程称为无损编码和解码。如果完全重构像素值与编码之前的原始输入像素值有不相等的数值，则所经历的编码和解码过程称为有损编码和解码。在对一个一个CU依次进行编码或解码时，所产生的重构像素值通常都作为历史数据保存起来，用作后续CU编码或解码时的参考像素值。保存重构像素历史数据的存储空间称为参考像素值暂存空间，也称为参考像素值集。参考像素值暂存空间都是有限的，只能保存一部分历史数据。参考像素值暂存空间中的历史数据也可以包括当前CU的重构像素值。

随着以远程桌面为典型表现形式的新一代云计算与信息处理模式及平台的发展和普及，多台计算机之间、计算机主机与智能电视、智能手机、平板电脑等其他数字设备之间及各种各类数字设备之间的互联已经成为现实并日趋成为一种主流趋势。这使得服务器端(云)到用户端的实时屏幕传输成为当前的迫切需求。由于需要传输的屏幕视频数据量巨大，对计算机屏幕图像必须进行高效高质量的数据压缩。

充分利用计算机屏幕图像的特点，对计算机屏幕图像进行超高效率的压缩，也是最新国际视频压缩标准HEVC的一个主要目标。

计算机屏幕图像的一个显著特点是同一帧图像内通常会有很多相似甚至完全相同的像素图样(pixelpattern)。例如，计算机屏幕图像中常出现的中文或外文文字，都是由少数几种基本笔划所构成，同一帧图像内可以找到很多相似或相同的笔划。计算机屏幕图像中常见的菜单、图标等，也具有很多相似或相同的图样。现有的图像和视频压缩技术中采用的帧内预测(intraprediction)方式，仅参考相邻的像素值，无法利用一帧图像中的相似性或相同性来提高压缩效率。因此，HEVC工作委员会正在研究和准备采纳若干种匹配方式，充分发掘和利用计算机屏幕图像中存在的相似或相同图样，以大幅度提高压缩效果。这若干种匹配方式包括帧内块匹配(intrablockmatching)方式(也称为帧内块复制intrablockcopy)，微块匹配方式、精细划分匹配方式、串匹配(stringmatching)方式、微块串匹配方式、调色板-索引匹配方式、2维保形匹配方式、4叉树(也称4分树)匹配方式、任意形状区域复制匹配方式等。不管是哪种匹配方式，都是用若干最基本的匹配关系参数，例如匹配位置和匹配大小，来表示匹配关系。其中匹配位置表示与当前编码(或解码)中像素值(统称为匹配当前像素值)相匹配的匹配参考像素值在由已重构像素构成的参考像素值集内的什么位置，而匹配大小则用来表示匹配当前像素值的数目。显然，匹配当前像素值的数目等于匹配参考像素值的数目。

匹配位置是匹配参考像素值与匹配当前像素值之间的相对位置。在一帧图像中，匹配参考像素值的位置既可用一个2维坐标也可用一个线性地址来表示，匹配当前像素值的位置也是既可用一个2维坐标也可用一个线性地址来表示。因此，匹配位置既可用匹配参考像素值的2维坐标与匹配当前像素值的2维坐标之差也可用匹配参考像素值的线性地址与匹配当前像素值的线性地址之差，也称为位移矢量来表示。在2维坐标的情形，匹配位置即位移矢量用两个匹配关系参数即两个矢量分量如一个水平分量和一个垂直分量来表示。在线性地址的情形，匹配位置即位移矢量用一个匹配关系参数即线性地址之差来表示，通常也称为匹配距离。

匹配大小表示具有同一匹配位置的匹配当前像素值一共有多少。因为匹配当前像素值的数目与匹配参考像素值的数目是相等的，匹配大小也表示了具有同一匹配位置的匹配参考像素值一共有多少。在某些匹配方式中，匹配大小是一个匹配关系参数，如匹配串的长度，若干种预先规定的匹配形状和尺寸(如4x4像素值的方块、4x8像素值的块、8x8像素值的方块、16x16像素值的方块等)的编号等。在某些匹配方式中，匹配大小是几个匹配关系参数，如匹配矩形的高度和宽度这两个匹配关系参数，匹配直角梯形的高度及上底和下底宽度或者与这三者等价的三个匹配关系参数，由I条水平线段组成的一个匹配区域的表示这I条水平线段各自的长度的I个匹配关系参数。

一个匹配关系参数的取值范围是一个预先规定的按一定顺序排列的数的有限元素集合，最常见的是由小到大排列的若干整数的集合。如表示作为匹配位置的线性地址之差(通常称为匹配距离)的匹配关系参数的取值范围是1到D＝1048576，其中D是可能的匹配距离的最大值。又如表示匹配串长度的匹配关系参数的取值范围是1到L＝12288，其中L是可能的匹配串长度的最大值。

两个或三个或更多个匹配关系参数也可以经过某些运算合并成一个匹配关系参数。合并后的匹配关系参数有更大的取值范围。

对匹配关系参数必须施行熵编码来进行数据压缩。熵编码的输入是具有预先规定的取值范围的整数。熵编码分为两个步骤：1)对输入的整数施行2值化，即把整数转换成一串比特数，每个比特数可以取值0或1这两个值中的一个；2)对每个比特数施行基于上下文的自适应2值算术编码。

相关技术中采用的2值化方法都有一个特性，就是取值较小的整数，2值化后转换成较短的一串比特数，因而熵编码后产生较少的数据被写入压缩码流，而取值较大的整数，2值化后转换成较长的一串比特数，因而熵编码后产生较多的数据被写入压缩码流。

由于2值化方法的这个特性，一个匹配关系参数，在取值范围内取的某个整数值的大小与该整数值在整个编码过程中出现的频度之间，如果具有随着整数值变大其频度变低的整体趋势的特性，那么熵编码就会有比较好的数据压缩效果。反之，如果具有随着整数值变大其频度呈有大有小持续反复振荡的特性，那么熵编码的数据压缩效果就会受到负面影响。

在不少情况下，匹配关系参数的取值范围内的任一个整数，其在整个编码过程中出现的频度，并不总是随着其值的增大而降低，某个特定的整数A，其出现的频度p(A)，可能比另一个小得多的整数B的出现的频度p(B)高得多，即A远大于B而p(A)远高于p(B)，呈现频度随着整数值变大而有大有小持续反复振荡的特性。

在相关技术中，对匹配关系参数直接施行熵编码，常常发生这样的情况：匹配关系参数的某个特定的整数，其出现的频度很高，但其值也很大，因而对其施行熵编码后产生很多的压缩码流数据。

针对相关技术，对匹配关系参数直接施行熵编码导致的问题，还未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明提供了一种图像编码、解码方法及装置，以至少解决相关技术中对匹配关系参数直接施行熵编码导致的问题。

