CN111316644A - 图像的编码方法、解码方法及所适用的设备、系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种图像的编码方法、解码方法及所适用的设备、系统。其中，所述编码方法包括将所获取的图像数据按照二进制数据位分成多个位平面矩阵数据；基于预设的序列化周期，将至少部分位平面的位平面矩阵数据进行序列化处理，以得到位平面序列数据；其中，所述序列化周期是将预设m*n矩阵依据相邻数据的序列化而设置的周期；将所得到的各所述位平面序列数据进行编码处理，并生成所述图像数据的编码图像数据。本申请采用序列化周期来实现对位平面矩阵数据进行序列化处理，有利于提高原始图像的内聚性，特别是4K及4K以上的高清图像的内聚性。

Description

图像的编码方法、解码方法及所适用的设备、系统

技术领域

本申请涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种图像的编码方法、解码方法及所适用的设备、系统。

背景技术

高清图像具有广泛应用，如城市安防、医疗影像、赛事转播等方面。为此，前端设备，如红外摄像机、阵列式摄像机等，通常配置能够摄取4K甚至4K以上的镜头、图像芯片等。然而，前端设备所获取的高清视频文件由于数据量巨大，对数据保存和网络传输提出了挑战。为此，前端设备通常采用图像编码方式对所获取的高清图像进行编码压缩，以希望降低原始图像数据的数据量。

然而，现有的图像编码标准，如H.264等，均为有损压缩，这使得既希望获取高清图像又为了传输和保存不得不损失高清图像中的部分信息成为一对矛盾需求。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种图像的编码方法、解码方法及所适用的设备、系统，用于解决现有技术中高清图像的数据量巨大而不便于保存和传输的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第一方面提供一种图像的编码方法，其包括：将所获取的图像数据按照二进制数据位分成多个位平面矩阵数据；基于预设的序列化周期，将至少部分位平面的位平面矩阵数据进行序列化处理，以得到位平面序列数据；其中，所述序列化周期是将预设m*n矩阵依据相邻数据的序列化而设置的周期；将所得到的各所述位平面序列数据进行编码处理，并生成所述图像数据的编码图像数据。

在第一方面的某些实施方式中，所述将所获取的图像数据按照二进制数据位分成多个位平面矩阵数据的步骤包括：将所获取的图像数据进行频域转换，并按照预设二进制数据位将转换后的频域图像数据分成多个位平面矩阵数据。

在第一方面的某些实施方式中，所述编码方法还包括按照颜色将所获取的原始图像分成多路图像数据的步骤；以便对每路所述图像数据进行频域转换处理的步骤。

在第一方面的某些实施方式中，所述编码方法还包括将所得到的位平面矩阵数据进行分块处理的步骤；对应地，所述基于预设的序列化周期，将至少部分位平面的位平面矩阵数据进行序列化处理的步骤包括：基于预设的序列化周期，将至少部分位平面的位平面矩阵数据中的各矩阵数据块进行序列化处理，以得到各序列数据块；以及按照各矩阵数据块在位平面矩阵数据中的位置，将各序列数据块连接成位平面序列数据。

在第一方面的某些实施方式中，所述基于预设的序列化周期，将所得到的至少部分位平面矩阵数据进行序列化处理的步骤包括：按照基于预设的位平面而设置的序列化周期，将对应位平面的位平面矩阵数据进行序列化处理。

在第一方面的某些实施方式中，所述基于预设的位平面而设置的序列化周期的数量为多个，对应较高位的位平面而设置的序列化周期中所描述的序列段的长度大于对应较低位的位平面而设置的序列化周期中所描述的序列段的长度。

在第一方面的某些实施方式中，所述基于预设的序列化周期，将所得到的至少部分位平面矩阵数据进行序列化处理的步骤包括：按照所述序列化周期，将相应位平面矩阵数据序列化成多个序列段；按照所述序列化周期所描述的序列段的起始数据和结束数据，将相应位平面的各序列段予以衔接，以得到相应位平面序列数据。

在第一方面的某些实施方式中，所述将各位平面序列数据进行编码处理的步骤包括：按照预设的各位平面所对应的编码方式，将各位平面序列数据进行编码处理。

在第一方面的某些实施方式中，所述将各位平面序列数据进行编码处理的步骤包括：以基于所述序列化周期而设置的编码单元，将相应位平面序列数据进行编码处理。

在第一方面的某些实施方式中，所述将各位平面序列数据进行编码处理的步骤包括：采用熵编码方式，将各位平面序列数据进行编码处理。

在第一方面的某些实施方式中，所述频域转换的方式包括小波变换。

在第一方面的某些实施方式中，所述序列化周期为基于希尔伯特折线算法得到的。

在第一方面的某些实施方式中，所述图像数据包括4K及4K以上的图像数据。

本申请第二方面提供一种图像的解码方法，包括：将所获取的编码图像数据进行解码，以提取用于描述图像数据多个位平面的位平面序列数据；基于预设的序列化周期，将相应位平面的位平面序列数据转换成位平面矩阵数据；其中，所述序列化周期是将预设m*n矩阵依据相邻数据的序列化而设置的周期；按照各位平面所在二进制数据位，将所得到的所有位平面矩阵数据合并成所描述的图像数据。

在第二方面的某些实施方式中，所述解码方法还包括：按照颜色将所得到的多路图像数据合并成一幅原始图像。

在第二方面的某些实施方式中，所述将所获取的编码图像数据进行解码的步骤包括：基于所述序列化周期而设置编码单元，将编码图像数据中已编码的各位平面序列数据进行解码处理。

在第二方面的某些实施方式中，所述将所获取的编码图像数据进行解码的步骤包括：采用熵解码方式，将所获取的编码图像数据进行解码处理。

在第二方面的某些实施方式中，所述基于预设的序列化周期，将相应位平面的位平面序列数据转换成位平面矩阵数据的步骤包括：将相应位平面的位平面序列数据进行分块处理，以得到多个序列数据块；基于预设的序列化周期，将相应位平面的各序列数据块转换成矩阵数据块；基于各序列数据块在相应位平面序列数据中的位置，将各所述分块合并成位平面矩阵数据。

在第二方面的某些实施方式中，所述基于预设的序列化周期，将相应位平面的位平面序列数据转换成位平面矩阵数据的步骤包括：按照基于预设位平面而设置的序列化周期，将对应位平面的位平面序列数据转换成位平面矩阵数据。

在第二方面的某些实施方式中，所述基于预设位平面而设置的序列化周期的数量为多个，对应较高位的位平面而设置的序列化周期中所描述的序列段的长度大于对应较低位的位平面而设置的序列化周期中所描述的序列段的长度。

在第二方面的某些实施方式中，所述基于预设的序列化周期，将相应位平面的位平面序列数据转换成位平面矩阵数据的步骤包括：按照所述序列化周期，将相应位平面序列数据序列化成多个序列段；按照所述序列化周期所描述的序列段的起始数据和结束数据，将相应位平面的各序列段转换成矩阵形式，以及将各矩阵形式的数据合并成位平面矩阵数据。

在第二方面的某些实施方式中，所述将所获取的编码图像数据进行解码的步骤包括：按照预设的位平面所对应的解码方式，将编码图像数据中已编码的各位平面序列数据进行解码处理。

在第二方面的某些实施方式中，所述按照各位平面所在二进制数据位，将所得到的所有位平面矩阵数据合并成所描述的图像数据的步骤包括：按照各位平面所在二进制数据位，将所得到的所有位平面矩阵数据进行频域反变换，得到所描述的图像数据。

在第二方面的某些实施方式中，所述频域反转换的方式包括小波变换的反变换。

在第二方面的某些实施方式中，所述序列化周期为基于希尔伯特折线算法配置得到的。

在第二方面的某些实施方式中，解码后得到的图像数据包括8K图像数据。

本申请第三方面提供一种图像的编码设备，包括：图像获取接口，用于获取所述图像数据；存储装置，用于存储至少一个程序和待编码的图像数据；处理装置，用于调用并执行所述程序，以按照如第一方面中任一所述的图像编码方法将所述图像数据进行编码处理。

