CN108600755B

CN108600755B - 图像帧编码方法及装置

Info

Publication number: CN108600755B
Application number: CN201810352665.7A
Authority: CN
Inventors: 薛惠锋; 杨文晋; 苏睿
Original assignee: Xian Wanxiang Electronics Technology Co Ltd
Current assignee: Xian Wanxiang Electronics Technology Co Ltd
Priority date: 2018-04-19
Filing date: 2018-04-19
Publication date: 2021-04-02
Anticipated expiration: 2038-04-19
Also published as: CN108600755A

Abstract

本公开提供一种图像帧编码方法及装置，涉及图像处理技术领域，能够解决连续的图像帧编码效率较低的问题。具体技术方案为：获取目标图像帧及I参考帧；将目标图像帧与I参考帧的不同区域确定为目标区域；在第一集合中确定第一参考帧；将第一参考帧与I参考帧的不同区域确定为第一区域；根据目标区域和第一区域对目标图像帧进行图像编码。本发明用于图像帧编码。

Description

图像帧编码方法及装置

技术领域

本公开涉及图像处理技术领域，尤其涉及图像帧编码方法及装置。

背景技术

在对图像帧进行传输之前，通常需要对图像帧进行图像编码，为了减少传输数据量，相关技术中，以对目标图像帧进行图像编码并传输为例，先生成预测图像帧，然后对目标图像帧与预测图像帧之间的残差进行压缩编码。但是，在一些应用场景中，连续的图像帧很多区域没有太大差别，利用上述图像帧编码的方法，编码效率较低。

发明内容

本公开实施例提供一种图像帧编码方法及装置，能够解决连续的图像帧编码效率较低的问题。所述技术方案如下：

根据本公开实施例的第一方面，提供一种图像帧编码方法，该方法包括：

获取目标图像帧及I参考帧；

将目标图像帧与I参考帧的不同区域确定为目标区域；

在第一集合中确定第一参考帧；

将第一参考帧与I参考帧的不同区域确定为第一区域；

根据目标区域和第一区域对目标图像帧进行图像编码。

因为在对目标图像帧进行编码时，参考了I参考帧和第一参考帧，根据目标图像帧和I参考帧的不同区域以及第一参考帧与I参考帧的不同区域对目标图像帧进行编码，减少了编码数据量，提高了图像编码的效率。

在一个实施例中，在第一集合中确定第一参考帧，包括：

确定第一集合中每个参考帧与I参考帧的不同区域作为每个参考帧的第一差别区域；

在第一集合中将第一差别区域与目标区域相同宏块占比最多的参考帧确定为第一参考帧。

第一差别区域与目标区域相同宏块占比越多，说明目标图像帧与第一参考帧不同的区域就越小，使得编码的数据量尽可能降低，提高编码效率。

在一个实施例中，根据目标区域和第一区域对目标图像帧进行图像编码，包括：

在目标区域和第一区域相同宏块的占比大于或等于预设阈值时；

对目标图像帧中目标区域和第一区域的不同区域进行图像编码。

目标区域和第一区域相同宏块的占比大于或等于预设阈值，说明目标图像帧和第一参考帧相同的区域较多，对二者不同区域进行图像编码，降低了编码的数据量，提高了编码效率。

在一个实施例中，该方法还包括：

在目标区域包含第一区域时，在第二集合中确定第二参考帧，第二集合中的参考帧与I参考帧的不同区域包含第一区域；

将第二参考帧与第一参考帧的不同区域确定为第二区域；

根据目标区域和第一区域对目标图像帧进行图像编码，包括：

根据目标区域和第一区域的不同区域及第二区域对目标图像帧进行图像编码。

如果目标区域包含第一区域，进一步在第二集合中确定第二参考帧，因为第二集合中参考帧与I参考帧的不同区域包含第一区域，第二集合中的参考帧与目标图像帧相同区域更大，根据第二参考帧对目标图像帧进行图像编码，进一步减少了编码的数据量，提高了编码效率。

在一个实施例中，该方法还包括：

在第一集合为空时，根据I参考帧对目标图像帧进行编码；

将目标图像帧加入第一集合中。

如果第一集合为空，将目标图像帧加入第一集合，以便在对之后的图像帧进行图像编码时，提高编码效率。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种图像帧编码装置，包括：获取模块、区域管理模块、参考帧管理模块、图像编码模块；

