CN106303526A

CN106303526A - 图像编码方法、装置以及图像处理设备

Info

Publication number: CN106303526A
Application number: CN201510313549.0A
Authority: CN
Inventors: 王争; 朱建清; 叶姜莉
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2015-06-09
Filing date: 2015-06-09
Publication date: 2017-01-04

Abstract

本发明实施例提供一种图像编码方法、装置以及图像处理设备。所述图像编码方法包括：为待编码图像区域中采用调色板模式的像素确定调色板；将所述待编码图像区域中多个像素的像素值与所述调色板中的像素值进行比较；根据比较结果确定所述多个像素所对应的拷贝信息；将所述调色板中的像素值以及所述拷贝信息进行比特流编码。通过本发明实施例，可以使得拷贝模式尽量连续而获得较少的拷贝值；并且不需要对像素索引进行编码，可以进一步降低编码的比特代价。

Description

图像编码方法、装置以及图像处理设备

技术领域

本发明实施例涉及图形图像技术领域，尤其涉及一种图像编码方法、装置以及图像处理设备。

背景技术

基于调色板(Palette-based)的编码在图形图像技术(尤其是视频编码技术)中得到了广泛应用。在编码过程中，待编码图像区域，例如一个编码单元(CU，codingUnit)，包含多个具有色彩值(例如采用RGB模式，具有24比特的真彩色)的像素。为了减少用于存储位图图像的存储容量，通常可以将像素指向调色板的数据索引。在译码过程中，每一输出像素的色彩值可以通过查找具有相应数据索引的调色板来决定。

其中，调色板为一系列像素值(pixel value)的集合，对于像素值位于调色板中的像素，仅需使用该像素值在调色板中对应的像素索引(pixel index)。由此可以仅将调色板以及编码单元中的像素所对应的像素索引进行比特流编码，由此可以减少编码的比特代价(bit cost)。

为了进一步降低比特代价，在进行比特流编码时可以采用索引拷贝信息(indexcopy run)。例如，若调色板拷贝类型标识(palette_run_type_flag)为COPY_LEFT_MODE，在一像素的像素值与左边像素的像素值相同的情况下，可以采用按左拷贝(copy left)模式生成包括像素索引、拷贝类型以及拷贝值的拷贝信息；若调色板拷贝类型标识(palette_run_type_flag)为COPY_ABOVE_MODE，在一像素的像素值与上边像素的像素值相同的情况下，可以采用按上拷贝(copy above)模式生成包括拷贝类型以及拷贝值的拷贝信息。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

但是，发明人发现：在现有方法中需要将像素索引和拷贝值进行编码，而在某些场景下像素索引可能的值比较多，导致对应的拷贝模式经常被“打断”而拷贝值比较多，需要很多比特进行编码；由此不能进一步降低编码的比特代价。

本发明实施例提供了一种图像编码方法、装置以及图像处理设备。期待在进行编码时拷贝模式尽量连续，获得较少的拷贝值而降低比特代价。

根据本发明实施例的第一个方面，提供一种图像编码方法，所述图像编码方法包括：

为待编码图像区域中采用调色板模式的像素确定调色板；

将所述待编码图像区域中多个像素的像素值与所述调色板中的像素值进行比较；

根据比较结果确定所述多个像素所对应的拷贝信息；

将所述调色板中的像素值以及所述拷贝信息进行比特流编码。

根据本发明实施例的第二个方面，提供一种图像编码装置，所述图像编码装置包括：

调色板确定单元，为待编码图像区域中采用调色板模式的像素确定调色板；

像素值比较单元，将所述待编码图像区域中多个像素的像素值与所述调色板中的像素值进行比较；

拷贝信息确定单元，根据比较结果确定所述多个像素所对应的拷贝信息；

比特流编码单元，将所述调色板中的像素值以及所述拷贝信息进行比特流编码。

根据本发明实施例的第三个方面，提供一种图像处理设备，所述图像处理设备包括：

编码器，包括如上所述的图像编码装置；

解码器，对比特流进行解码以获得图像。

本发明实施例的有益效果在于：通过将待编码的多个像素的像素值与调色板中的像素值进行比较；根据比较结果确定所述多个像素所对应的拷贝信息。由此，可以使得拷贝模式尽量连续，获得较少的拷贝值；并且不需要对像素索引进行编码，可以进一步降低编码的比特代价。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明实施例的特定实施方式，指明了本发明实施例的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施方式，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。在附图中：