根据本发明的一个方面，提出了一种图像编码装置，包括以下模块：模块1)像素预处理和匹配编码模块：用于对输入视频图像的像素值施行像素预处理和匹配编码，产生并输出一个或者多个匹配关系参数和除所述一个或者多个匹配关系参数之外的其他匹配编码结果；模块2)映射模块：用于对所述匹配关系参数的取值范围进行一对一的映射，所述映射的输入是所述模块1)输出的所述匹配关系参数，所述映射的输出为映射后的匹配关系参数；模块3)编码和重构模块：用于对所述输入视频图像、所述匹配关系参数和变量施行编码和重构运算；模块4)暂存模块：用于暂存已重构的参考像素值集的像素值；模块5)熵编码模块：用于对包括所述映射后匹配关系参数和其余编码结果在内的所有需要输出到压缩码流中的编码结果施行熵编码运算；输出熵编码的结果，其中，所述熵编码的结果中包括匹配关系参数压缩数据以及所述其他编码结果的压缩码流。

进一步地，所述取值范围被划分成K个子取值范围，所述映射也相应地被划分成K个子取值范围内的映射。

进一步地，所述取值范围被划分成L组子取值范围，每组子取值范围内的各个子取值范围都有互相相等的有限元素，所述映射也相应地被划分成L组映射，每一组映射把每一组子取值范围内的一个完整的子取值范围映射成同一组内的一个完整的子取值范围，并且保持子取值范围内所有元素的顺序不变，其中L为自然数。

进一步地，所述取值范围或者所述子取值范围内的一个所述映射由多个连续执行的部分映射合成。

进一步地，所述取值范围或者所述子取值范围内的一个所述映射或者所述部分映射的映射关系，通过以下之一的方式表示：全部用一个或者一组计算式来表示；全部用一个列表来表示；部分用一个或者一组计算式来表示，部分用一个列表来表示。

进一步地，所述取值范围或者所述子取值范围内的一个所述映射或者所述部分映射的映射关系，随着当前编码的一个状态或者参数的改变而改变。

进一步地，所述取值范围或者所述子取值范围内的一个所述映射或者所述部分映射的映射关系，随着当前编码块的宽度的改变而改变。

进一步地，所述匹配关系参数之一是匹配距离，所述当前编码块的宽度W有4个值：64，32，16，8，所述映射也相应地有4种映射关系。

进一步地，所述装置还包括：实时统计模块，用于实时统计匹配关系参数的取值范围内各数值的特性，根据所述匹配关系参数的各数值的实时统计结果对所述映射或者所述部分映射的映射关系，进行动态调整。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种图像解码装置，包括以下模块：模块1)

熵解码模块：用于对输入的含匹配关系参数压缩数据以及除所述含匹配关系参数压缩数据的其他编码结果的压缩码流施行熵解码，并对熵解码得到的各种数据进行解析；模块2)逆映射模块：用于对映射后匹配关系参数的取值范围进行一对一的逆映射，所述逆映射复原并输出映射前的匹配关系参数；模块3)匹配解码模块：用于根据所述匹配关系参数施行匹配解码运算；模块4)解码和重构模块：用于对当前解码中匹配区域或者当前解码中解码块的各种参数和变量施行解码和重构运算；模块5)暂存模块：用于暂存已重构的参考像素值集的像素值。

进一步地，所述匹配区域为匹配串或者匹配块。

进一步地，所述取值范围被划分成K个子取值范围，所述逆映射也相应地被划分成K个子取值范围内的逆映射。

进一步地，所述取值范围被划分成L组子取值范围，每组子取值范围内的各个子取值范围都有互相相等的有限元素，所述逆映射也相应地被划分成L组逆映射，每一组逆映射把每一组子取值范围内的一个完整的子取值范围逆映射成同一组内的一个完整的子取值范围，并且保持子取值范围内所有元素的顺序不变，其中L为自然数。

进一步地，所述取值范围或者所述子取值范围内的一个所述映射或者一个所述逆映射由多个连续执行的部分映射或者部分逆映射合成。

进一步地，所述取值范围或者所述子取值范围内的一个所述逆映射或者所述部分逆映射的逆映射关系，通过以下之一的方式表示：全部用一个或者一组计算式来表示；全部用一个列表来表示；部分用一个或者一组计算式来表示，部分用一个列表来表示。

进一步地，所述取值范围或者所述子取值范围内的一个所述逆映射或者所述部分逆映射的逆映射关系随着当前解码的一个状态或者参数的改变而改变。

进一步地，所述取值范围或者所述子取值范围内的一个所述逆映射或者所述部分逆映射的逆映射关系随着解码块的宽度的改变而改变。

进一步地，所述匹配关系参数之一是匹配距离，所述解码块的宽度W有4个值：64，32，16，8，所述逆映射也相应地有4种逆映射关系。

进一步地，所述装置还包括：实时统计模块，用于实时统计匹配关系参数的取值范围内各数值的特性，根据所述匹配关系参数的各数值的实时统计结果对所述逆映射或者所述部分逆映射的逆映射关系进行动态调整。

根据本发明的一个方面，提供了一种图像编码方法，所述方法包括：对输入视频图像像素值施行像素预处理和匹配编码，产生并输出一个或者多个匹配关系参数；对所述匹配关系参数的取值范围进行一对一的映射，并输出映射后的匹配关系参数；对所述输入视频图像、所述匹配关系参数和变量施行编码和重构运算；暂存已重构的参考像素值集的像素值；对所述映射后匹配关系参数施行熵编码，输出熵编码后的结果。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种图像解码方法，所述方法包括：对输入的含匹配关系参数压缩数据以及除所述含匹配关系参数压缩数据之外的其他参数的压缩码流施行熵解码；对映射后匹配关系参数的取值范围进行一对一的逆映射，复原并输出映射前的匹配关系参数；根据所述匹配关系参数施行匹配解码；对当前解码中匹配区域或者当前解码中解码块的各种参数和变量施行解码和重构运算；暂存已重构的参考像素值集的像素值。

根据本发明的一个方面，提供了一种图像编码方法，包括：对输入视频图像的像素进行匹配编码，得到一个或者多个匹配关系参数，其中，所述匹配关系参数是构造所述输入视频图像中像素的预测值和/或恢复值过程中使用的参数；对所述匹配关系参数进行映射，得到匹配关系参数的映射值；对所述匹配关系参数的映射值进行熵编码。

进一步地，对所述匹配关系参数进行映射包括：根据已有匹配关系参数，对待匹配关系参数进行转换，将转换后得到的值作为所述待匹配关系参数的映射值；和/或，对相同类型的匹配关系参数，按照指定规则进行聚集和/或重排列构成匹配关系参数组，对所述匹配关系参数组进行映射处理，将经过映射处理后得到的匹配关系参数组作为所述匹配关系参数的映射值。

进一步地，所述指定规则包括以下至少之一：预先设定的规则；根据已有匹配关系参数取值设定的对多个待匹配关系参数进行聚集和/或重排列的操作步骤。

进一步地，对所述匹配关系参数组进行映射处理，包括：将所述匹配关系参数组中的匹配关系参数取值作为映射处理的输出；和/或，对所述匹配关系参数组中的匹配关系参数取值进行转换后得到的值作为映射处理的输出。