获取模块，用于获取目标图像帧及I参考帧；

区域管理模块，用于将目标图像帧与I参考帧的不同区域确定为目标区域；

参考帧管理模块，用于在第一集合中确定第一参考帧；

区域管理模块，还用于将第一参考帧与I参考帧的不同区域确定为第一区域；

图像编码模块，用于根据目标区域和第一区域对目标图像帧进行图像编码。

在一个实施例中，参考帧管理模块，还用于确定第一集合中每个参考帧与I参考帧的不同区域作为每个参考帧的第一差别区域；在第一集合中将第一差别区域与目标区域相同宏块占比最多的参考帧确定为第一参考帧。

在一个实施例中，图像编码模块，还用于在目标区域和第一区域相同宏块的占比大于或等于预设阈值时；对目标图像帧中目标区域和第一区域的不同区域进行图像编码。

在一个实施例中，区域管理模块，还用于在目标区域包含第一区域时，在第二集合中确定第二参考帧，第二集合中的参考帧与I参考帧的不同区域包含第一区域；将第二参考帧与第一参考帧的不同区域确定为第二区域；

图像编码模块，还用于根据目标区域和第一区域的不同区域及第二区域对目标图像帧进行图像编码。

在一个实施例中，图像编码模块，还用于在第一集合为空时，根据I参考帧对目标图像帧进行编码；

参考帧管理模块，还用于将目标图像帧加入第一集合中。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是本公开实施例提供的一种图像帧编码方法的流程图；

图2是本公开实施例提供的一种目标区域效果示意图；

图3是本公开实施例提供的一种目标图像帧编码效果示意图；

图4是本公开实施例提供的一种目标图像帧编码效果示意图；

图5是本公开另一实施例提供的一种图像帧编码方法的逻辑图；

图6是本公开实施例提供的一种图像帧编码装置的结构图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本公开实施例提供一种图像帧编码方法，如图1所示，该图像帧编码方法包括以下步骤：

101、获取目标图像帧及I参考帧。

目标图像帧可以是任意一个待编码的图像帧，本公开以目标图像帧为例进行说明，并不代表本公开局限于此。I参考帧可以是一个连续图像帧序列中的第一帧。需要说明的是，如果目标图像帧是I参考帧，则直接对目标图像帧进行图像编码。

102、将目标图像帧与I参考帧的不同区域确定为目标区域。

在一个实施例中，一个图像帧可以包含至少一个宏块，如图2所示，图2是本公开实施例提供的一种目标区域效果示意图。目标图像帧与I参考帧在对应位置上的宏块如果相同，则该宏块所占的区域即为相同区域，如果目标图像帧与I参考帧在对应位置上的宏块不相同，则该宏块所占的区域即为不同区域。

需要说明的是，对应位置可以是在一图像帧中坐标相同的位置，例如，目标图像帧第3行第3列的宏块，与I参考帧第3行第3列的宏块即为对应位置的宏块。

此处，列举两个示例说明相同宏块的含义，当然，此处只是示例性说明，并不代表本公开局限于此：

在第一个示例中，对于对应位置上的两个宏块，如果两个宏块中所有像素的像素值都相同，则两个宏块是相同的宏块。

在第二个示例中，两个宏块中对应位置上的像素，相同像素对的占比超过预设占比时，两个宏块视为相同的宏块。

对应位置上的像素即为两个宏块中坐标相同的像素。例如，两个宏块，宏块A和宏块B，每个宏块包含64个像素，其中，宏块A中有60个像素分别与宏块B中对应位置的像素相同，则相同像素的占比为60/64，即93.75％，超过了预设占比90％，则宏块A和宏块B为相同的宏块。

需要说明的是，对于两个像素，如果两个像素的像素值差值的绝对值小于或等于预设差值，则将两个像素视为相同的像素。例如，两个像素的像素值差值的绝对值小于或等于2个比特，则将两个像素视为相同的像素。

103、在第一集合中确定第一参考帧。

在一个实施例中，在第一集合中确定第一参考帧，包括：

确定第一集合中每个参考帧与I参考帧的不同区域作为每个参考帧的第一差别区域；在第一集合中将第一差别区域与目标区域相同宏块占比最多的参考帧确定为第一参考帧。

需要说明的是，如果第一集合为空，可以将目标图像帧加入第一集合，例如，在一个实施例中，该方法还包括：

在第一集合为空时，根据I参考帧对目标图像帧进行编码；将目标图像帧加入第一集合中。

104、将第一参考帧与I参考帧的不同区域确定为第一区域。

105、根据目标区域和第一区域对目标图像帧进行图像编码。

此处，列举两个具体示例说明图像编码的过程：

在第一个示例中，如图3所示，图3是本公开实施例提供的一种目标图像帧编码效果示意图，图3中，目标区域包含四个宏块，第一区域包含两个宏块，目标区域和第一区域对应位置的宏块相同；根据目标区域和第一区域对目标图像帧进行图像编码，包括：