本申请第四方面提供一种摄像设备，包括：摄取装置，用于获取原始图像，其中，所述原始图像是由基于颜色而设置的多路图像数据组成的；存储装置，用于存储至少一个程序和待编码的图像数据；处理装置，用于调用并执行所述程序，以按照如第一方面中任一所述的图像编码方法将所述图像数据进行编码处理。

本申请第五方面提供一种图像的解码设备，包括：存储装置，用于存储至少一个程序和待解码的编码图像数据；处理装置，用于调用并执行所述程序，以按照如第二方面中任一所述的图像解码方法将所述编码图像数据进行解码处理以得到可被显示的图像数据。

本申请第六方面提供一种图像的播放设备，包括：存储装置，用于存储至少一个程序和待解码的编码图像数据；处理装置，用于调用并执行所述程序，以按照如第二方面中任一所述的图像解码方法将所述编码图像数据进行解码处理；接口装置，用于将解码的图像数据传输给所连接的显示屏。

本申请第七方面提供一种图像传输系统，包括：图像获取接口，用于获取所述图像数据；存储装置，用于存储至少一个程序、待编码的图像数据和待解码的编码图像数据；处理装置，用于调用并执行所述程序，以按照如第一方面中任一所述的图像的编码方法将所述图像数据进行编码处理；和/或按照如第二方面中任一所述的图像解码方法将所述编码图像数据进行编码处理。

本申请第八方面提供一种图像传输系统，包括：如权第三方面所示的图像的编码设备、或如第四方面所示的摄像设备；以及如第五方面所示的解码设备、或如第六方面所示的播放设备。

本申请第九方面提供一种计算机存储介质，其特征在于，包括：存储有至少一程序；所述至少一程序在被调用时执行如第一方面中任一所述的图像的编码方法；或者，所述至少一程序在被调用时执行如第二方面中任一所述的解码方法。

如上所述，本申请的图像的编码方法、解码方法及所适用的设备、系统，具有以下有益效果：本申请采用序列化周期来实现对位平面矩阵数据进行序列化处理，有利于提高原始图像的内聚性，特别是4K及4K以上的高清图像的内聚性。另外，基于二进制数据位采用不同的序列化周期，有效提高图像的压缩率。

附图说明

图1显示为本申请编码方法在一实施方式中的流程图。

图2显示为本申请按照颜色而划分的一路图像数据的位平面示意图。

图3显示为本申请图像数据经三级小波变换后的频谱分布示意图。

图4显示为本申请中以4*4矩阵的序列化规则为序列化周期的示意图。

图5显示为本申请中以8*8矩阵的序列化规则为序列化周期的示意图。

图6显示为按照图4所示的序列化周期将位平面矩阵数据(8*16)进行序列化处理的示意图。

图7显示为本申请解码方法在一实施方式中的流程图。

图8显示为本申请图像传输系统在一实施方式中的结构示意图。

图9显示为本申请图像传输系统在又一实施方式中的结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。

如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

既希望获取高清图像又采用有损压缩来保存和传输高清图像的矛盾需求促使人们在图像的无损编码方面进行深入研究。在一些实际应用中，针对标清图像的无损压缩可采用香农信息熵计算处理的方式，其压缩效率取决于图像中各信息出现的概率分布。因此，对于高清图像中包含丰富细节的情况，其压缩效率不尽如人意。

为此，本申请提供一种图像的编码方法，其旨在达到即保留尽可能多的图像信息又有效减少图像的数据量的编码目的。所述编码方法主要通过按照图像数据中的二进制数据位对图像数据进行重新序列化处理，并将序列化处理后的序列化数据进行编码，利用内聚性更好的序列化方式实现图像信息集中化，由此达到上述目的。其中，所述图像数据可来自于原始图像。其中：所述原始图像包括但不限于：高清图像(如2K图像)、标清图像(如720*576图像)、超高清图像(如4K图像或8K图像)、以及已被压缩处理并解压缩后的图像等。例如，所述原始图像为来源于高清摄像机所摄取的原始视频中的高清图像。又如，所述原始图像为藉由专用数据通道传输得到的高清图像。再如，所述原始图像为来源于互联网且需要被重新编码的图像。其中，所述图像数据可以是原始图像，或者所述图像数据为按照颜色将原始图像分成多路而得到的。例如，按照RGB将原始图像分成三路图像数据，利用所述编码方法对每路图像数据进行编码处理。又如，按照YUN将原始图像分成三路图像数据，利用所述编码方法对每路图像数据进行编码处理。

所述编码方法主要由图像的编码设备来执行。其中，所述编码设备可以为一种终端设备、或者服务器。

其中，所述终端设备包括但不限于摄像设备、个人使用的电子终端设备等。其中所述摄像设备包括摄像装置、存储装置、处理装置，还可以包含接口装置等。其中，所述摄像装置用于获取原始图像，其中，所述原始图像是由基于颜色而设置的多路图像数据组成的。所述摄像装置至少包含由透镜组构成的镜头、光感器件等，其中光感器件举例包含CCD器件、CMOS器件等。所述存储装置可包括高速随机存取存储器，并且还可包括非易失性存储器，例如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备。所述存储装置还包括存储器控制器，其可控制设备的诸如CPU和外设接口之类的其他组件对存储器的访问。所述存储装置用于存储至少一个程序和待编码的图像数据。存储在存储装置中的程序包括操作系统、通信模块(或指令集)、图形模块(或指令集)、文本输入模块(或指令集)、以及应用(或指令集)。所述存储装置中的程序还包括基于所述编码方法所提供的技术方案而依时序对图像数据执行编码操作的指令集。所述处理装置13包括但不限于：CPU、GPU、FPGA(Field-Programmable Gate Array现场可编程门阵列)、ISP(Image Signal Processing图像处理芯片)、或者其他包含专用于处理存储装置中所存储的至少一个程序的处理芯片(如AI专用芯片)等。所述处理装置调用并执行存储装置中所存储的至少一个程序，以按照所述编码方法对所保存的原始图像或原始图像中的图像数据进行编码处理。其中，利用如FPGA等可并行处理矩阵数据的处理装置更适合高效、实时对所获取的图像数据进行编码处理。所述接口装置包括但不限于：数据线接口和网络接口；其中，数据线接口举例包括以下至少一种：如USB等串行接口、如总线接口能够并行接口等。网络接口举例包括以下至少一种：如基于蓝牙协议的网络接口、WiFi网络接口等短距离无线网络接口，如基于3G、4G或5G协议的移动网络的无线网络接口，如包含网卡的有线网络接口等。在一些场景中，所述摄像设备设置在道路上方的云台上，用于监控车辆违章，如超速、闯红灯等。在另一些场景中，所述摄像装置被配置在微创医疗设备上，其摄像装置通过光纤或其他专用数据线设置在软管前端。在另一些场景中，所述摄像装置被配置在体育场的高速移动的轨道上，用于摄取竞技比赛的高清画面。

所述个人使用的电子终端设备包括台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、和专用于制作电视节目、电影、电视剧等的剪接设备等。所述电子终端设备包含存储装置、处理装置。其中，存储装置和处理装置可与前述摄像设备中的对应装置相同或相似，在此不再详述。所述电子终端设备还可以包含摄像装置，用于摄取原始图像。在此，在一些示例中，所述摄像装置的硬件及软件模块可与前述摄像设备中的对应装置相同或相似，在此也不再重述。在又一些示例中，所述电子终端设备还可以包括图像获取接口，用于获取源自于原始图像的图像数据、或者原始图像。所述图像获取接口可以为网络接口、数据线接口、或程序接口。其中，所述网络接口和数据线接口可与前述摄像设备中的对应装置相同或相似，在此不再详述。例如，藉由所述网络接口，所述电子终端设备的处理装置从互联网中下载的原始图像。又如，藉由所述程序接口，所述电子终端设备的处理装置获取绘图软件展示在显示屏上的原始图像或图像数据。其中，所述绘图软件举例为PS软件、或截屏软件等。再如，藉由所述数据线接口，所述电子终端设备的处理装置从存储装置中获取未经剪辑处理的高清视频中的一帧原始图像。