根据本发明的另一个方面，提供了一种图像解码方法，包括：对接收到的码流进行熵解码，获取用于指示匹配关系参数的字段取值，其中，所述匹配关系参数是构造待解码视频图像中像素的预测值和/或恢复值过程中使用的参数；对所述字段取值进行映射，得到映射后的匹配关系参数；根据所述映射后的匹配关系参数，构造所述待解码视频图像中像素的预测值和/或恢复值。

进一步地，对所述字段取值进行映射，得到映射后的匹配关系参数包括：根据已获得的所述匹配关系参数，对待处理的所述字段取值进行转换，将转换后的值作为所述映射后的匹配关系参数；和/或，将相同类型的待处理字段的取值，按照指定规则进行聚集和/或重排列构成数组，对所述数组进行处理后作为所述映射后的匹配关系参数。

进一步地，所述指定规则包括以下至少之一：预先设定的规则；根据已获得所述字段取值设定的对所述待处理的所述字段取值进行聚集和/或重排列的操作步骤。

进一步地，对所述数组进行处理，包括：将所述数组中的待处理字段取值作为处理后的输出值；和/或，对所述数组中所述待处理字段取值进行转换后得到的值作为处理后的输出值。

根据本发明的一个方面，提供了一种图像编码装置，所述装置包括：匹配编码模块，用于对输入视频图像的像素进行匹配编码，得到一个或者多个匹配关系参数，其中，所述匹配关系参数是构造所述输入视频图像中像素的预测值和/或恢复值过程中使用的参数；映射模块，用于对所述匹配关系参数进行映射，得到匹配关系参数的映射值；熵编码模块，用于对所述匹配关系参数的映射值进行熵编码。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种图像解码装置，所述装置包括：熵解码模块，用于对接收到的码流进行熵解码，获取用于指示匹配关系参数的字段取值，其中，所述匹配关系参数是构造待解码视频图像中像素的预测值和/或恢复值过程中使用的参数；映射模块，用于对所述字段取值进行映射，得到映射后的匹配关系参数；构造模块，用于根据所述映射后的匹配关系参数，构造所述待解码视频图像中像素的预测值和/或恢复值。

通过本发明，采用对输入视频图像的像素进行匹配编码，得到一个或者多个匹配关系参数，其中，匹配关系参数是构造该图像中像素的预测值和/或恢复值过程中使用的参数；对匹配关系参数进行映射，得到匹配关系参数的映射值；对匹配关系参数的映射值进行熵编码。解决了相关技术中对匹配关系参数直接施行熵编码导致的问题，进而达到了熵编码的较好的数据压缩效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的图像编码装置的结构框图；

图2是根据本发明实施例的图像编码装置的结构框图(一)；

图3是根据本发明实施例的图像编码方法的流程图；

图4是根据本发明实施例的图像解码装置的结构框图；

图5是根据本发明实施例的图像解码装置的结构框图(一)；

图6是根据本发明实施例的图像解码方法的流程图；

图7是根据本发明实施例的图像编码方法的流程图(一)；

图8是根据本发明实施例的图像编码装置的结构框图(二)；

图9是根据本发明实施例的图像解码方法的流程图(一)；

图10是根据本发明实施例的图像解码装置的结构框图(二)；

图11是根据本发明实施例的匹配关系参数取值范围的双向单一映射的示意图；

图12是根据本发明实施例的编码装置的模块组成示意图；

图13是根据本发明实施例的解码装置的模块组成示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1是根据本发明实施例的图像编码装置的结构框图，如图1所示，该图像编码装置包括：模块1)像素预处理和匹配编码模块22：用于对输入视频图像的像素值施行像素预处理和匹配编码，产生并输出一个或者多个匹配关系参数和除该一个或者多个匹配关系参数之外的其他匹配编码结果；模块2)映射模块24：用于对匹配关系参数的取值范围进行一对一的映射，该映射的输入是该模块1)输出的匹配关系参数，该映射的输出为映射后的匹配关系参数；模块3)编码和重构模块26：用于对输入视频图像、该匹配关系参数和变量施行编码和重构运算；模块4)暂存模块28：用于暂存已重构的参考像素值集的像素值；模块5)熵编码模块30：用于对包括映射后匹配关系参数和其余编码结果在内的所有需要输出到压缩码流中的编码结果施行熵编码运算；输出熵编码的结果，其中，熵编码的结果中包括匹配关系参数压缩数据以及该其他编码结果的压缩码流。

通过上述的图像编码装置，对匹配关系参数进行映射后，对映射后的匹配关系参数进行编码，相比于现有技术中，对匹配关系参数直接进行编码导致匹配关系参数的某个特定的整数，其出现的频度很高，但其值也很大，因而对其施行熵编码后产生很多的压缩码流数据，上述的图像编码装置解决了相关技术中对匹配关系参数直接施行熵编码导致的问题，进而达到了熵编码的较好的数据压缩效果。

在一个可选实施例中，上述取值范围被划分成K个子取值范围，映射也相应地被划分成K个子取值范围内的映射。

在另一个可选实施例中，取值范围被划分成L组子取值范围，每组子取值范围内的各个子取值范围都有互相相等的有限元素，该映射也相应地被划分成L组映射，每一组映射把每一组子取值范围内的一个完整的子取值范围映射成同一组内的一个完整的子取值范围，并且保持子取值范围内所有元素的顺序不变，其中L为自然数。

在一个可选实施例中，上述取值范围或者上述子取值范围内的一个映射由多个连续执行的部分映射合成。

上述取值范围或者上述子取值范围内的一个该映射或者该部分映射的映射关系，可以通过多种方式进行表示，下面对此进行举例说明。在一个可选实施例中，通过以下之一的方式表示：全部用一个或者一组计算式来表示；全部用一个列表来表示；部分用一个或者一组计算式来表示，部分用一个列表来表示。

在一个可选实施例中，上述取值范围或者子取值范围内的一个映射或者部分映射的映射关系，随着当前编码的一个状态或者参数的改变而改变。

在另一个可选实施例中，取值范围或者子取值范围内的一个该映射或者该部分映射的映射关系，随着当前编码块的宽度的改变而改变。

匹配关系参数可以有很多种，在匹配关系参数为是匹配距离时，在一个可选实施例中，当前编码块的宽度W有4个值：64，32，16，8，映射也相应地有4种映射关系。

图2是根据本发明实施例的图像编码装置的结构框图(一)，如图2所示，该装置还包括：实时统计模块32，用于实时统计匹配关系参数的取值范围内各数值的特性，根据该匹配关系参数的各数值的实时统计结果对该映射或者该部分映射的映射关系，进行动态调整。