图1是本发明实施例的编码单元的一实例示意图；

图2是本发明实施例1的图像编码方法的一示意图；

图3是本发明实施例1的图像编码方法的另一示意图；

图4是本发明实施例1的使用P0进行比较后的一示意图；

图5是本发明实施例1的使用P1进行比较后的一示意图；

图6是本发明实施例1的使用P2进行比较后的一示意图；

图7是本发明实施例1的使用P3进行比较后的一示意图；

图8是本发明实施例1的使用P4进行比较后的一示意图；

图9是本发明实施例2的图像编码装置的一示意图；

图10是本发明实施例2的图像编码装置的另一示意图；

图11是本发明实施例3的图像处理设备的一构成示意图。

具体实施方式

参照附图，通过下面的说明书，本发明实施例的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本发明的特定实施方式，其表明了其中可以采用本发明实施例的原则的部分实施方式，应了解的是，本发明不限于所描述的实施方式，相反，本发明实施例包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。

图1是本发明实施例的编码单元的一实例示意图，示出了一个编码单元(CU)的情况。如图1所示，该编码单元具有8×8个像素；其中该8×8个像素具有不同的7个像素值(代表不同的颜色)。为简单起见，图1中具有相同像素值的像素采用同一符号来表示像素值，例如采用P0、P1、……、P4来表示不同的像素值。

其中，可以使用调色板模式进行编码。表1示出了图1所示的CU所确定的调色板。如表1所示，P0对应的像素索引确定为0，P1对应的像素索引为1，P2对应的像素索引为2，P3对应的像素索引为3，P4对应的像素索引为4。

表1

像素索引	0	1	2	3	4
						像素值	P0	P1	P2	P3	P4

当采用像素索引以及拷贝信息时，根据该调色板生成的索引拷贝信息可如下表2所示。表2示出了基于表1的调色板，在使用copy left模式时形成的索引拷贝(indexrun)信息。

表2

Left(0,0)
	Left(1,0)
Left(2,1)
	Left(3,0)
Left(4,0)
	Left(0,33)
Left(1,8)
	Left(2,5)
Left(3,1)
	Left(1,6)

如表2所示，在按照现有技术进行编码时，该CU中的拷贝模式经常被打断，导致需要编码的拷贝值比较多，并且需要进行编码的像素索引也比较多；这样需要更多的比特才能进行编码。以下对本发明实施例进行详细说明。

实施例1

本发明实施例一种图像编码方法。图2是本发明实施例的图像编码方法的一示意图，如图2所示，所述编码方法包括：

步骤201，为待编码图像区域中采用调色板模式的像素确定调色板；

步骤202，将所述待编码图像区域中多个像素的像素值与所述调色板中的像素值进行比较；

步骤202，根据比较结果确定所述多个像素所对应的拷贝信息；

步骤204，将所述调色板中的像素值以及所述拷贝信息进行比特流编码。

在本实施例中，待编码图像区域可以为一编码单元CU或最大编码单元LCU(Largest Coding Unit)；以下以CU为例进行说明。本发明实施例适用于采用调色板模式的情况，对于混合使用调色板模式和非调色板模式(例如escape mode)的情况，本发明实施例同样适用。

在本实施例中，可以在确定调色板之后，按照所述调色板中的像素值在所述待编码图像区域中出现的次数，对所述调色板中的像素值进行排序；并且将排序后的所述调色板中的像素值依次与所述多个像素的像素值进行比较。