所述服务器包括但不限于单台服务器、服务器集群、分布式服务器、基于云技术的服务端等。其中，所述服务器包括存储装置、处理装置和图像获取接口等。其中所述存储装置和处理装置可配置于同一台实体服务器设备中，或根据各实体服务器设备的分工而配置在多台实体服务器设备中。所述图像获取接口可以为网络接口、或数据线接口。所述服务器中所包含的存储装置、处理装置和图像获取接口等可与前述终端设备中所提及的对应装置相同；或基于服务器的吞吐量、处理能力、存储要求而专门设置的用于服务器的各对应装置。例如，所述存储装置还可包含固态硬盘等。例如，所述处理装置还可包含专用于服务器的CPU等。所述服务器中的图像获取接口获取来自互联网中的图像数据和编码指令，处理装置基于所述编码指令对所获取的图像数据执行本申请所述的编码方法。

基于上述任一场景所产生的对图像数据进行编码的需求，本申请提供一种编码方法。请参阅图1，其显示为所述编码方法在一实施方式中的流程图。上述所提及的任一编码设备示例中的处理装置通过执行至少一个程序，并调度编码设备中的硬件以执行下述各步骤。

在步骤S110中，将所获取的图像数据按照二进制数据位分成多个位平面矩阵数据。其中，所述图像数据为基于像素位置排布的数据矩阵。根据图像数据所使用的颜色深度，对应的数据矩阵中各像素位置的数据的颜色深度可由多位二进制数据表达。例如，图像数据的颜色深度为256，则数据矩阵中每个像素位置的数据由8位二进制数表达。基于颜色划分的每一路图像数据，同一类颜色从该多位二进制数据的高位至低位可被视为依二进制数据位由高到低而设置的。请参阅图2，其显示为按照颜色而划分的一路图像数据的位平面示例，其中，每个像素点的红色分量由8位二进制数{b7，b6，...，b0}表示，相邻像素点的红色分量中b7位相对变化的频繁程度低于b0位，由此可见，由图像数据中各像素点的b7位构成的位平面矩阵数据可被视为该图像数据中处于较高二进制数据位的位平面矩阵数据，而由图像数据中各像素点的b0位构成的位平面矩阵数据可被视为该图像数据中处于较低二进制数据位的位平面矩阵数据。

需要说明的是，按照图像色彩深度需要，每路图像数据中各像素的颜色值还可以由多于8bit的数值或小于8bit的数值表示。例如，对于4K及4K以上的图像，其每路图像数据的像素位由10bit的数值表示。

根据上述基于二进制数据位而划分的位平面矩阵数据的举例可见，在一些示例中，本步骤可藉由图像数据中表达颜色的二进制数据中各数据位的位置而划分成多个位平面矩阵数据。

在一些应用中，可先藉由频域转换方式更能准确得到基于频谱而划分得到的位平面矩阵数据。所述步骤S110包括：将所获取的图像数据进行频域转换，并按照预设二进制数据位将转换后的频域图像数据分成多个位平面矩阵数据。

在此，所述编码设备将图像数据进行频域转换，得到图像数据在频域内各频谱的分布情况，基于频谱将频域图像数据划分为多个像素数据块，并按照构成像素数据块中各像素数据的二进制数据位，对每个像素数据块分成多个位平面矩阵数据。

其中，所述频域转换的方式举例包括傅里叶变换、余弦变换等。例如，所述频域变换可采用离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform，DFT)。例如所述频域变换可采用离散余弦变换(Discrete Fourier Transform，DCT)。所述频域变换还可以采用小波变换(Wavelet Transform，WT)。

请参阅图3所示，其显示为一图像数据经三级小波变换后的频谱分布示意图。其中，图示中LLi表示低频子带；LHi表示水平细节分量，属于高频子带；HLi表示垂直细节分量，属于高频子带；HHi为对角细节分量，也属于高频子带。其中，i＝1、2、3。一个图像数据通过三级小波变换转换至频域后，可划分为分布于十个子带的像素图像块，即图3所示，LL3、HL3、HL2、HL1、LH3、LH2、LH1、HH3、HH2、HH1十个子带的像素图像块，其中，每个像素图像块中的像素数值举例为由8位或10位二进制表示。

编码设备将所得到的各像素数据块中的像素数据进行位平面划分。例如，图像数据中的颜色值以10位二进制表示，则编码设备将位于HL3中的像素数据块分成10个位平面矩阵数据。以此类推，所述编码设备可将至少HL3、HL2、HL1、LH3、LH2、LH1、HH3、HH2、HH1子带中的像素数据块各自划分成10个位平面矩阵。其中，对于低频子带LL3可以进行位平面矩阵数据的处理，或按照如H.264、JPEG等编码方式进行单独处理。

对于包含多种颜色的原始图像，本步骤可按照颜色将所述原始图像分成多路图像数据，并对每路图像数据操作如上述任一示例所提及的频域转换处理，由此得到针对每路图像数据的位平面矩阵数据。在得到位平面矩阵数据后，可执行步骤S130，以对位平面矩阵数据进行序列化处理。

在一些实施方式中，为提高编码设备中的硬件处理序列化的效率，所述编码方法还包括：步骤S120，即将所得到的位平面矩阵数据进行分块处理。

在此，所述分块处理旨在将位平面矩阵数据按照预设行数和列数进行分块，以得到多个矩阵数据块，其中，各相邻分块无重叠数据。例如，所述分块处理的方式采用按照预设行数或列数将位平面矩阵数据进行分块处理。又如，所述分块处理的方式采用按照以最大M*N的矩阵数据量将位平面矩阵数据进行分块处理。

在一些示例中，所述分块处理依据预设的用于序列化处理的序列化周期将所得到的位平面矩阵数据进行分块处理。其中，所述序列化周期中包含用于描述序列化处理规则的m*n矩阵，m和n均为大于1的自然数，且m和n可以相同或不同。例如，m是n的整数倍等。为此，所述分块处理方式包括：按照所述序列化周期所描述的矩阵的行数/列数，将所得到的位平面矩阵数据进行分块处理。例如，所述分块处理方式为a*m行为分块单位，将位平面矩阵数据进行分块，其中，a为系数，a≥1。再如，所述分块处理方式为按照b*n为分块单位，将位平面矩阵数据进行分块，其中，b为系数，b≥1。又如，所述分块处理方式为按照(a*m，b*n)矩阵为分块单位，将位平面矩阵数据进行分块，其中，a和b均为系数，a和b均为大于等于1的整数，a和b可以相等或不等。在利用上述任一示例进行分块处理时，均可能出现行数或列数不足一个分块单位的情况，所述分块处理方式还包括将位平面矩阵数据中不足一个分块单位的剩余数据划入单独的矩阵数据块中。

在按照上述任一示例而得到的矩阵数据块后，可执行步骤S130，以对每个位平面矩阵数据中的各矩阵数据块执行序列化处理以得到序列数据块，并按照各矩阵数据块在位平面矩阵数据中的位置，将各序列数据块连接成位平面序列数据。

在步骤S130中，基于预设的序列化周期，将至少部分位平面的位平面矩阵数据进行序列化处理，以得到位平面序列数据。

其中，所述序列化周期是将预设m*n矩阵依据相邻数据的序列化而设置的周期。在此，所述序列化周期描述了依据预设m*n矩阵中相邻数据进行遍历而得到的序列化数据的规则。所述规则包括：为序列化而确定的矩阵中的起始数据和结束数据，为序列化而确定的所述矩阵中从起始数据所在位置开始直至结束数据所在位置，将矩阵中各数据依序相邻位置关系进行排列时各位置的次序关系。其中所述相邻位置关系是指序列化后相邻的数据在矩阵中位置相邻，即将矩阵中的数据序列化成序列段后，相邻数据对应到矩阵中具有在同行或同列中相邻的位置关系。在一些示例中，矩阵中的数据依据同行及同列中的相邻数据所围成的区域构建序列化周期，构成具有起始数据和结束数据的序列段。其中，在一些具体示例中，一个序列段的起始数据和结束数据在所对应的矩阵数据中位于同行或同列。例如，请参阅图4，其显示为以4*4矩阵的序列化规则为序列化周期的示意图，其中，4*4矩阵中以每2个相邻数据围成的区域依箭头序列化处理，a11与a12为相邻数据，a12与a22为相邻数据；所述序列化周期以a11为起点、a14为终点将该4*4矩阵中所有数据序列化成一行16位的序列段依次为：a11、a12、a22、a21、a31、a41、a42、a32、a33、a43、a44、a34、a24、a23、a13、a14。又如，请参阅图5，其显示为以8*8矩阵的序列化规则为序列化周期的示意图，其中，8*8矩阵中每4个相邻数据所围成的区域称为Wi，在区域Wi内d0位置与d1位置、d1位置与d2位置、及d2位置与d3位置的数据均为相邻数据；所述序列化周期以W0的d0位置的数据为起点、以区域WF中d3位置的数据为终点，将该8*8矩阵中所有数据序列化成一行64位的序列段，即如图5所示用箭头所连成的序列段。