在另一个实施例中提供了一种图像编码方法，图3是根据本发明实施例的图像编码方法的流程图，如图3所示，该流程包括如下步骤：

步骤S302，对输入视频图像像素值施行像素预处理和匹配编码，产生并输出一个或者多个匹配关系参数；

步骤S304，对匹配关系参数的取值范围进行一对一的映射，并输出映射后的匹配关系参数；

步骤S306，对输入视频图像、匹配关系参数和变量施行编码和重构运算；

步骤S308，暂存已重构的参考像素值集的像素值；

步骤S310，对映射后匹配关系参数施行熵编码，输出熵编码后的结果。

通过上述步骤，对匹配关系参数进行映射后，对映射后的匹配关系参数进行编码，相比于现有技术中，对匹配关系参数直接进行编码导致匹配关系参数的某个特定的整数，其出现的频度很高，但其值也很大，因而对其施行熵编码后产生很多的压缩码流数据，上述的图像编码装置解决了相关技术中对匹配关系参数直接施行熵编码导致的问题，进而达到了熵编码的较好的数据压缩效果。

图4是根据本发明实施例的图像解码装置的结构框图，如图4所示，该装置包括以下模块：模块1)熵解码模块42：用于对输入的含匹配关系参数压缩数据以及除该含匹配关系参数压缩数据的其他编码结果的压缩码流施行熵解码，并对熵解码得到的各种数据进行解析；模块2)逆映射模块44：用于对映射后匹配关系参数的取值范围进行一对一的逆映射，该逆映射复原并输出映射前的匹配关系参数；模块3)匹配解码模块46：用于根据该匹配关系参数施行匹配解码运算；模块4)解码和重构模块48：用于对当前解码中匹配区域或者当前解码中解码块的各种参数和变量施行解码和重构运算；模块5)暂存模块50：用于暂存已重构的参考像素值集的像素值。

通过上述的图像解码装置，对在熵编码过程中得到的映射后匹配关系参数的取值范围进行逆映射，输出映射前的匹配关系参数，解决了相关技术中对匹配关系参数直接施行熵编码导致的问题，进而达到了熵编码的较好的数据压缩效果。

在一个可选实施例中，匹配区域为匹配串或者匹配块。

在一个可选实施例中，取值范围被划分成K个子取值范围，逆映射也相应地被划分成K个子取值范围内的逆映射。

在另一个可选实施例中，取值范围被划分成L组子取值范围，每组子取值范围内的各个子取值范围都有互相相等的有限元素，该逆映射也相应地被划分成L组逆映射，每一组逆映射把每一组子取值范围内的一个完整的子取值范围逆映射成同一组内的一个完整的子取值范围，并且保持子取值范围内所有元素的顺序不变，其中L为自然数。

在另一个可选实施例中，取值范围或者子取值范围内的一个该映射或者一个该逆映射由多个连续执行的部分映射或者部分逆映射合成。

取值范围或者子取值范围内的一个该逆映射或者该部分逆映射的逆映射关系可以有多种表现方式，在一个可选实施例中，通过以下之一的方式表示：全部用一个或者一组计算式来表示；全部用一个列表来表示；部分用一个或者一组计算式来表示，部分用一个列表来表示。

在一个可选实施例中，取值范围或者子取值范围内的一个逆映射或者该部分逆映射的逆映射关系随着当前解码的一个状态或者参数的改变而改变。

在另一个可选实施例中，取值范围或者子取值范围内的一个逆映射或者部分逆映射的逆映射关系随着解码块的宽度的改变而改变。

匹配关系参数可以是多种信息，在匹配关系参数是匹配距离时，在一个可选实施例中，解码块的宽度W有4个值：64，32，16，8，逆映射也相应地有4种逆映射关系。

图5是根据本发明实施例的图像解码装置的结构框图(一)，如图5所示，该装置还包括：实时统计模块52，用于实时统计匹配关系参数的取值范围内各数值的特性，根据该匹配关系参数的各数值的实时统计结果对该逆映射或者该部分逆映射的逆映射关系进行动态调整。

在另一个实施例中提供了一种图像编码方法，图6是根据本发明实施例的图像解码方法的流程图，如图6所示，该流程包括如下步骤：

步骤S602，对输入的含匹配关系参数压缩数据以及除该含匹配关系参数压缩数据之外的其他参数的压缩码流施行熵解码；

步骤S604，对映射后匹配关系参数的取值范围进行一对一的逆映射，复原并输出映射前的匹配关系参数；

步骤S606，根据匹配关系参数施行匹配解码；

步骤S608，对当前解码中匹配区域或者当前解码中解码块的各种参数和变量施行解码和重构运算；

步骤S610，暂存已重构的参考像素值集的像素值。

通过上述步骤，对在熵编码过程中得到的映射后匹配关系参数的取值范围进行逆映射，输出映射前的匹配关系参数，解决了相关技术中对匹配关系参数直接施行熵编码导致的问题，进而达到了熵编码的较好的数据压缩效果。

在另一个实施例中提供了一种图像编码方法，图7是根据本发明实施例的图像编码方法的流程图(一)，如图7所示，该流程包括如下步骤：

步骤S702，对输入视频图像的像素进行匹配编码，得到一个或者多个匹配关系参数，其中，匹配关系参数是构造输入视频图像中像素的预测值和/或恢复值过程中使用的参数；

步骤S704，对匹配关系参数进行映射，得到匹配关系参数的映射值；

步骤S706，对匹配关系参数的映射值进行熵编码。

通过上述步骤，对匹配关系参数进行映射后，对映射后的匹配关系参数进行编码，相比于现有技术中，对匹配关系参数直接进行编码导致匹配关系参数的某个特定的整数，其出现的频度很高，但其值也很大，因而对其施行熵编码后产生很多的压缩码流数据，上述步骤解决了相关技术中对匹配关系参数直接施行熵编码导致的问题，进而达到了熵编码的较好的数据压缩效果。

在一个可选实施例中，随着匹配关系参数的映射值的增大匹配关系参数的映射值的频度变低；其中，该频度为认为映射值取值越大，该值实际出现的概率越小，即出现的“次数”越少。

上述步骤S704中涉及到对该匹配关系参数进行映射，在一个可选实施例中，根据已有匹配关系参数，对待匹配关系参数进行转换，将转换后得到的值作为待匹配关系参数的映射值；这里的映射操作可以理解为直接的“复制操作”，即不对输入数据做任何处理。和/或，对相同类型的匹配关系参数，按照指定规则进行聚集和/或重排列构成匹配关系参数组，对匹配关系参数组进行映射处理，将经过映射处理后得到的匹配关系参数组作为该匹配关系参数的映射值。从而完成了对匹配关系参数的映射。

上述的指定规则可以包含很多种，下面对此进行举例说明。在一个可选实施例中，指定规则可以是预先设定的规则，也可以是根据已有匹配关系参数取值设定的对多个待匹配关系参数进行聚集和/或重排列的操作步骤。

上述的对匹配关系参数组进行映射处理方法可以包含很多种，下面对此进行举例说明。在一个可选实施例中，处理方法可以是将匹配关系参数组中的匹配关系参数取值作为映射处理的输出，也可以是对匹配关系参数组中的匹配关系参数取值进行转换，将转换值作为映射处理的输出。