在本实施例中，根据比较结果确定所述多个像素所对应的拷贝信息；以及将所述调色板中的像素值以及所述拷贝信息进行比特流编码。由此，可以使得拷贝模式尽量连续从而获得较少的拷贝值；并且不需要对像素索引进行编码，可以进一步降低编码的比特代价。

图3是本发明实施例的图像编码方法的另一示意图，如图3所示，所述编码方法包括：

步骤301，为待编码图像区域中采用调色板模式的像素确定调色板；

步骤302，按照所述调色板中的像素值在所述待编码图像区域中出现的次数，对所述调色板中的像素值进行排序；

步骤303，从排序后的调色板中按照顺序确定某一像素值P_i；

步骤304，从所述待编码图像区域中还没有编码的像素中依次确定一像素x_k；

步骤305，判断该像素值P_i与像素x_k的像素值是否相同；在相同的情况下执行步骤306；在不相同的情况下执行步骤307；

步骤306，为所述像素x_k分配第一标识位；

步骤307，为所述像素x_k分配第二标识位；

步骤308，判断是否已经遍历所述待编码图像区域中还没有编码的像素；在没有遍历完的情况下执行步骤304，选择下一没有编码的像素进行比较；在遍历完的情况下执行步骤309；

在本实施例中，可以将分配了所述第一标识位的所述像素确定为已编码，将分配了所述第二标识位的所述像素确定为没有编码。

步骤309，根据所述第一标识位和/或第二标识位的连续个数获得对应的拷贝值。

在本实施例中，所述第一标识位可以为1，所述第二标识位为0；或者，所述第一标识位可以为0，所述第二标识位为1。

具体地，在所述第一标识位的连续个数为n的情况下，可以确定对应的拷贝值为n-1；以及在所述第二标识位的连续个数为m的情况下，可以确定对应的拷贝值为m-1。

由此，可以获得像素值P_i所对应的多个拷贝值。

步骤310，判断调色板中是否存在没有被比较的像素值；在存在没有被比较的像素值的情况下执行步骤303，确定下一进行比较的像素值；在调色板中所有像素值都已经被比较的情况下执行步骤311；

步骤311，将所述调色板中的像素值以及所述拷贝信息进行比特流编码。

在本实施例中，对于所述调色板中的每个像素值，可以获得对应的一个或多个拷贝值；然后可以将每个像素值以及对应的拷贝值进行比特流编码。如果调色板中具有PLT_size个像素值，则需要进行PLT_size次循环。

以下以如图1所示的CU为例，对本发明实施例进行进一步说明。在如下的例子中以第一标识位为1，第二标识位为0为例，但本发明不限于此。

例如，对于如图1所示的CU可以确定调色板为{P0，P1，……，P4}。其中，P0出现35次，P1出现17次，P2出现8次，P3出现3次，P4出现1次。因此，排序后的调色板为{P0，P1，P2，P3，P4}。

对于像素值P0，分别与CU中没有编码的各像素的像素值进行比较。在第一次循环中，该CU的所有像素均没有进行编码，因此P0与64个像素的像素值分别进行比较；在相同的情况下分配标识位1，在不相同的情况下分配标识位0。由此，可以获得如图4所示的示意图。

图4是本发明实施例的使用P0进行比较后的一示意图，如图4所示，CU中第一个像素的像素值为P0，因此可以标记上1，并且仅一个像素的像素值为P0，所以对应的拷贝值为0。然后连续出现5个“0”，因此对应的拷贝值为4；然后连续出现34个“1”，因此对应的拷贝值为33；然后连续出现24个“0”，因此对应的拷贝值为23。

由此，针对P0可以获得对应的拷贝值1,0,4,33,23。

在进行上述处理之后，分配了标识位1的像素可以被确定为已编码，分配了标识位0的像素可以被确定为没有编码。之后对于调色板中的P1继续进行比较。

对于像素值P1，分别与CU中没有编码的各像素的像素值进行比较。在第二次循环中，该CU的部分像素已经进行编码而可以跳过，因此P1与29个像素的像素值分别进行比较；在相同的情况下分配标识位1，在不相同的情况下分配标识位0。由此，可以获得如图5所示的示意图。