在此，所述序列化周期可根据对样本图像频谱的统计而预先确定的固定周期。其中，所述统计方式可通过预设图像信息的内聚性条件来确定序列化周期；或者可通过统计编码前后的数据量变化比例来确定序列化周期。在一些示例中，所述序列化周期可采用希尔伯特折线算法而得到的。例如，利用四阶希尔伯特折线算法生成多个候选序列化周期，并通过统计每个样本图像在藉由每个候选序列化周期序列化处理而得到的编码图像数据，比较编码图像数据相比于原始样本图像的数据量变化比例，选择其中的序列化周期，并配置为当执行所述编码方法时所使用的序列化周期。需要说明的是，所述序列化周期还可以基于上述提及的折线原则而设置的其他折线算法得到，在此不再一一详述。

在一些实施方式中，所述序列化周期是基于位平面而设置的。在一些示例中，可预先设置可普适各位平面的序列化周期。例如，各位平面采用同一种序列化周期进行序列化处理。在又一示例中，对应不同的位平面设置不同的序列化周期。例如，每一个位平面对应一种序列化周期。又如，将位平面依二进制位的次序划分为多个组，每组位平面对应一种序列化周期。在另一些示例中，属于各子带的位平面采用同一种或多种序列化周期。例如，序列化周期依据子带所在频谱段而设置，又如，每个子带中的每个位平面单独对应一种序列化周期。再如，每个子带单独地将位平面依二进制位的次序划分为多组，每组位平面单独对应一种序列化周期。还如，依据子带所在频谱段将各子带划分为多个组，每组子带中的各位平面可单独与多种序列化周期具有一一对应的关系，或将每组子带中的各位平面继续分组，并经多次分组后得到的位平面组与多种序列化周期具有一一对应的关系。

根据编码设置，所述步骤S130包括：按照基于预设位平面而设置的序列化周期，将对应位平面的位平面矩阵数据进行序列化处理。

其中，以基于图像数据直接划分的位平面进而得到的位平面矩阵数据，利用8位二进制数表示图像数据中一个像素位置的一种颜色值(b7，b6，…，b1，b0)为例，可将由第b7-b6位分别得到的位平面矩阵数据划分一组，将第b5-b2位分别得到的位平面矩阵数据划分一组，以及将第b1-b0位分别得到的位平面矩阵数据划分一组；每组对应一个序列化周期。编码设备至少可以执行：按照预设的第b7-b6位所对应序列化周期对第b7-b6位的位平面矩阵数据进行序列化处理的步骤，以及按照预设的第b5-b2位所对应序列化周期对第b5-b2位的位平面矩阵数据进行序列化处理的步骤。

以基于各像素数据块而划分的得到的位平面进而得到的位平面矩阵数据为例，如图3所示，在利用小波变换而得到的10个像素数据块中，像素数据块分布在LL3、HL3、LH3、HH3、HL2、LH2、HH2、H1、HL1和HH1频谱子带上；其中，各像素数据块中的二进制数据依据由高到低的位而划分10个位平面，由此得到对应各像素数据块中分布在该10个位平面的位平面矩阵数据。编码设备对每个子带的位平面矩阵数据至少可以执行：按照预设的第b9-b6位所对应序列化周期对第b9-b6位的位平面矩阵数据进行序列化处理的步骤，以及按照预设的第b5-b0位所对应序列化周期对第b5-b0位的位平面矩阵数据进行序列化处理的步骤。

需要说明的是，上述示例仅为举例，而非对本申请的限制。根据实际编码设计，所述编码方法可与现有的序列化处理方式结合使用，在一些具体示例中，一些划分至低频的位平面矩阵数据可按照现有序列化方式进行序列化处理，例如，处于LL3子带的像素数据块的各位平面矩阵数据可采用Zigzag序列化方式进行处理。又如位于低位(如b1-b0位)的位平面所对应的位平面矩阵数据可采用Zigzag序列化方式进行处理。所述编码方法还可以与现有的编码方式结合使用，在一些具体示例中，一些划分至低频的位平面矩阵数据可按照现有的编码方式进行编码处理。例如，处于LL3子带的像素数据块可不予执行步骤S130而直接执行步骤S140。又如，位于低位(如b1-b0位)的位平面所对应的位平面矩阵数据可不予执行步骤S130而直接执行步骤S140。

由于二进制数据的位越高其信息量越集中，为此，二进制数据位中高位区间的序列化周期可选择将数据量较大的矩阵进行序列化而得，二进制数据位中低位区间的序列化周期可选择将数据量较小的矩阵进行序列化而得。换言之，位于较高位而设置的序列化周期中所描述的序列段的长度大于位于较低位而设置的序列化周期中所描述的序列段的长度。以图5所示的八阶希尔伯特折线算法所得到的序列化周期T1，以及图4所示的四阶希尔伯特折线算法所得到的序列化周期T2为例，基于序列化周期T1对像素数据块HL3、LH3和HH3中各位平面矩阵数据进行序列化处理，基于序列化周期T2对像素数据块HL2、LH2和HH2中各位平面矩阵数据进行序列化处理。在得到各位平面序列数据后，编码设备执行步骤S140。其中，像素数据块LL3中的像素数据可采用现有序列化处理方式进行序列处理；或者采用序列化周期T1进行序列化处理；再或者直接进行编码处理等。

其中，当基于预设位平面而设置的序列化周期的数量为多个时，位于较高位的位平面而设置的序列化周期中所描述的序列段的长度大于位于较低位的位平面而设置的序列化周期中所描述的序列段的长度。以图4和图5所示的序列化周期，以及按二进制位由低到高而确定的位平面包括：位平面0、位平面1、…、位平面9为例，包含8*8矩阵的序列化周期配置在用于序列化位平面6-9的各位平面矩阵数据；包含4*4矩阵的序列化周期则配置在用于序列化至少位平面2-5的各位平面矩阵数据。需要说明的是，上述序列化周期与位平面的对应关系仅为举例，而非对本申请的限制。事实上，根据实际编码需要，低位的位平面数据，如上述示例中的位平面0-1的各位平面矩阵数据也可通过直接进行编码处理，或者采用包含4*4矩阵的序列化周期进行序列化处理，再或者采用其他现有序列化处理方式进行序列化处理。其中，现有序列化处理方式包括但不限于Zigzag折线处理方式等。

基于上述任一示例所确定的序列化周期，在一些示例中，所述步骤S130包括：直接将所得到的位平面矩阵数据按照预设的序列化周期进行序列化处理，以得到位平面序列数据。换言之，无需对位平面矩阵数据进行分块处理，而直接按照预设的序列化周期将所得到的至少部分位平面的位平面矩阵数据进行序列化处理。按照上述示例的描述，本步骤可对所获取的图像数据中较高位的位平面中各位平面矩阵数据，按照预设的序列化周期进行序列化处理。例如，按照预设的序列化周期，对除了位平面0和1之外的各位平面的位平面矩阵数据进行序列化处理。或者，本步骤对所述图像数据对应全部的位平面中各位平面矩阵数据，按照预设的序列化周期进行序列化处理。例如，按照预设的序列化周期，对包含10个位平面的所有位平面的位平面矩阵数据进行序列化处理。

在此，所述序列化处理的方式包括：按照所述序列化周期，将相应位平面矩阵数据序列化成多个序列段；按照所述序列化周期所描述的序列段的起始数据和结束数据，将相应位平面的各序列段予以衔接，以得到相应位平面序列数据。