在本实施例中还提供了一种图像编码装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图8是根据本发明实施例的图像编码装置的结构框图(二)，如图8所示，该装置包括：匹配编码模块82，用于对输入视频图像的像素进行匹配编码，得到一个或者多个匹配关系参数，其中，该匹配关系参数是构造输入视频图像中像素的预测值和/或恢复值过程中使用的参数；映射模块84，用于对该匹配关系参数进行映射，得到匹配关系参数的映射值；熵编码模块86，用于对该匹配关系参数的映射值进行熵编码。

在另一个实施例中提供了一种图像解码方法，图9是根据本发明实施例的图像解码方法的流程图(一)，如图9所示，该流程包括如下步骤：

步骤S902，对接收到的码流进行熵解码，获取用于指示匹配关系参数的字段取值，其中，匹配关系参数是构造待解码视频图像中像素的预测值和/或恢复值过程中使用的参数；

步骤S904，对该字段取值进行映射，得到映射后的匹配关系参数；

步骤S906，根据该映射后的匹配关系参数，构造待解码视频图像中像素的预测值和/或恢复值。

通过上述步骤，对在熵编码过程中得到的映射后匹配关系参数的取值范围进行逆映射，输出映射前的匹配关系参数，解决了相关技术中对匹配关系参数直接施行熵编码导致的问题，进而达到了熵编码的较好的数据压缩效果。

在一个可选实施例中，随着匹配关系参数的映射值的增大匹配关系参数的映射值的频度变低；其中，该频度为认为映射值取值越大，该值实际出现的概率越小，即出现的“次数”越少。

上述步骤S904中涉及到对该字段取值进行映射，得到映射后的匹配关系参数，在一个可选实施例中，根据已获得的该匹配关系参数，对待处理的该字段取值进行转换，将转换后的值作为该映射后的匹配关系参数。在另一个可选实施例中，将相同类型的待处理字段，按照指定规则进行聚集和/或重排列构成数组，对该数组进行处理后作为该映射后的匹配关系参数。

进一步地，该指定规则包括以下至少之一：预先设定的规则；根据已获得该字段取值设定的对该待处理的该字段取值进行聚集和/或重排列的操作步骤。

进一步地，对上述数组进行处理，在一个可选实施例中，使用的处理方法可以是将数组中的待处理字段取值作为处理后的输出值，也可以是对数组中待处理字段取值进行转换，将转换值作为处理后的输出值。

在本实施例中还提供了一种图像解码装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图10是根据本发明实施例的图像解码装置的结构框图(二)，如图10所示，该装置包括：熵解码模块102，用于对接收到的码流进行熵解码，获取用于指示匹配关系参数的字段取值，其中，匹配关系参数是构造待解码图像中像素的预测值和/或恢复值过程中使用的参数；映射模块104，用于对字段取值进行映射，得到映射后的匹配关系参数；构造模块106，用于根据映射后的匹配关系参数，构造待解码图像中像素的预测值和/或恢复值。

针对相关技术中存在的上述问题，下面结合举例的可选实施例进行说明，在下述的可选实施例中结合了上述可选实施例及其可选实施方式。

本可选实施例的主要技术特征是在对一个匹配关系参数施行熵编码之前，对这个匹配关系参数的取值范围进行一个双向单一的映射(简称为双射)，把取值范围内频度较高的值映射成较小的值，而把取值范围内频度较低的值映射成较大的值。双射也称为1对1的满射。双射存在逆映射并且逆映射也是1对1的满射。

图11是根据本发明实施例的匹配关系参数取值范围的双向单一映射的示意图，如图11所示，某个匹配关系参数的取值范围是1～12288之间的整数区间，表示为[1，12288]。这个匹配关系参数的频度的特性是4的倍数即4、8、12、……、6144、……、12288的频度远高于非4的倍数的频度。把4的倍数映射成1～3072之间的整数，而把非4的倍数映射成3073～12288之间的整数，这样，映射后匹配关系参数就具有随着数值变大其频度变低的整体趋势的特性，从而大大提高了后续熵编码的压缩效率。图11中映射的公式是：

4k映射成k，其中k＝1、2、3、4、……、3072

4k+1映射成3072+3k+1，其中k＝0、1、2、3、……、3071

4k+2映射成3072+3k+2，其中k＝0、1、2、3、……、3071

4k+3映射成3072+3k+3，其中k＝0、1、2、3、……、3071

这个映射是一个从取值范围的整数区间[1，12288]到整数区间[1，12288]本身的双射，其逆映射的公式是：

k映射成4k，其中k＝1、2、3、4、……、3072

3072+3k+1映射成4k+1，其中k＝0、1、2、3、……、3071

3072+3k+2映射成4k+2，其中k＝0、1、2、3、……、3071

3072+3k+3映射成4k+3，其中k＝0、1、2、3、……、3071

逆映射也是一个从取值范围的整数区间[1，12288]到整数区间[1，12288]本身的双射。

本发明可选实施例的编码装置中，最基本的特有技术特征就是首先对匹配编码产生的匹配关系参数进行取值范围的映射，使映射后匹配关系参数具有随着数值变大其频度变低的整体趋势的特性，然后再对映射后匹配关系参数施行熵编码。

本发明可选实施例的解码装置中，最基本的特有技术特征就是对熵解码得到匹配关系参数(实际是映射后匹配关系参数)，首先进行取值范围的逆映射，得到真正的匹配关系参数，然后再使用匹配关系参数进行匹配解码。

图12是根据本发明实施例的编码装置的模块组成示意图，本发明可选实施例的编码装置示意图如图12所示。整个编码装置由以下模块组成：

1)像素预处理和匹配编码模块：对输入视频图像像素值施行像素预处理和匹配编码，产生并输出一个或若干匹配关系参数(分别标记为匹配关系参数1、匹配关系参数2、……、匹配关系参数J)和其他匹配编码结果。所述像素预处理的例：样值量化、颜色量化和基于颜色的像素聚类、用调色板和索引来表示输入原始像素的颜色；所述匹配编码的例：块匹配方式、微块匹配方式、微块串匹配方式、精细划分匹配方式、串匹配方式、调色板-索引匹配方式、2维保形匹配方式、4叉树(也称4分树)匹配方式、任意形状区域复制匹配方式；所述匹配关系参数的例：匹配位置、位移矢量、位移矢量的一个分量、匹配距离、匹配大小、匹配长度、匹配矩形的高度、匹配矩形的宽度、定义一个特定匹配区域的一组参数、若干种预先规定的匹配形状和尺寸的编号；一个匹配关系参数的取值范围是一个预先规定的按一定顺序排列的数的有限元素集合，如由小到大排列的整数的一个有限元素子集；所述其他匹配编码结果的例：匹配残差、未匹配像素值；

