CN105791825B - 一种基于h.264和hsv颜色量化的屏幕图像编码方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于H.264和HSV颜色量化的屏幕图像编码方法，包括颜色量化过程和图像编码过程。在颜色量化的过程中，针对I帧，将原来的256个颜色区间量化到32个颜色区间，再使用无损压缩编码进一步降低比特数。在图像编码的过程中，针对P帧，使用H.264编码器，对前后帧变化的运动区域进行整体的运动估计，而不是对每个宏块都进行运动估计。本发明可以减少编码后的比特数，在保证屏幕图像质量的同时提高了图像的压缩效率。

Description

一种基于H.264和HSV颜色量化的屏幕图像编码方法
技术领域
本发明属于数字图像技术领域，涉及一种屏幕图像压缩方法，具体涉及一种基于H.264和HSV颜色量化的屏幕图像编码方法。
背景技术
在互联网和云计算时代，屏幕内容共享已经成为远程教育、网络会议、协作办公、个人即时通讯等应用中不可或缺的功能。例如，远程教育系统向学生提供高质量的老师授课场景，包括老师操作幻灯片或其他软件实时过程。屏幕图像需要经过压缩才能进行传输和存储，但不同于观看自然视频，人们对呈现在屏幕上的文档内容的清晰度要求较高，不能忍受任何图文信息的失真。因此，在存储空间和网络带宽受到限制的情况下，如何对屏幕图像进行近似无失真的压缩是亟待解决的问题。
屏幕图像是由计算机生成的一种特殊的图像，由文本、图形及自然图像等不同统计特性的成份组成。目前已经开展了一些基于混合图像编码方法的屏幕图像压缩研究，例如，对文本/图形块使用无损的LZW算法编码，对自然图片块使用传统图像编码算法JPEG/JPEG2000；或是在帧内编码时采用Gzip无损编码和H.264有损编码相结合的混合编码方法。
当前对屏幕视频的编码依然是沿用H.264等面向自然视频的编码技术，由于没有充利用屏幕视频中不同类型内容统计特性的差异，压缩效率停留在一个较低的水平。屏幕视频中的文字图形部分带有大量人眼敏感的高频信息，屏幕视频具有文字图形边缘锐利、前背景色彩层次感强、屏幕滚动的整体运动等特性，如果从这些特性出发，发掘新的编码方法和编码工具组合，有望提升屏幕视频中图文内容的编码质量和效率。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于H.264和HSV颜色量化的屏幕图像编码方法，该方法采用基于H.264和HSV颜色量化对图像进行压缩，在保证图像质量的前提下提高了图像的压缩效率。
本发明所采用的技术方案是：一种基于H.264和HSV颜色量化的屏幕图像编码方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：判断当前帧类型；
若当前帧是I帧，则执行下述步骤2；
若当前帧是P帧，则执行下述步骤6；
步骤2：根据YUV转RGB模型得到当前图像的RGB三个分量的值，根据RGB转HSV模型得到当前图像的HSV三个分量的值；
步骤3：将色调H空间量化成7份，饱和度S空间量化成2份，亮度V空间量化成2份；
步骤4：颜色量化后，H用3bit表示，S、V分别用1bit表示，得到32个颜色空间进行LZMA算法的无失真压缩编码；
步骤5：判断当前帧是否是最后一帧；
若是，则结束编码；
若否，则回转执行步骤1；
步骤6：则根据帧差法可得到前后两帧的运动区域，并将在运动区域内的宏块标志为1，否则标志为0；若连续5个宏块的运动矢量是一样的且宏块的标志为1，则获取运动区域中第一个宏块的坐标和最后一个宏块的坐标，由此得到一个变化的运动区域；
步骤7：判断当前宏块是否属于运动区域；
若是，则执行下述步骤8；
若否，则执行下述步骤11；
步骤8：判断当前宏块是否是运动区域的第一个宏块；
若是，则执行下述步骤9；
若否，则执行下述步骤10；
步骤9：对当前宏块按H.264编码方法编码；然后执行下述步骤12；
步骤10：对当前宏块直接重用运动区域中第一个宏块的运动矢量和模式并按H.264编码方法编码；然后执行下述步骤12；
步骤11：对当前宏块采用P_Skip模式按H.264编码方法编码；然后执行下述步骤12；
步骤12：判断当前宏块是否是当前帧的最后一个宏块；
若是，则执行下述步骤13；
若否，则执行回转执行步骤7；
步骤13：判断，当前帧是否是最后一帧；
若是，则结束编码；
若否，则执行回转执行步骤1。