请参阅图6，其显示为按照图4所示的序列化周期将位平面矩阵数据(8*16)进行序列化处理的示意图，其中，以序列化周期中所描述的矩阵的行数和列数为遍历窗，以所述矩阵的行数为步长，将所述遍历窗在位平面矩阵数据中进行遍历，并将每次移动时遍历窗内的矩阵数据按照序列化周期所描述的序列化规则进行序列化处理，以得到相应的序列段，其包括依箭头描述的序列段(x_i-1，0，x_i-1，1，x_i，1，x_i，0，…，x_i-1，3)、序列段(x_i-1，4，x_i-1，5，x_i，4，x_i+1，4，...，x_i-1，7)等等；按照各序列段的起始数据和结束数据，将遍历得到的各序列段首尾衔接，由此得到位平面序列数据。其中，图6中x_j，k为位平面矩阵数据中第(j，k)位置的数据。

藉由上述示例可见，所述遍历窗所遍历的方向与所述序列化周期中的起始数据和结束数据所在行/列相关，因此，上述以位平面矩阵数据的行方向移动遍历窗的方式仅为举例，而非对本申请的限制。

在另一些示例中，在处理经由步骤S120分块处理后的位平面矩阵数据的方案时，所述步骤S130包括：基于预设的序列化周期，将至少部分位平面的位平面矩阵数据中的各矩阵数据块进行序列化处理，以得到各序列数据块；以及按照各矩阵数据块在位平面矩阵数据中的位置，将各序列数据块连接成位平面序列数据。

在此，在将同一位平面而划分的多个矩阵数据块来说，与前述序列化过程类似，以序列化周期中所描述的矩阵的行数和列数为遍历窗，以所述矩阵的行数(或列数)为步长，将各矩阵数据块进行序列化处理，所得到的序列化数据被称为序列数据块，在此不再详述。接着，按照预设的各矩阵数据块在位平面矩阵数据的位置顺序，以及各序列数据块的起始数据和结束数据，将各序列数据块进行首尾衔接，如此得到位平面序列数据。

在步骤S140中，将所得到的各所述位平面序列数据进行编码处理，并生成所述图像数据的编码图像数据。其中，所述编码处理旨在以最小的信息量损失为代价，将各所述位平面序列数据转换成由编码符号描述的码流。其中，所述编码处理方式举例为无损编码处理方式。在一些示例中，所述无损编码处理方式为熵编码方式，对应地，所述步骤S140包括采用熵编码方式，将各位平面序列数据进行编码处理。其中，所述熵编码方式包括但不限于：香农编码、哈夫曼编码。在另一些示例中，所述无损编码处理方式为基于熵编码而改进的编码方式，例如，采用基于行程长度的熵编码方式。

可选地，所述编码处理的过程还基于所划分的各位平面之间的相邻关系、图像数据所表达的颜色类型、原始图像的附加信息等，为码流添加头信息。除此之外，按照所述编码处理得到的编码图像数据还包含将多路图像数据分别编码处理后的码流和头信息的文件。

在上述提及的任一示例所述的编码方式基础上，所述步骤S140包括：按照预设的位平面所对应的编码方式，将各位平面序列数据进行编码处理。在此，根据步骤S130中任一方式所划分的位平面对应设置不同的编码方式，并将各位平面序列数据进行编码处理。例如，将对应第b9-b2位平面的各位平面序列数据按照熵编码进行编码处理，以及将其他待编码数据按照字节编码方式进行编码处理等。

在上述提及的任一示例所述的编码方式基础上，所述步骤S140还包括以基于所述序列化周期而设置的编码单元，将相应位平面序列数据进行编码处理。

在此，依据序列化周期所划分的位平面矩阵数据具有更好的内聚性，故，按照编码字或字节，并将各序列化周期内的位平面序列数据进行编码处理。以图4所示的序列化周期，并按照字节编码进行编码处理为例，位平面序列数据中对应各序列化周期的序列段，采用4bit一组二进制进行编码处理，得到以4bit构成的编码符号表示一个序列段来描述位平面序列数据的编码符号。

另外，由于二进制数据中的位越高其信息量越集中，因此，对应不同位平面的序列化周期，可设置不同的编码单元。例如，采用包含8*8矩阵的序列化周期T1对应字编码方式，对像素数据块HL3、LH3、HH3、HL2、LH2、HH2和HH1中高4位的位平面序列数据进行序列化处理，得到以8bit构成的编码符号表示一个序列段来描述各位平面序列数据的编码符号；以及采用包含4*4矩阵的序列化周期对应字节编码方式，对上述各像素数据块中低6位的位平面序列数据进行序列化处理，得到以4bit构成的编码符号表示一个序列段来描述各位平面序列数据的编码符号。

在此，一些对应低数据位位平面(如b1、b0位平面)的各位平面序列数据的编码方式，以及对应低频谱子带(如LL3子带)的像素数据块的各像素数据的编码方式，可采用基于熵编码将各位平面序列数据及像素数据进行编码处理；或者，利用现有编码方式进行编码处理。

需要说明的是，上述任一示例并非相互排斥，而是可基于编码需求对多示例进行结合，并得到编码图像数据。

基于上述各示例所描述的编码方法，本申请采用序列化周期来实现对位平面矩阵数据进行序列化处理，有利于提高原始图像的内聚性，特别是4K及4K以上的高清图像的内聚性。另外，基于频谱采用不同的序列化周期，有效提高高频谱段的压缩率。

经上述编码方法所提供的技术思想而编码的编码图像数据，可藉由数据线、互联网等传输介质进行设备之间、或设备内部的数据传输。例如，在录放一体的摄录机中，构成编码设备的各硬件在软件的指令调度下将所摄取的原始图像编码成相应的编码图像数据，并保存在存储装置中。当用户操作摄录机播放所述编码图像数据时，构成解码设备的各硬件在软件的指令调度下将编码图像数据进行解码，并予以播放(或称为显示)。又如，可执行所述编码方法的摄像设备将所摄取的原始图像编码成相应的编码图像数据(如编码文件、或码流)，并利用互联网或专用网线将编码图像数据传输至一服务器，设置在所述服务器内的解码设备将所述编码图像数据进行解码，并予以播放(或称为显示)。

本申请还提供一种图像的解码方法，用于解码基于前述编码方法所编码的编码图像数据。所述解码方法主要由解码设备来执行。其中，所述解码设备可以为一种终端设备、或者服务器。

其中，所述终端设备包括但不限于播放设备、个人使用的电子终端设备等。其中所述播放设备包括存储装置、处理装置，还可以包含接口装置等。其中，所述存储装置可包括高速随机存取存储器，并且还可包括非易失性存储器，例如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备。所述存储装置还包括存储器控制器，其可控制设备的诸如CPU和外设接口之类的其他组件对存储器的访问。所述存储装置用于存储至少一个程序和待解码的图像数据。存储在存储装置中的程序包括操作系统、通信模块(或指令集)、图形模块(或指令集)、文本输入模块(或指令集)、以及应用(或指令集)。所述存储装置中的程序还包括基于所述解码方法所提供的技术方案而依时序对图像数据执行解码操作的指令集。所述处理装置包括但不限于：CPU、GPU、FPGA(Field-Programmable Gate Array现场可编程门阵列)、ISP(Image Signal Processing图像处理芯片)、或者其他包含专用于处理存储装置中所存储的至少一个程序的处理芯片(如AI专用芯片)等。所述处理装置调用并执行存储装置中所存储的至少一个程序，以按照所述解码方法对所保存的原始图像或原始图像中的图像数据进行解码处理。其中，利用如FPGA等可并行处理矩阵数据的处理装置更适合高效、实时对所获取的图像数据进行解码处理。所述接口装置包括但不限于：数据线接口和网络接口；其中，数据线接口举例包括：如VGA接口、HDMI接口等显示接口、如USB等串行接口、和如数据总线等并行接口。网络接口举例包括以下至少一种：如基于蓝牙协议的网络接口、WiFi网络接口等短距离无线网络接口，如基于3G、4G或5G协议的移动网络的无线网络接口，如包含网卡的有线网络接口等。所述播放设备还包括显示装置用于将经解码得到的图像数据予以显示，其中，所述图像数据是一原始图像基于颜色而设置的多路图像数据中之一。所述显示装置至少包含由显示屏、显示屏控制器等，其中显示屏举例包含液晶显示屏、曲面显示屏、触摸屏等。所述显示屏控制器举例包括专用于显示装置的处理器、与处理装置中的处理器集成在一起的处理器等。在一些场景中，所述播放设备设置交通指挥中心，用于将来自摄像装置所传输的编码图像数据予以解码和显示。在另一些场景中，所述播放设备被配置在与微创医疗设备通信连接的计算机设备上，其通过光纤或其他专用数据线与微创医疗设备相连，并将当前微创医疗设备所提供的编码图像数据予以解码并播放。在另一些场景中，所述播放设备被配置在电视转发中心的机房中，用于将赛场上所设置的摄像装置所传输来的编码图像数据予以解码并播放，以供视频编辑。在另一些场景中，所述播放设备为机顶盒，其用于将电视信号中相应电视频道中的码流予以解码并输出给电视机以供显示。