图5是本发明实施例的使用P1进行比较后的一示意图，如图5所示，CU中第二个像素(即目前没有编码的第一个像素)的像素值为P1，因此可以标记上1，并且仅一个像素的像素值为P1，所以对应的拷贝值为0。然后连续出现4个“0”，因此对应的拷贝值为3；然后连续出现9个“1”，因此对应的拷贝值为8；然后连续出现8个“0”，因此对应的拷贝值为7；然后连续出现7个“1”，因此对应的拷贝值为6。

由此，针对P1可以获得对应的拷贝值1,0,3,8,7,6。

在进行上述处理之后，分配了标识位1的像素可以被确定为已编码，分配了标识位0的像素可以被确定为没有编码。之后对于调色板中的P2继续进行比较。

对于像素值P2，分别与CU中没有编码的各像素的像素值进行比较。在第三次循环中，该CU的部分像素已经进行编码而可以跳过，因此P2与12个像素的像素值分别进行比较；在相同的情况下分配标识位1，在不相同的情况下分配标识位0。由此，可以获得如图6所示的示意图。

图6是本发明实施例的使用P2进行比较后的一示意图，如图6所示，CU中第三个像素(即目前没有编码的第一个像素)的像素值为P2，因此可以标记上1，并且有两个像素的像素值为P2，所以对应的拷贝值为1。然后连续出现2个“0”，因此对应的拷贝值为1；然后连续出现6个“1”，因此对应的拷贝值为5；然后连续出现2个“0”，因此对应的拷贝值为1。

由此，针对P2可以获得对应的拷贝值1,1,1,5,1。

在进行上述处理之后，分配了标识位1的像素可以被确定为已编码，分配了标识位0的像素可以被确定为没有编码。之后对于调色板中的P3继续进行比较。

对于像素值P3，分别与CU中没有编码的各像素的像素值进行比较。在第四次循环中，该CU的部分像素已经进行编码而可以跳过，因此P3与4个像素的像素值分别进行比较；在相同的情况下分配标识位1，在不相同的情况下分配标识位0。由此，可以获得如图7所示的示意图。

图7是本发明实施例的使用P3进行比较后的一示意图，如图7所示，CU中第五个像素(即目前没有编码的第一个像素)的像素值为P3，因此可以标记上1，并且只有1个像素的像素值为P3，所以对应的拷贝值为0。然后出现1个“0”，因此对应的拷贝值为0；然后连续出现2个“1”，因此对应的拷贝值为1。

由此，针对P3可以获得对应的拷贝值1,0,0,1。

在进行上述处理之后，分配了标识位1的像素可以被确定为已编码，分配了标识位0的像素可以被确定为没有编码。之后对于调色板中的P4继续进行比较。

对于像素值P4，分别与CU中没有编码的各像素的像素值进行比较。在第五次循环中，该CU的大部分像素已经进行编码而可以跳过，因此P4与1个像素的像素值分别进行比较；在相同的情况下分配标识位1，在不相同的情况下分配标识位0。由此，可以获得如图8所示的示意图。

图8是本发明实施例的使用P4进行比较后的一示意图，如图8所示，CU中第六个像素(即目前没有编码的第一个像素)的像素值为P4，因此可以标记上1，并且只有1个像素的像素值为P4，所以对应的拷贝值为0。

由此，针对P4可以获得对应的拷贝值1,0。

值得注意的是，图5至图8中没有标识数值的像素(图中的灰色区域部分)即为当前循环时已经被编码的像素，可以被跳过而无需进行比较。

本实施例中，在进行比较之后仅出现了“0”和“1”，因此拷贝模式可以尽量连续的被使用。此外可以仅将上述像素值以及上述拷贝值进行比特流编码，而不需要将像素索引进行比特流编码。

由上述实施例可知，通过将待编码的多个像素的像素值与调色板中的像素值进行比较；根据比较结果确定所述多个像素所对应的拷贝信息。由此，可以使得拷贝模式尽量连续而获得较少的拷贝值；并且不需要对像素索引进行编码，可以进一步降低编码的比特代价。