2)匹配关系参数的取值范围的映射模块：对一个匹配关系参数的取值范围进行一个双向单一的映射，所述映射的输入是所述模块1)输出的匹配关系参数，所述映射产生并输出映射后匹配关系参数；所述映射的目的是把取值范围内频度较高的值映射成较小的值，而把取值范围内频度较低的值映射成较大的值；双向单一的映射也就是1对1的满射，简称为双射，双射存在逆映射并且逆映射也是1对1的满射；每一个匹配关系参数都有自己的一个映射，匹配关系参数1、匹配关系参数2、……、匹配关系参数J的映射模块分别标记为取值范围的映射模块1、取值范围的映射模块2、……、取值范围的映射模块J；有些匹配关系参数的映射可以是恒等映射(取值范围内的每个数值都映射到自己)，但至少有一个匹配关系参数的映射不是恒等映射；所述映射的映射关系(即映射的输入与映射的输出之间的关系，什么输入数值映射到什么输出数值)可以是预先规定的静态的映射关系，也可以是根据输入匹配关系参数的各数值的实时统计特性(如到当前时刻为止出现的频度)进行动态调整；

3)其余的匹配方式和各种常用技术编码和重构模块：对输入视频图像、各种参数和变量施行其他匹配方式和各种常用技术，如帧内预测、帧间预测、变换、量化、逆变换、反量化、对应于预测残差和匹配残差的补偿(即取残差运算的逆运算)、DPCM、一阶和高阶差分、映射、游程、索引、去块效应滤波、样值自适应补偿(SampleAdaptiveOffset)，的编码和重构运算；所述其他匹配方式是指编码装置中不同于所述模块1)施行的匹配方式的匹配方式；本模块的输入是所述模块1)的输出、原始的所述输入视频图像像素值和参考像素；本模块的输出是重构像素值和其余编码结果；所述重构像素值放入已重构参考像素值暂存模块中，用作后续匹配编码运算、其余的匹配方式和各种常用技术编码和重构运算所需要的参考像素值；

4)已重构参考像素值暂存模块：暂存已重构的参考像素值集的像素值，即在编码过程中到当前编码中CU或当前编码中匹配区域(匹配区域也可以是匹配串或匹配块)的开始位置为止的已重构像素值，用作当前和后续匹配编码的参考像素值，也用作对当前和后续CU施行其他匹配方式和各种常用技术的编码和重构运算时所需要的参考像素值；

5)熵编码模块：对包括所述映射后匹配关系参数和所述其余编码结果在内的所有需要输出到压缩码流中的编码结果施行熵编码运算；熵编码的结果，即含匹配关系参数压缩数据以及其他编码结果的压缩码流，也是本编码装置的最后输出。

图13是根据本发明实施例的解码装置的模块组成示意图，本发明可选实施例的解码装置示意图如图13所示。整个解码装置由以下模块组成：

1)熵解码模块：对输入的含匹配关系参数压缩数据以及其他编码结果的压缩码流施行熵解码，并解析出熵解码得到的各种数据的意义；把解析得到的一个或若干映射后匹配关系参数(分别标记为映射后匹配关系参数1、映射后匹配关系参数2、……、映射后匹配关系参数J)送往取值范围的逆映射模块；把解析得到的匹配残差、未匹配像素值等其他匹配编码结果和其余数据送往其余的匹配方式和各种常用技术解码和重构模块；一个映射后匹配关系参数的取值范围是一个预先规定的按一定顺序排列的数的有限元素集合，如由小到大排列的整数的一个有限元素子集；

2)匹配关系参数的取值范围的逆映射模块：对一个映射后匹配关系参数的取值范围进行一个双向单一的映射的逆映射，所述逆映射的输入是所述模块1)解析得到并输出的映射后匹配关系参数，所述逆映射复原并输出映射前(即未经编码装置中施行的映射)的匹配关系参数；每一个匹配关系参数都有自己的一个逆映射，匹配关系参数1、匹配关系参数2、……、匹配关系参数J的逆映射模块分别标记为取值范围的逆映射模块1、取值范围的逆映射模块2、……、取值范围的逆映射模块J；有些匹配关系参数的逆映射可以是恒等映射(取值范围内的每个数值都映射到自己)，但至少有一个匹配关系参数的逆映射不是恒等映射；所述逆映射的逆映射关系(即逆映射的输入与逆映射的输出之间的关系，什么输入数值逆映射到什么输出数值)可以是预先规定的静态的逆映射关系，也可以是根据匹配关系参数的各数值的实时统计特性(如到当前时刻为止出现的频度)进行动态调整；所述匹配关系参数的例：匹配位置、位移矢量、位移矢量的一个分量、匹配距离、匹配大小、匹配长度、匹配矩形的高度、匹配矩形的宽度、定义一个特定匹配区域的一组参数、若干种预先规定的匹配形状和尺寸的编号；

3)匹配解码模块：根据所述匹配关系参数施行匹配解码运算；本模块的输入是所述模块2)输出的所述匹配关系参数；所述匹配解码的例：块匹配方式、微块匹配方式、微块串匹配方式、精细划分匹配方式、串匹配方式、调色板-索引匹配方式、2维保形匹配方式、4叉树(也称4分树)匹配方式、任意形状区域复制匹配方式；施行匹配解码运算时，首先确定匹配参考像素值在已重构参考像素值暂存模块中所处的位置以及确定由匹配参考像素值构成的匹配区域(匹配区域也可以是匹配串或匹配块)的形状和大小，然后从所述位置复制所述形状和大小的所述匹配区域内的匹配参考像素值，并将所述匹配参考像素值移动和粘贴到当前解码中匹配当前像素值的位置，复原出匹配当前像素值；本模块的输出是所有复原的所述匹配当前像素值；

4)其余的匹配方式和各种常用技术解码和重构模块：对当前解码中匹配区域(匹配区域也可以是匹配串或匹配块)或当前解码中CU的各种参数和变量施行其他匹配方式和各种常用技术，如帧内预测、帧间预测、逆变换、反量化、对应于预测残差和匹配残差的补偿(即取残差运算的逆运算)、DPCM、一阶和高阶差分、映射、游程、索引、去块效应滤波、样值自适应补偿(SampleAdaptiveOffset)，的解码和重构运算；所述其他匹配方式是指解码装置中不同于所述模块3)施行的匹配方式的匹配方式；本模块的输出是重构像素值(包括完全重构像素值和不同程度的部分重构像素值)；所述重构像素值放入已重构参考像素值暂存模块中，用作后续匹配解码运算、其余的匹配方式和各种常用技术解码和重构运算所需要的参考像素值；所述完全重构像素值也是本解码装置的最后输出；

5)已重构参考像素值暂存模块：暂存已重构的参考像素值集的像素值，即在解码过程中到当前解码中CU或当前解码中匹配区域(匹配区域也可以是匹配串或匹配块)的开始位置为止的已重构像素值，用作当前和后续匹配解码的参考像素值，也用作对当前和后续CU施行其他匹配方式和各种常用技术的解码和重构运算时所需要的参考像素值。