所述个人使用的电子终端设备包括台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、和专用于制作电视节目、电影、电视剧等的剪接设备等。所述电子终端设备包含存储装置、处理装置。其中，存储装置和处理装置可与前述摄像设备中的对应装置相同或相似，在此不再详述。所述电子终端设备还可以包含显示装置，用于显示经解码得到的图像数据。在此，在一些示例中，所述电子终端的硬件及软件模块可与前述播放设备中的对应装置相同或相似，在此也不再重述。在又一些示例中，所述电子终端设备还可以包括图像获取接口，用于获取源自于经编码的编码图像数据。所述图像获取接口可以为网络接口、数据线接口、或程序接口。其中，所述网络接口和数据线接口可与前述播放设备中的对应装置相同或相似，在此不再详述。例如，藉由所述网络接口，所述电子终端设备的处理装置从互联网中下载的编码图像数据。再如，藉由所述数据线接口，所述电子终端设备的处理装置从存储装置中获取编辑文件。

所述服务器包括但不限于单台服务器、服务器集群、分布式服务器、基于云技术的服务端等。其中，所述服务器包括存储装置、处理装置和图像获取接口等。其中所述存储装置和处理装置可配置于同一台实体服务器设备中，或根据各实体服务器设备的分工而配置在多台实体服务器设备中。所述图像获取接口可以为网络接口、或数据线接口。所述服务器中所包含的存储装置、处理装置和图像获取接口等可与前述终端设备中所提及的对应装置相同；或基于服务器的吞吐量、处理能力、存储要求而专门设置的用于服务器的各对应装置。例如，所述存储装置还可包含固态硬盘等。例如，所述处理装置还可包含专用于服务器的CPU等。所述服务器中的图像获取接口获取来自互联网中的编码图像数据、和播放指令，处理装置基于所述播放指令对所获取的编码图像数据执行本申请所述的解码方法。

请参阅图7，显示为所述解码方法在一实施方式中的流程图。在步骤S210中，将所获取的编码图像数据进行解码，以提取用于描述图像数据多个位平面的位平面序列数据。在此，所述编码图像数据包括前述提及的编码文件和码流。例如，所获取的编码图像数据为经下载而存储在本地的完整格式的文件。又如，所获取的编码图像数据为利用流传输协议实时传输的视频流等。

其中，所述编码图像数据中可包含以下头信息：用于描述编码图像数据编码方式、基于颜色将原始图像分路而得的图像数据的起始数据位置，各图像数据中的各位平面序列数据的起始位置等。根据所述头信息，本步骤对所获取的编码图像数据进行解码处理的方式为前述步骤S140中编码处理的方式的逆处理。

在一些示例中，所述编码处理方式举例为无损编码处理方式。在一些示例中，所述无损编码处理方式为熵编码方式，对应地，所述步骤S210包括采用熵解码方式，将编码图像数据进解编码处理。其中，所述熵解码方式包括但不限于：香农解码、哈夫曼解码。在另一些示例中，所述无损编码处理方式为基于熵编码而改进的编码方式，例如，采用基于行程长度的熵编码方式，对应地，所述步骤S210包括采用基于行程长度的熵解码方式对编码图像数据进行解码处理。

在上述提及的任一示例所述的编码方式基础上，所述编码处理方式包括：按照预设的频谱段所对应的编码方式，将各位平面序列数据进行编码处理。对应地，所述步骤S210按照基于位平面对应设置不同的解码方式，并将编码图像文件进行解码处理。例如，按照熵编码所对应的解码方案将对应第b9-b2位平面的各位平面序列数据进行解码处理，以及按照字节编码所对应的解码方式将其他待解码数据进行编解码处理等。

在上述提及的任一示例所述的编码方式基础上，所述编码处理方式还包括以基于所述序列化周期而设置的编码单元，将相应位平面序列数据进行编码处理。对应地，所述步骤S210包括：基于所述序列化周期而设置解码单元，将编码图像数据中已编码的各位平面序列数据进行解码处理。

在此，依据序列化周期所划分的位平面矩阵数据具有更好的内聚性，故，按照字或字节，并将各已编码的位平面序列数据进行解码处理。以图4所示的序列化周期，并按照字节编码进行编码处理为例，编码后的位平面序列数据中对应各序列化周期的序列段，采用4bit一组编码符号表示，则按照编码符号所对应的4bit一组的二进制进行解码处理，得到以4组4bit的二进制数据表示一个序列段，并由多个序列段描述的位平面序列数据。

另外，由于二进制数据中的位越高其信息量越集中，因此，根据编码设备所提供的不同位平面的序列化周期，设置不同的解码单元。例如，采用包含8*8矩阵的序列化周期T1对应字编码方式，对高6位位平面的编码后的位平面序列数据进行解码处理，得到以4组8bit二进制数据表示一个序列段，以及由多个序列段描述的上述各位平面序列数据；以及采用包含4*4矩阵的序列化周期T2对应字编码方式，对低4位位平面的编码后的位平面序列数据进行解码处理，得到以4组4bit二进制数据表示一个序列段，以及由多个序列段描述的上述各位平面序列数据。

在此，一些对应低数据位位平面(如b1、b0位平面)的各位平面序列数据的解码方式，以及对应低频谱子带(如LL3子带)的像素数据块的各像素数据的解码方式，可采用基于熵编码所对应的解码方案将已编码的各位平面序列数据及像素数据进行解码处理；或者，利用现有的对应编码方式的解码方式进解编码处理。

需要说明的是，上述任一示例并非相互排斥，而是可基于包含利用序列化周期而设置的编码规则而对应设置的解码规则进行解码处理并得到多个位平面序列数据。

在此，根据头信息中所描述的各位平面序列数据的起始位置，将通过执行步骤S220将多个位平面的为平面序列数据进行矩阵化处理。其中，根据编码所设定的位平面及所对应的序列化周期，选择相应的位平面序列化数据执行下述步骤S220。

在步骤S220中，基于预设的序列化周期，将相应位平面的位平面序列数据转换成位平面矩阵数据；其中，所述序列化周期是将预设m*n矩阵依据相邻数据的序列化而设置的周期。其中，所述序列化周期与前述编码方法中所提及的序列化周期一致，在此不再详述。

在一些实施方式中，所述序列化周期是基于位平面而设置的。根据所得到的各位平面序列数据所对应的位平面，按照序列化周期将各为平面序列数据转换成位平面矩阵数据。以图4和图5所示的序列化周期，以及按二进制数据为由低到高而确定的位平面包括：位平面0、位平面1、…、位平面9为例，利用包含8*8矩阵的序列化周期将位平面6-9的各位平面序列数据转换成相应位平面矩阵数据；利用包含4*4矩阵的序列化周期将位平面2-5的各位平面序列数据转换成相应的位平面矩阵数据。

需要说明的是，上述序列化周期与位平面的对应关系仅为举例，而非对本申请的限制。事实上，根据实际编码需要，低频位平面数据，如上述示例中的位平面0-1的各位平面矩阵数据也可在解码后直接按照包头中所提供的矩阵信息进行矩阵转换以得到位平面矩阵数据，或者采用包含4*4矩阵的序列化周期进行所述转换处理，再或者采用对应编码方案中的现有转换处理方式进行所述转换处理。其中，现有转换处理方式包括但不限于Zigzag折线处理方式等。