作为优选，步骤2中所述根据YUV转RGB模型得到当前图像的RGB三个分量的值，转换公式为：
r＝y+1.402v
g＝y-0.344u-0.714v；
b＝y+1.772u
所述根据RGB转HSV模型得到当前图像的HSV三个分量的值，转换公式为：
v＝max；
其中，max＝max(r,g,b)，即r,g,b三者中的最大值；min＝min(r,g,b)，即r,g,b三者中的最小值。
作为优选，步骤3中所述将色调H空间量化成7份，饱和度S空间量化成2份，亮度V空间量化成2份，量化公式为：
本发明具有以下优点和积极效果：
1)本发明方法能够根据屏幕视频色彩不丰富及整体移动的特点，对帧内颜色和帧间运动进行特殊的压缩，能有效控制图像的编码质量；
2)本发明能够在保证屏幕图像质量的同时显著提高图像的压缩效率。
附图说明
图1本发明实施例的流程图。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
请见图1，本发明提供的一种基于H.264和HSV颜色量化的屏幕图像编码方法，包括以下步骤：
步骤1：判断当前帧类型；
若当前帧是I帧，则执行下述步骤2；
若当前帧是P帧，则执行下述步骤6；
步骤2：根据YUV转RGB模型得到当前图像的RGB三个分量的值，根据RGB转HSV模型得到当前图像的HSV三个分量的值；
根据YUV转RGB模型得到当前图像的RGB三个分量的值，利用算式；
r＝y+1.402v
g＝y-0.344u-0.714v
b＝y+1.772u
根据RGB转HSV模型得到当前图像的HSV三个分量的值，利用算式；
v＝max
其中，max＝max(r,g,b)，即r,g,b三者中的最大值；min＝min(r,g,b)，即r,g,b三者中的最小值。
步骤3：将色调H空间量化成7份，饱和度S空间量化成2份，亮度V空间量化成2份；
利用算式：
步骤4：颜色量化后，H用3bit表示，S、V分别用1bit表示，得到32个颜色空间进行LZMA算法的无失真压缩编码；
量化后得到32个颜色空间进行压缩编码，对于YUV分量，它的每个分量需用到8bit，来表示256种颜色，应该HSV颜色量化后，只需要5bit就能表示出来32中颜色。
步骤5：判断当前帧是否是最后一帧；
若是，则结束编码；
若否，则回转执行步骤1；
步骤6：则根据帧差法可得到前后两帧的运动区域，并将在运动区域内的宏块标志为1，否则标志为0；若连续5个宏块的运动矢量是一样的且宏块的标志为1，则获取运动区域中第一个宏块的坐标和最后一个宏块的坐标，由此得到一个变化的运动区域；
步骤7：判断当前宏块是否属于运动区域；
若是，则执行下述步骤8；
若否，则执行下述步骤11；
步骤8：判断当前宏块是否是运动区域的第一个宏块；
若是，则执行下述步骤9；
若否，则执行下述步骤10；
步骤9：对当前宏块按H.264编码方法编码；然后执行下述步骤12；
步骤10：对当前宏块直接重用运动区域中第一个宏块的运动矢量和模式并按H.264编码方法编码；然后执行下述步骤12；
步骤11：对当前宏块采用P_Skip模式按H.264编码方法编码；然后执行下述步骤12；
步骤12：判断当前宏块是否是当前帧的最后一个宏块；
若是，则执行下述步骤13；
若否，则执行回转执行步骤7；
步骤13：判断，当前帧是否是最后一帧；
若是，则结束编码；
若否，则回转执行步骤1；
本发明可以对屏幕图像中颜色和运动进行特殊的判断，对图像的质量进行有效的控制，在保证屏幕图像质量的同时显著提高图像的压缩效率。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种基于H.264和HSV颜色量化的屏幕图像编码方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：判断当前帧类型；
若当前帧是I帧，则执行下述步骤2；
若当前帧是P帧，则执行下述步骤6；
步骤2：根据YUV转RGB模型得到当前图像的RGB三个分量的值，根据RGB转HSV模型得到当前图像的HSV三个分量的值；
步骤3：将色调H空间量化成7份，饱和度S空间量化成2份，亮度V空间量化成2份；
步骤4：颜色量化后，H用3bit表示，S、V分别用1bit表示，得到32个颜色空间进行LZMA算法的无失真压缩编码；
步骤5：判断当前帧是否是最后一帧；
若是，则结束编码；
若否，则回转执行步骤1；