在第二个示例中，如图4所示，图4是本公开实施例提供的一种目标图像帧编码效果示意图；图4中，目标区域和第二区域对应位置的宏块相同，对目标图像帧进行图像编码时，可以参考I参考帧，第一参考帧和第二参考帧，该方法还包括：

将第二参考帧与第一参考帧的不同区域确定为第二区域；

可以将目标区域和第一区域的不同区域作为第三区域，对目标图像帧中第三区和第二区域的不同区域进行图像编码。如果目标区域包含第一区域，进一步在第二集合中确定第二参考帧，因为第二集合中参考帧与I参考帧的不同区域包含第一区域，第二集合中的参考帧与目标图像帧相同区域更大，根据第二参考帧对目标图像帧进行图像编码，进一步减少了编码的数据量，提高了编码效率。

本公开实施例提供的图像帧编码方法，因为在对目标图像帧进行编码时，参考了I参考帧和第一参考帧，根据目标图像帧和I参考帧的不同区域以及第一参考帧与I参考帧的不同区域对目标图像帧进行编码，减少了编码数据量，提高了图像编码的效率。

需要说明的是，对应图像帧编码方法，在解码过程中，解码装置对目标图像帧的编码数据进行解码，然后结合I参考帧和第一参考帧得到目标图像帧。

基于上述图1对应的实施例提供的图像帧编码方法，本公开另一实施例提供一种图像帧编码方法。在本实施例中，第一集合只包含一个参考帧，将目标图像帧的上一个图像帧作为第一集合中包含的第一参考帧，当然，本实施例只是示例性说明，并不代表本公开局限于此。参照图5所示，本实施例提供的图像帧编码方法包括以下步骤：

501、获取目标图像帧及I参考帧。

502、将目标图像帧与I参考帧的不同区域确定为目标区域。

503、获取目标图像帧的上一个图像帧作为第一参考帧。

504、将第一参考帧与I参考帧的不同区域确定为第一区域。

505、判断目标区域是否包含第一区域。

如果目标区域包含第一区域则执行步骤506，如果目标区域不包含第一区域，则执行步骤508。

506、在目标区域包含第一区域时，判断目标区域和第一区域相同宏块的占比是否大于或等于预设阈值。

如果目标区域和第一区域相同宏块的占比大于或等于预设阈值，则执行步骤507，如果目标区域和第一区域相同宏块的占比小于预设阈值，则执行步骤508。

507、对目标图像帧中目标区域和第一区域的不同区域进行图像编码。

508、参考I参考帧对目标图像帧进行图像编码。

在一个实施例中，对目标图像帧编码后，需要标记目标图像帧是参考第一参考帧和I参考帧进行图像编码的。在解码装置解码的过程中，根据标记的信息，对目标图像帧的编码数据进行解码后，结合第一参考帧和I参考帧就可以得到目标图像帧。该标记可以是一个比特位，例如，如果该比特位的数值是1，表示目标图像帧参考上一个图像帧和I参考帧进行图像编码，如果该比特位是0，则表示该目标图像帧是参考I参考帧进行图像编码的。当然，此处只是示例性说明，并不代表本公开局限于此。

基于上述图1和图5对应的实施例中所描述的图像帧编码方法，下述为本公开装置实施例，可以用于执行本公开方法实施例。

本公开实施例提供一种图像帧编码装置，如图6所示，该图像帧编码装置60包括：获取模块601、区域管理模块602、参考帧管理模块603、图像编码模块604；

获取模块601，用于获取目标图像帧及I参考帧；

区域管理模块602，用于将目标图像帧与I参考帧的不同区域确定为目标区域；

参考帧管理模块603，用于在第一集合中确定第一参考帧；

区域管理模块602，还用于将第一参考帧与I参考帧的不同区域确定为第一区域；

图像编码模块604，用于根据目标区域和第一区域对目标图像帧进行图像编码。

在一个实施例中，参考帧管理模块603，还用于确定第一集合中每个参考帧与I参考帧的不同区域作为每个参考帧的第一差别区域；在第一集合中将第一差别区域与目标区域相同宏块占比最多的参考帧确定为第一参考帧。