按照由编码方法中所提及任一示例所确定的序列化周期，在一些示例中，所述步骤S220包括：直接将所得到的位平面序列数据按照预设的序列化周期进行所述转换处理，以得到位平面矩阵数据。换言之，无需对位平面序列数据进行对应编码方案中分块处理的逆处理，而直接按照预设的序列化周期将相应的各位平面序列数据转换成位平面矩阵数据。按照上述示例的描述，本步骤可对所获取的较高位的位平面中各位平面序列数据，按照预设的序列化周期进行转换处理；或者，本步骤对全部位平面中各位平面序列数据，按照预设的序列化周期进行转换处理。

在此，所述转换处理的方式包括：按照所述序列化周期，将相应位平面序列数据序列化成多个序列段；按照所述序列化周期所描述的序列段的起始数据和结束数据，将相应位平面的各序列段转换成矩阵形式，以及按照各序列段在为平面序列数据中的位置，将各矩阵形式的数据合并成位平面矩阵数据。

如图4，以序列化周期中所描述的序列段的长度分割相应的位平面序列数据，并将所分割的每段序列段，按照序列化周期中所描述的矩阵形式进行转换，以得到4*4矩阵形式的数据。按照各序列段的起始数据和结束数据在相应矩阵中的位置，将各矩阵形式的数据合并成位平面矩阵数据。其中，图4中x_j，k为位平面矩阵数据中第(j，k)位置的数据。

藉由上述示例可见，相邻序列段在位平面矩阵数据中的位置与所述序列化周期中的起始数据和结束数据所在矩阵的行/列相关，因此，上述以位平面序列数据沿行方向进行合并的方式仅为举例，而非对本申请的限制。通过对所得到的位平面矩阵数据执行步骤S230得到解码后的图像数据。

在另一些示例中，根据编码过程中采用了对位平面矩阵数据进行分块操作，对应地，所述步骤S220包括：将相应位平面的位平面序列数据进行分块处理，以得到多个序列数据块；基于预设的序列化周期，将相应位平面的各序列数据块转换成矩阵数据块；以及基于各序列数据块在相应位平面序列数据中的位置，将各所述分块合并成位平面矩阵数据。

根据采用包含步骤S120的编码方法，所提取出的位平面序列数据由多个序列数据块组成，所述解码设备依据上述示例所提供的转换方式，将各序列数据块转换成矩阵数据块，其中，所述转换方式与前述提及的任一示例中的转换方式相同或相似，在此不再详述。按照同一位平面序列数据中各序列数据块的顺序和位置，将所对应的各矩阵数据块合并成位平面矩阵数据，并执行步骤S230。

在步骤S230中，按照各位平面所在二进制数据位，将所得到的所有位平面矩阵数据合并成所描述的图像数据。

以前述编码中所使用的小波变换而确定的频谱及其位平面为例，如图3所示，按照各位平面矩阵数据所描述的位平面的区域位置将各位平面矩阵数据对应填入，得到在频域内一个图像数据所对应的全频谱的矩阵数据；将所述全频谱的矩阵数据进行小波变换的逆变换得到图像数据。

以前述编码中所使用的二进制数确定位平面为例，如图2所示，按照各位平面矩阵数据所描述的二进制数据位，将各位平面矩阵数据对应填入，得到图像数据。

基于上述任一示例所提供的图像数据可为按照颜色将所获取的原始图像分成多路图像数据中的一路图像数据，根据解码包头信息等，将对应同一幅原始图像的多路图像数据合并，得到解码后的原始图像，将所述原始图像输出至显示屏，则为显示屏上所展现的图像内容。

基于上述任一提供的编码设备和解码设备，在一些应用中，一种图像传输系统由至少所述编码设备和解码设备构成。请参阅图8，其显示为图像传输系统在一实施方式中的结构示意图。以电视节目的传输为例，所述编码设备可配置于用于制作电视节目的计算机设备中，并将电视节目的原始视频中的原始图像(如主帧图像)基于上述编码方法执行编码操作，并藉由视频编码技术将编码后的编码图像数据制作成视频文件。所述视频文件可通过互联网、电视信号专用信道等传输至解码设备。所述解码设备可配置于用于播放电视节目的机顶盒或电视机中，所述解码设备基于对应于编码方法而设置的解码方法对所接收的视频文件进行解码，并将解码后的包含原始图像的视频显示在电视机的显示屏上。

需要说明的是，所述电视机可视为是播放设备的一种具体示例，换言之，图8所示的图像传输系统可包含编码设备和播放设备。

在另一些应用中，图8中所示的编码设备可由摄像设备来实现，以及解码设备可由包含显示屏的播放设备来实现。以道路监控的高清画面的传输为例，所述编码设备可配置于用于制作获取道路监控图像的摄像设备中，并将所摄取的每一幅原始图像按照上述编码方法执行编码操作得到图像码流，所述图像码流可通过互联网、专门架设的数据线(如光纤等)等传输至播放设备。所述播放设备可配置于用于监控道路的机房中，并配置有至少一个显示屏。所述播放设备基于用户的操作获取指定摄像设备所提供的图像码流，并按照对应于编码方法而设置的解码方法对所接收的图像码流进行解码，并将解码后的原始图像显示在显示屏上。

需要说明的是，对于未被播放的图形码流将以视频文件形式保存，并在需要调阅时，对所保存的视频文件进行解码处理，并将解码后的原始图像逐一显示在与解码设备相连的显示屏上。由此可见，图8所示的图像传输设备还可以包含摄像设备和解码设备。在此不再一一举例。

基于上述任一提供的编码和解码方式，本申请还提供一种图像传输系统，请参阅图9其显示为图像传输系统在又一实施方式中的结构示意图。所述图像传输系统所包含的编码设备和解码设备可至少部分地共用硬件装置。所述图像传输系统举例为录放相机、包含显示屏的电子终端等。

在此，所述图像传输系统包含图像获取接口、存储装置和处理装置。其中，所述图像获取接口可以包含网络接口、数据线接口、或程序接口等。在编码期间，通过所述图形获取接口获取摄像装置或互联网中的原始图像，处理装置通过调取存储装置中所存储的程序来执行编码操作，以将所获取的原始图像编码成编码图像数据，并存储在存储装置中。当所述图像传输系统基于用户操显示该原始图像时，处理装置通过调用存储装置中的程序来执行解码操作，并将解码后所得到的原始图像显示在显示屏中。其中，该图像传输系统中的编码和解码操作均可基于本申请所提供的相应方法来执行，在此不再重述。

需要说明的是，通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请的部分或全部可借助软件并结合必需的通用硬件平台来实现。所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，还可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有至少一个程序，所述程序在被执行时实现前述的任一所述的编码方法或解码方法，比如实现前述对应图1或图7所描述的方法。

基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可包括其上存储有机器可执行指令的一个或多个机器可读介质，这些指令在由诸如计算机、计算机网络或其他电子设备等一个或多个机器执行时可使得该一个或多个机器根据本申请的实施例来执行操作。例如编码方法或解码方法中的各步骤等。机器可读介质可包括，但不限于，软盘、光盘、CD-ROM(紧致盘-只读存储器)、磁光盘、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、磁卡或光卡、闪存、或适于存储机器可执行指令的其他类型的介质/机器可读介质。

另外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果指令是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字订户线(DSL)或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术，从网站、服务器或其它远程源发送的，则所述同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术包括在所述介质的定义中。然而，应当理解的是，计算机可读写存储介质和数据存储介质不包括连接、载波、信号或者其它暂时性介质，而是旨在针对于非暂时性、有形的存储介质。如申请中所使用的磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中，磁盘通常磁性地复制数据，而光盘则用激光来光学地复制数据。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (33)

1.一种图像的编码方法，其特征在于，包括：

将所获取的图像数据按照二进制数据位分成多个位平面矩阵数据；

基于预设的序列化周期，将至少部分位平面的位平面矩阵数据进行序列化处理，以得到位平面序列数据；其中，所述序列化周期是将预设m*n矩阵依据相邻数据的序列化而设置的周期；