本发明可选实施例适用于叠包格式图像或CU的编码和解码。本发明可选实施例也同样适用于分量平面格式图像或CU的编码和解码。本发明可选实施例适用于无损匹配编码和解码。本发明也同样适用于有损匹配编码和解码。本发明适用于无损编码和解码。本发明也同样适用于有损编码和解码。本发明可选实施例也适用于同时采用多种匹配方式(如同时采用块匹配方式、任意形状区域复制匹配方式、调色板-索引匹配方式这三种匹配方式或同时采用块匹配方式、调色板-索引匹配方式、串匹配方式这三种匹配方式)的编码和解码。

以上所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图示中仅显示与本发明直接有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

以下是本发明可选实施例的更多的实施细节和变体。

匹配关系参数的取值范围的映射的实施例1

上述取值范围被划分成K(通常1<K<20)个子取值范围，所述映射或所述逆映射也相应地被划分成K个子取值范围内的映射或逆映射。

匹配关系参数的取值范围的映射的实施例2

上述取值范围被划分成L(通常1<L<40)组子取值范围，每组子取值范围内的各个子取值范围都有互相相等的有限元素，上述映射或上述逆映射也相应地被划分成L组映射或L组逆映射，每一组映射或每一组逆映射把每一组子取值范围内的一个完整的子取值范围映射或逆映射成同一组内的一个(可以是另一个也可以是同一个)完整的子取值范围，并且保持子取值范围内所有元素的顺序不变，即如果元素A排列在元素B之前，那么映射后元素A也排列在映射后元素B之前，或逆映射后元素A也排列在逆映射后元素B之前，反之亦然。

匹配关系参数的取值范围的映射的实施例3

上述取值范围或所述子取值范围内的一个上述映射或一个所述逆映射是若干个(通常少于4个)连续执行的部分映射或部分逆映射的合成。

匹配关系参数的取值范围的映射的实施例4

上述取值范围或所述子取值范围内的一个上述映射(或上述部分映射)的映射关系或一个上述逆映射(或上述部分逆映射)的逆映射关系，全部用一个或一组计算式来表示；或者全部用一个列表来表示；或者部分用一个或一组计算式来表示，部分用一个列表来表示。

匹配关系参数的取值范围的映射的实施例5

上述取值范围或所述子取值范围内的一个上述映射(或上述部分映射)的映射关系或一个所述逆映射(或上述部分逆映射)的逆映射关系随着当前编(解)码的一个状态或参数的改变而改变。

匹配关系参数的取值范围的映射的实施例6

上述取值范围或所述子取值范围内的一个所述映射(或上述部分映射)的映射关系或一个所述逆映射(或上述部分逆映射)的逆映射关系随着当前CU的宽度的改变而改变，即在当前CU的宽度为一个值时，采用一种映射关系或逆映射关系，在当前CU的宽度为另一个值时，采用另一种映射关系或逆映射关系；例如，设当前CU的宽度为W，某个匹配关系参数(如匹配距离)取值W的若干或全部倍数的频度远高于非W的若干或全部倍数的频度，因此，需要把W的若干或全部倍数映射成取值范围内较小的值而把非W的若干或全部倍数映射成取值范围内较大的值，这样，映射关系就与W有关，当W不同时，映射关系也不同，从而逆映射关系也不同。

匹配关系参数的取值范围的映射的实施例7

本实施例是实施例6的特例，上述匹配关系参数之一是匹配距离，上述当前CU的宽度W有4个值：64，32，16，8，上述映射或所述逆映射也相应地有4种映射关系或4种逆映射关系。

匹配关系参数的取值范围的映射的实施例8

除了上述各模块，还有一个匹配关系参数的取值范围内各数值的实时统计模块，实时统计各数值的特性，如到当前时刻为止各数值出现的频度；根据匹配关系参数的各数值的实时统计结果对所述映射(或上述部分映射)的映射关系或所述逆映射(或上述部分逆映射)的逆映射关系进行动态调整。

综上所述，通过本发明提出的图像编码、解码方法及装置，提高了图像压缩性能。

在另外一个实施例中，还提供了一种软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施方式中描述的技术方案。

在另外一个实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有上述软件，该存储介质包括但不限于：光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (31)

1.一种图像编码装置，其特征在于包括以下模块：

模块1)像素预处理和匹配编码模块：用于对输入视频图像的像素值施行像素预处理和匹配编码，产生并输出一个或者多个匹配关系参数和除所述一个或者多个匹配关系参数之外的其他匹配编码结果；

模块2)映射模块：用于对所述匹配关系参数的取值范围进行一对一的映射，所述映射的输入是所述模块1)输出的所述匹配关系参数，所述映射的输出为映射后的匹配关系参数；

模块3)编码和重构模块：用于对所述输入视频图像、所述匹配关系参数和变量施行编码和重构运算；

模块4)暂存模块：用于暂存已重构的参考像素值集的像素值；

模块5)熵编码模块：用于对包括所述映射后匹配关系参数和其余编码结果在内的所有需要输出到压缩码流中的编码结果施行熵编码运算；输出熵编码的结果，其中，所述熵编码的结果中包括匹配关系参数压缩数据以及所述其他编码结果的压缩码流。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述取值范围被划分成K个子取值范围，所述映射也相应地被划分成K个子取值范围内的映射。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述取值范围被划分成L组子取值范围，每组子取值范围内的各个子取值范围都有互相相等的有限元素，所述映射也相应地被划分成L组映射，每一组映射把每一组子取值范围内的一个完整的子取值范围映射成同一组内的一个完整的子取值范围，并且保持子取值范围内所有元素的顺序不变，其中L为自然数。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于：所述取值范围或者所述子取值范围内的一个所述映射由多个连续执行的部分映射合成。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于：所述取值范围或者所述子取值范围内的一个所述映射或者所述部分映射的映射关系，通过以下之一的方式表示：

全部用一个或者一组计算式来表示；

全部用一个列表来表示；

部分用一个或者一组计算式来表示，部分用一个列表来表示。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于：所述取值范围或者所述子取值范围内的一个所述映射或者所述部分映射的映射关系，随着当前编码的一个状态或者参数的改变而改变。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于：所述取值范围或者所述子取值范围内的一个所述映射或者所述部分映射的映射关系，随着当前编码块的宽度的改变而改变。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：所述匹配关系参数之一是匹配距离，所述当前编码块的宽度W有4个值：64，32，16，8，所述映射也相应地有4种映射关系。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于：所述装置还包括：