在一个实施例中，图像编码模块604，还用于在目标区域和第一区域相同宏块的占比大于或等于预设阈值时；对目标图像帧中目标区域和第一区域的不同区域进行图像编码。

在一个实施例中，区域管理模块602，还用于在目标区域包含第一区域时，在第二集合中确定第二参考帧，第二集合中的参考帧与I参考帧的不同区域包含第一区域；将第二参考帧与第一参考帧的不同区域确定为第二区域；

图像编码模块604，还用于根据目标区域和第一区域的不同区域及第二区域对目标图像帧进行图像编码。

在一个实施例中，图像编码模块604，还用于在第一集合为空时，根据I参考帧对目标图像帧进行编码；

参考帧管理模块603，还用于将目标图像帧加入第一集合中。

本公开实施例提供的图像帧编码装置，因为在对目标图像帧进行编码时，参考了I参考帧和第一参考帧，根据目标图像帧和I参考帧的不同区域以及第一参考帧与I参考帧的不同区域对目标图像帧进行编码，减少了编码数据量，提高了图像编码的效率。

基于上述图1和图5应的实施例中所描述的图像帧编码方法，本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，例如，非临时性计算机可读存储介质可以是只读存储器(英文：Read Only Memory，ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储装置等。该存储介质上存储有计算机指令，用于执行上述图1和图5对应的实施例中所描述的图像帧编码方法，此处不再赘述。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

Claims

1.一种图像帧编码方法，其特征在于，所述方法包括：

获取目标图像帧及I参考帧；

将所述目标图像帧与所述I参考帧的不同区域确定为目标区域；

在第一集合中确定第一参考帧；

将所述第一参考帧与所述I参考帧的不同区域确定为第一区域；

在所述目标区域和所述第一区域相同宏块的占比大于或等于预设阈值时，对所述目标图像帧中所述目标区域和所述第一区域的不同区域进行图像编码；

其中，在第一集合中确定第一参考帧，包括：

确定所述第一集合中每个参考帧与所述I参考帧的不同区域作为每个参考帧的第一差别区域；

在所述第一集合中将第一差别区域与所述目标区域相同宏块占比最多的参考帧确定为所述第一参考帧。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述目标区域包含所述第一区域时，在第二集合中确定第二参考帧，所述第二集合中的参考帧与所述I参考帧的不同区域包含所述第一区域；

将所述第二参考帧与所述第一参考帧的不同区域确定为第二区域；

根据所述目标区域和所述第一区域对所述目标图像帧进行图像编码，包括：

根据所述目标区域和所述第一区域的不同区域及所述第二区域对所述目标图像帧进行图像编码。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述第一集合为空时，根据所述I参考帧对所述目标图像帧进行编码；

将所述目标图像帧加入所述第一集合中。

4.一种图像帧编码装置，其特征在于，包括：获取模块、区域管理模块、参考帧管理模块、图像编码模块；

所述获取模块，用于获取目标图像帧及I参考帧；

所述区域管理模块，用于将所述目标图像帧与所述I参考帧的不同区域确定为目标区域；

所述参考帧管理模块，用于在第一集合中确定第一参考帧，具体用于确定所述第一集合中每个参考帧与所述I参考帧的不同区域作为每个参考帧的第一差别区域；在所述第一集合中将第一差别区域与所述目标区域相同宏块占比最多的参考帧确定为所述第一参考帧；

所述区域管理模块，还用于将所述第一参考帧与所述I参考帧的不同区域确定为第一区域；

所述图像编码模块，用于在所述目标区域和所述第一区域相同宏块的占比大于或等于预设阈值时；对所述目标图像帧中所述目标区域和所述第一区域的不同区域进行图像编码。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，

所述区域管理模块，还用于在所述目标区域包含所述第一区域时，在第二集合中确定第二参考帧，所述第二集合中的参考帧与所述I参考帧的不同区域包含所述第一区域；将所述第二参考帧与所述第一参考帧的不同区域确定为第二区域；

所述图像编码模块，还用于根据所述目标区域和所述第一区域的不同区域及所述第二区域对所述目标图像帧进行图像编码。

6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，

所述图像编码模块，还用于在所述第一集合为空时，根据所述I参考帧对所述目标图像帧进行编码；

所述参考帧管理模块，还用于将所述目标图像帧加入所述第一集合中。