步骤6：则根据帧差法可得到前后两帧的运动区域，并将在运动区域内的宏块标志为1，否则标志为0；若连续5个宏块的运动矢量是一样的且宏块的标志为1，则获取运动区域中第一个宏块的坐标和最后一个宏块的坐标，由此得到一个变化的运动区域；
步骤7：判断当前宏块是否属于运动区域；
若是，则执行下述步骤8；
若否，则执行下述步骤11；
步骤8：判断当前宏块是否是运动区域的第一个宏块；
若是，则执行下述步骤9；
若否，则执行下述步骤10；
步骤9：对当前宏块按H.264编码方法编码；然后执行下述步骤12；
步骤10：对当前宏块直接重用运动区域中第一个宏块的运动矢量和模式并按H.264编码方法编码；然后执行下述步骤12；
步骤11：对当前宏块采用P_Skip模式按H.264编码方法编码；然后执行下述步骤12；
步骤12：判断当前宏块是否是当前帧的最后一个宏块；
若是，则执行下述步骤13；
若否，则执行回转执行步骤7；
步骤13：判断，当前帧是否是最后一帧；
若是，则结束编码；
若否，则回转执行步骤1。
2.根据权利要求1所述的基于H.264和HSV颜色量化的屏幕图像编码方法，其特征在于：步骤2中所述根据YUV转RGB模型得到当前图像的RGB三个分量的值，转换公式为：
r＝y+1.402v
g＝y-0.344u-0.714v；
b＝y+1.772u
所述根据RGB转HSV模型得到当前图像的HSV三个分量的值，转换公式为：
v＝max；
其中，max＝max(r,g,b)，即r,g,b三者中的最大值；min＝min(r,g,b)，即r,g,b三者中的最小值。
3.根据权利要求1所述的基于H.264和HSV颜色量化的屏幕图像编码方法，其特征在于：步骤3中所述将色调H空间量化成7份，饱和度S空间量化成2份，亮度V空间量化成2份，量化公式为：
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110545417B (zh) * 2018-05-28 2023-07-14 深信服科技股份有限公司 一种桌面场景的图像编码、解码方法及相关装置
CN111447450A (zh) * 2020-03-16 2020-07-24 西安万像电子科技有限公司 数据处理方法及设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101286239A (zh) * 2008-04-22 2008-10-15 北京航空航天大学 航拍交通视频车辆快速检测方法
CN103873864A (zh) * 2014-03-31 2014-06-18 江南大学 一种应用于视频对象检索的对象标志位高效编码方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5673001A (en) * 1995-06-07 1997-09-30 Motorola, Inc. Method and apparatus for amplifying a signal
AT509759B1 (de) * 2008-06-20 2012-05-15 A1 Telekom Austria Ag Verfahren zum verarbeiten von sport-videosequenzen
US20110255589A1 (en) * 2009-08-03 2011-10-20 Droplet Technology, Inc. Methods of compressing data and methods of assessing the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101286239A (zh) * 2008-04-22 2008-10-15 北京航空航天大学 航拍交通视频车辆快速检测方法
CN103873864A (zh) * 2014-03-31 2014-06-18 江南大学 一种应用于视频对象检索的对象标志位高效编码方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《基于颜色分割和LBP纹理检测的运动目标提取》;胡孟凌，王中元，刘文杰;《计算机工程与设计》;20150731;第36卷(第7期);全文 *

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