实时统计模块，用于实时统计匹配关系参数的取值范围内各数值的特性，根据所述匹配关系参数的各数值的实时统计结果对所述映射或者所述部分映射的映射关系，进行动态调整。

10.一种图像解码装置，其特征在于包括以下模块：

模块1)熵解码模块：用于对输入的含匹配关系参数压缩数据以及除所述含匹配关系参数压缩数据的其他编码结果的压缩码流施行熵解码，并对熵解码得到的各种数据进行解析；

模块2)逆映射模块：用于对映射后匹配关系参数的取值范围进行一对一的逆映射，所述逆映射复原并输出映射前的匹配关系参数；

模块3)匹配解码模块：用于根据所述匹配关系参数施行匹配解码运算；

模块4)解码和重构模块：用于对当前解码中匹配区域或者当前解码中解码块的各种参数和变量施行解码和重构运算；

模块5)暂存模块：用于暂存已重构的参考像素值集的像素值。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述匹配区域为匹配串或者匹配块。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于：所述取值范围被划分成K个子取值范围，所述逆映射也相应地被划分成K个子取值范围内的逆映射。

13.根据权利要求10或12所述的装置，其特征在于：所述取值范围被划分成L组子取值范围，每组子取值范围内的各个子取值范围都有互相相等的有限元素，所述逆映射也相应地被划分成L组逆映射，每一组逆映射把每一组子取值范围内的一个完整的子取值范围逆映射成同一组内的一个完整的子取值范围，并且保持子取值范围内所有元素的顺序不变，其中L为自然数。

14.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于：所述取值范围或者所述子取值范围内的一个所述映射或者一个所述逆映射由多个连续执行的部分映射或者部分逆映射合成。

15.根据权利要求10至14中任一项所述的装置，其特征在于：所述取值范围或者所述子取值范围内的一个所述逆映射或者所述部分逆映射的逆映射关系，通过以下之一的方式表示：

全部用一个或者一组计算式来表示；

全部用一个列表来表示；

部分用一个或者一组计算式来表示，部分用一个列表来表示。

16.根据权利要求10或14所述的装置，其特征在于：所述取值范围或者所述子取值范围内的一个所述逆映射或者所述部分逆映射的逆映射关系随着当前解码的一个状态或者参数的改变而改变。

17.根据权利要求10至14中任一项所述的装置，其特征在于：所述取值范围或者所述子取值范围内的一个所述逆映射或者所述部分逆映射的逆映射关系随着解码块的宽度的改变而改变。

18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于：所述匹配关系参数之一是匹配距离，所述解码块的宽度W有4个值：64，32，16，8，所述逆映射也相应地有4种逆映射关系。

19.根据权利要求10至14中任一项所述的装置，其特征在于：所述装置还包括：

实时统计模块，用于实时统计匹配关系参数的取值范围内各数值的特性，根据所述匹配关系参数的各数值的实时统计结果对所述逆映射或者所述部分逆映射的逆映射关系进行动态调整。

20.一种图像编码方法，其特征在于，所述方法包括：

对输入视频图像像素值施行像素预处理和匹配编码，产生并输出一个或者多个匹配关系参数；

对所述匹配关系参数的取值范围进行一对一的映射，并输出映射后的匹配关系参数；

对所述输入视频图像、所述匹配关系参数和变量施行编码和重构运算；

暂存已重构的参考像素值集的像素值；

对所述映射后匹配关系参数施行熵编码，输出熵编码后的结果。

21.一种图像解码方法，其特征在于，所述方法包括：

对输入的含匹配关系参数压缩数据以及除所述含匹配关系参数压缩数据之外的其他参数的压缩码流施行熵解码；

对映射后匹配关系参数的取值范围进行一对一的逆映射，复原并输出映射前的匹配关系参数；

根据所述匹配关系参数施行匹配解码；

对当前解码中匹配区域或者当前解码中解码块的各种参数和变量施行解码和重构运算；

暂存已重构的参考像素值集的像素值。

22.一种图像编码方法，其特征在于，包括：

对输入视频图像的像素进行匹配编码，得到一个或者多个匹配关系参数，其中，所述匹配关系参数是构造所述输入视频图像中像素的预测值和/或恢复值过程中使用的参数；

对所述匹配关系参数进行映射，得到匹配关系参数的映射值；

对所述匹配关系参数的映射值进行熵编码。

23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，对所述匹配关系参数进行映射包括：

根据已有匹配关系参数，对待匹配关系参数进行转换，将转换后得到的值作为所述待匹配关系参数的映射值；和/或，

对相同类型的匹配关系参数，按照指定规则进行聚集和/或重排列构成匹配关系参数组，对所述匹配关系参数组进行映射处理，将经过映射处理后得到的匹配关系参数组作为所述匹配关系参数的映射值。

24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述指定规则包括以下至少之一：

预先设定的规则；

根据已有匹配关系参数取值设定的对多个待匹配关系参数进行聚集和/或重排列的操作步骤。

25.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，对所述匹配关系参数组进行映射处理包括：

将所述匹配关系参数组中的匹配关系参数取值作为映射处理的输出；和/或，

对所述匹配关系参数组中的匹配关系参数取值进行转换后得到的值作为映射处理的输出。

26.一种图像解码方法，其特征在于，包括：

对接收到的码流进行熵解码，获取用于指示匹配关系参数的字段取值，其中，所述匹配关系参数是构造待解码视频图像中像素的预测值和/或恢复值过程中使用的参数；

对所述字段取值进行映射，得到映射后的匹配关系参数；

根据所述映射后的匹配关系参数，构造所述待解码视频图像中像素的预测值和/或恢复值。

27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，对所述字段取值进行映射，得到映射后的匹配关系参数包括：

根据已获得的所述匹配关系参数，对待处理的所述字段取值进行转换，将转换后的值作为所述映射后的匹配关系参数；和/或，

将相同类型的待处理字段的取值，按照指定规则进行聚集和/或重排列构成数组，对所述数组进行处理后作为所述映射后的匹配关系参数。

28.根据权利要求27所述解码方法，其特征在于，所述指定规则包括以下至少之一：

预先设定的规则；

根据已获得所述字段取值设定的对所述待处理的所述字段取值进行聚集和/或重排列的操作步骤。

29.根据权利要求27所述方法，其特征在于，对所述数组进行处理包括：

将所述数组中的待处理字段取值作为处理后的输出值；和/或，

对所述数组中的待处理字段取值进行转换后得到的值作为处理后的输出值。

30.一种图像编码装置，其特征在于，所述装置包括：

匹配编码模块，用于对输入视频图像的像素进行匹配编码，得到一个或者多个匹配关系参数，其中，所述匹配关系参数是构造所述输入视频图像中像素的预测值和/或恢复值过程中使用的参数；

映射模块，用于对所述匹配关系参数进行映射，得到匹配关系参数的映射值；

熵编码模块，用于对所述匹配关系参数的映射值进行熵编码。

31.一种图像解码装置，其特征在于，所述装置包括：

熵解码模块，用于对接收到的码流进行熵解码，获取用于指示匹配关系参数的字段取值，其中，所述匹配关系参数是构造待解码视频图像中像素的预测值和/或恢复值过程中使用的参数；

映射模块，用于对所述字段取值进行映射，得到映射后的匹配关系参数；

构造模块，用于根据所述映射后的匹配关系参数，构造所述待解码视频图像中像素的预测值和/或恢复值。