实施例2

本发明实施例提供一种图像编码装置，对应于实施例1中的图像编码方法，相同的内容不再赘述。

图9是本发明实施例的图像编码装置的一示意图，如图9所示，所述图像编码装置900包括：

调色板确定单元901，为待编码图像区域中采用调色板模式的像素确定调色板；

像素值比较单元902，将所述待编码图像区域中多个像素的像素值与所述调色板中的像素值进行比较；

拷贝信息确定单元903，根据比较结果确定所述多个像素所对应的拷贝信息；

比特流编码单元904，将调色板中的像素值以及所述拷贝信息进行比特流编码。

图10是本发明实施例的图像编码装置的另一示意图，如图10所示，所述图像编码装置1000包括：调色板确定单元901，像素值比较单元902，拷贝信息确定单元903以及比特流编码单元904，如上所述。

如图10所示，所述图像编码装置1000还可以包括：

排序单元1001，按照所述调色板中的像素值在所述待编码图像区域中出现的次数，对所述调色板中的像素值进行排序；

并且所述像素值比较单元902将排序后的所述调色板中的像素值依次与所述多个像素的像素值进行比较。

如图10所示，所述拷贝信息确定单元903具体可以包括：

标识位分配单元1002，对于排序后的所述调色板中的某一像素值P_i，在所述待编码图像区域中没有编码的某一像素x_k的像素值等于所述P_i的情况下，为所述像素x_k分配第一标识位，在所述待编码图像区域中没有编码的某一像素x_k的像素值不等于所述P_i的情况下，为所述像素x_k分配第二标识位；以及

拷贝值获得单元1003，根据所述第一标识位和/或第二标识位的连续个数获得对应的拷贝值。

在本实施例中，所述标识位分配单元1002还可以用于将分配了所述第一标识位的所述像素确定为已编码，将分配了所述第二标识位的所述像素确定为没有编码。

其中，所述第一标识位为1，所述第二标识位为0；或者，所述第一标识位为0，所述第二标识位为1；本发明不限于此。

在本实施例中，拷贝值获得单元1003具体可以用于：在所述第一标识位的连续个数为n的情况下，确定对应的拷贝值为n-1；以及在所述第二标识位的连续个数为m的情况下，确定对应的拷贝值为m-1。

实施例3

本发明实施例提供一种图像处理设备，所述图像处理设备包括：如实施例2所述的图像编码装置900或1000。

图11是本发明实施例的图像处理设备的一构成示意图。如图11所示，图像处理设备1100可以包括：中央处理器(CPU)100和存储器110；存储器110耦合到中央处理器100。其中该存储器110可存储各种数据；此外还存储信息处理的程序，并且在中央处理器100的控制下执行该程序。

在一个实施方式中，图像编码装置900或1000的功能可以被集成到中央处理器100中。其中，中央处理器100可以被配置为实现如实施例1所述的图像编码方法。即中央处理器100可以进行如下控制：为待编码图像区域中采用调色板模式的像素确定调色板；将所述待编码图像区域中多个像素的像素值与所述调色板中的像素值进行比较；根据比较结果确定所述多个像素所对应的拷贝信息；以及将调色板中的像素值以及所述拷贝信息进行比特流编码。

在另一个实施方式中，图像编码装置900或1000可以与中央处理器分开配置，例如可以将图像编码装置900或1000配置为与中央处理器100连接的芯片，通过中央处理器的控制来实现图像编码装置900或1000的功能。

此外，如图11所示，图像处理设备1100还可以包括：输入输出单元120和显示单元130等；其中，上述部件的功能与现有技术类似，此处不再赘述。值得注意的是，图像处理设备1100也并不是必须要包括图11中所示的所有部件；此外，图像处理设备1100还可以包括图11中没有示出的部件，可以参考现有技术。

在本实施例中，图像处理设备1100还可以包括：图像解码装置，该图像解码装置可以相应地进行解码。图像处理设备1100可以如上所述地，通过中央处理器100的控制来实现图像解码装置的功能。

本发明实施例还提供一种计算机可读程序，其中当在图像处理设备中执行所述程序时，所述程序使得计算机在所述图像处理设备中执行实施例1所述的图像编码方法。

本发明实施例还提供一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中所述计算机可读程序使得计算机在图像处理设备中执行实施例1所述的图像编码方法。

本发明以上的装置和方法可以由硬件实现，也可以由硬件结合软件实现。本发明涉及这样的计算机可读程序，当该程序被逻辑部件所执行时，能够使该逻辑部件实现上文所述的装置或构成部件，或使该逻辑部件实现上文所述的各种方法或步骤。本发明还涉及用于存储以上程序的存储介质，如硬盘、磁盘、光盘、DVD、flash存储器等。

以上结合具体的实施方式对本发明进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本发明原理对本发明做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本发明的范围内。

Claims

1.一种图像编码方法，其特征在于，所述图像编码方法包括：

为待编码图像区域中采用调色板模式的像素确定调色板；

根据比较结果确定所述多个像素所对应的拷贝信息；

2.根据权利要求1所述的图像编码方法，其中，在将所述待编码图像区域中多个像素的像素值与所述调色板中的像素值进行比较之前，所述图像编码方法还包括：

按照所述调色板中的像素值在所述待编码图像区域中出现的次数，对所述调色板中的像素值进行排序；

并且将排序后的所述调色板中的像素值依次与所述多个像素的像素值进行比较。

3.根据权利要求2所述的图像编码方法，其中，根据比较结果确定所述多个像素所对应的拷贝信息包括：

对于排序后的所述调色板中的某一像素值P_i，

在所述待编码图像区域中没有编码的某一像素x_k的像素值等于所述P_i的情况下，为所述像素x_k分配第一标识位，在所述待编码图像区域中没有编码的某一像素x_k的像素值不等于所述P_i的情况下，为所述像素x_k分配第二标识位；

根据所述第一标识位和/或第二标识位的连续个数获得对应的拷贝值。

4.根据权利要求3所述的图像编码方法，其中，所述图像编码方法还包括：

将分配了所述第一标识位的所述像素确定为已编码，将分配了所述第二标识位的所述像素确定为没有编码。

5.根据权利要求3所述的图像编码方法，其中，所述第一标识位为1，所述第二标识位为0；或者，所述第一标识位为0，所述第二标识位为1。

6.根据权利要求3所述的图像编码方法，其中，根据所述第一标识位和/或第二标识位的连续个数获得对应的拷贝值包括：

在所述第一标识位的连续个数为n的情况下，确定对应的拷贝值为n-1；以及在所述第二标识位的连续个数为m的情况下，确定对应的拷贝值为m-1。

7.一种图像编码装置，其特征在于，所述图像编码装置包括：

8.根据权利要求7所述的图像编码装置，其中，所述图像编码装置还包括：

排序单元，按照所述调色板中的像素值在所述待编码图像区域中出现的次数，对所述调色板中的像素值进行排序；

并且所述像素值比较单元将排序后的所述调色板中的像素值依次与所述多个像素的像素值进行比较。

9.根据权利要求8所述的图像编码装置，其中，所述拷贝信息确定单元包括：

标识位分配单元，对于排序后的所述调色板中的某一像素值P_i，在所述待编码图像区域中没有编码的某一像素x_k的像素值等于所述P_i的情况下，为所述像素x_k分配第一标识位，在所述待编码图像区域中没有编码的某一像素x_k的像素值不等于所述P_i的情况下，为所述像素x_k分配第二标识位；以及

拷贝值获得单元，根据所述第一标识位和/或第二标识位的连续个数获得对应的拷贝值。

10.一种图像处理设备，所述图像处理设备包括：

编码器，包括如权利要求7至9任一项所述的图像编码装置；

解码器，对比特流进行解码以获得图像。