将所得到的各所述位平面序列数据进行编码处理，并生成所述图像数据的编码图像数据。

2.根据权利要求1所述的图像的编码方法，其特征在于，所述将所获取的图像数据按照二进制数据位分成多个位平面矩阵数据的步骤包括：将所获取的图像数据进行频域转换，并按照预设二进制数据位将转换后的频域图像数据分成多个位平面矩阵数据。

3.根据权利要求1所述的图像的编码方法，其特征在于，还包括按照颜色将所获取的原始图像分成多路图像数据的步骤；以便对每路所述图像数据进行频域转换处理的步骤。

4.根据权利要求1所述的图像的编码方法，其特征在于，还包括将所得到的位平面矩阵数据进行分块处理的步骤；

对应地，所述基于预设的序列化周期，将至少部分位平面的位平面矩阵数据进行序列化处理的步骤包括：

基于预设的序列化周期，将至少部分位平面的位平面矩阵数据中的各矩阵数据块进行序列化处理，以得到各序列数据块；以及

按照各矩阵数据块在位平面矩阵数据中的位置，将各序列数据块连接成位平面序列数据。

5.根据权利要求1或2所述的图像的编码方法，其特征在于，所述基于预设的序列化周期，将所得到的至少部分位平面矩阵数据进行序列化处理的步骤包括：

按照基于预设的位平面而设置的序列化周期，将对应位平面的位平面矩阵数据进行序列化处理。

6.根据权利要求5所述的图像的编码方法，其特征在于，所述基于预设位平面而设置的序列化周期的数量为多个，对应较高位的位平面而设置的序列化周期中所描述的序列段的长度大于对应较低位的位平面而设置的序列化周期中所描述的序列段的长度。

7.根据权利要求1所述的图像的编码方法，其特征在于，所述基于预设的序列化周期，将所得到的至少部分位平面矩阵数据进行序列化处理的步骤包括：

按照所述序列化周期，将相应位平面矩阵数据序列化成多个序列段；

按照所述序列化周期所描述的序列段的起始数据和结束数据，将相应位平面的各序列段予以衔接，以得到相应位平面序列数据。

8.根据权利要求1所述的图像的编码方法，其特征在于，所述将各位平面序列数据进行编码处理的步骤包括：按照预设的各位平面所对应的编码方式，将各位平面序列数据进行编码处理。

9.根据权利要求1或8所述的图像的编码方法，其特征在于，所述将各位平面序列数据进行编码处理的步骤包括：以基于所述序列化周期而设置的编码单元，将相应位平面序列数据进行编码处理。

10.根据权利要求1或8所述的图像的编码方法，其特征在于，所述将各位平面序列数据进行编码处理的步骤包括：采用熵编码方式，将各位平面序列数据进行编码处理。

11.根据权利要求2所述的图像的编码方法，其特征在于，所述频域转换的方式包括小波变换。

12.根据权利要求1所述的图像的编码方法，其特征在于，所述序列化周期为基于希尔伯特折线算法得到的。

13.根据权利要求1所述的图像的编码方法，其特征在于，所述图像数据包括4K及4K以上的图像数据。

14.一种图像的解码方法，其特征在于，包括：

将所获取的编码图像数据进行解码，以提取用于描述图像数据多个位平面的位平面序列数据；

基于预设的序列化周期，将相应位平面的位平面序列数据转换成位平面矩阵数据；其中，所述序列化周期是将预设m*n矩阵依据相邻数据的序列化而设置的周期；

按照各位平面所在二进制数据位，将所得到的所有位平面矩阵数据合并成所描述的图像数据。

15.根据权利要求14所述的图像的解码方法，其特征在于，还包括：按照颜色将所得到的多路图像数据合并成一幅原始图像。

16.根据权利要求14所述的图像的解码方法，其特征在于，所述将所获取的编码图像数据进行解码的步骤包括：基于所述序列化周期而设置编码单元，将编码图像数据中已编码的各位平面序列数据进行解码处理。

17.根据权利要求14所述的图像的解码方法，其特征在于，所述将所获取的编码图像数据进行解码的步骤包括：采用熵解码方式，将所获取的编码图像数据进行解码处理。

18.根据权利要求14所述的图像的解码方法，其特征在于，所述基于预设的序列化周期，将相应位平面的位平面序列数据转换成位平面矩阵数据的步骤包括：

将相应位平面的位平面序列数据进行分块处理，以得到多个序列数据块；

基于预设的序列化周期，将相应位平面的各序列数据块转换成矩阵数据块；

基于各序列数据块在相应位平面序列数据中的位置，将各所述分块合并成位平面矩阵数据。

19.根据权利要求14所述的图像的解码方法，其特征在于，所述基于预设的序列化周期，将相应位平面的位平面序列数据转换成位平面矩阵数据的步骤包括：

按照基于预设位平面而设置的序列化周期，将对应位平面的位平面序列数据转换成位平面矩阵数据。

20.根据权利要求19所述的图像的解码方法，其特征在于，所述基于预设位平面而设置的序列化周期的数量为多个，对应较高位的位平面而设置的序列化周期中所描述的序列段的长度大于对应较低位的位平面而设置的序列化周期中所描述的序列段的长度。

21.根据权利要求14所述的图像的解码方法，其特征在于，所述基于预设的序列化周期，将相应位平面的位平面序列数据转换成位平面矩阵数据的步骤包括：

按照所述序列化周期，将相应位平面序列数据序列化成多个序列段；

按照所述序列化周期所描述的序列段的起始数据和结束数据，将相应位平面的各序列段转换成矩阵形式，以及将各矩阵形式的数据合并成位平面矩阵数据。

22.根据权利要求21所述的图像的解码方法，其特征在于，所述将所获取的编码图像数据进行解码的步骤包括：按照预设的位平面所对应的解码方式，将编码图像数据中已编码的各位平面序列数据进行解码处理。

23.根据权利要求14所述的图像的解码方法，其特征在于，所述按照各位平面所在二进制数据位，将所得到的所有位平面矩阵数据合并成所描述的图像数据的步骤包括：按照各位平面所在二进制数据位，将所得到的所有位平面矩阵数据进行频域反变换，得到所描述的图像数据。

24.根据权利要求23所述的图像的解码方法，其特征在于，所述频域反转换的方式包括小波变换的反变换。

25.根据权利要求14所述的图像的解码方法，其特征在于，所述序列化周期为基于希尔伯特折线算法配置得到的。

26.根据权利要求14所述的图像的解码方法，其特征在于，解码后得到的图像数据包括8K图像数据。

27.一种图像的编码设备，其特征在于，包括：

图像获取接口，用于获取所述图像数据；

存储装置，用于存储至少一个程序和待编码的图像数据；

处理装置，用于调用并执行所述程序，以按照如权利要求1-14中任一所述的图像编码方法将所述图像数据进行编码处理。

28.一种摄像设备，其特征在于，包括：

摄取装置，用于获取原始图像，其中，所述原始图像是由基于颜色而设置的多路图像数据组成的；

存储装置，用于存储至少一个程序和待编码的图像数据；

处理装置，用于调用并执行所述程序，以按照如权利要求1-13中任一所述的图像编码方法将所述图像数据进行编码处理。

29.一种图像的解码设备，其特征在于，包括：

存储装置，用于存储至少一个程序和待解码的编码图像数据；

处理装置，用于调用并执行所述程序，以按照如权利要求14-26中任一所述的图像解码方法将所述编码图像数据进行解码处理以得到可被显示的图像数据。

30.一种图像的播放设备，其特征在于，包括：

存储装置，用于存储至少一个程序和待解码的编码图像数据；

处理装置，用于调用并执行所述程序，以按照如权利要求14-26中任一所述的图像解码方法将所述编码图像数据进行解码处理；

接口装置，用于将解码的图像数据传输给所连接的显示屏。

31.一种图像传输系统，其特征在于，包括：

图像获取接口，用于获取所述图像数据；

存储装置，用于存储至少一个程序、待编码的图像数据和待解码的编码图像数据；

处理装置，用于调用并执行所述程序，以按照如权利要求1-13中任一所述的图像的编码方法将所述图像数据进行编码处理；和/或按照如权利要求14-26中任一所述的图像解码方法将所述编码图像数据进行编码处理。

32.一种图像传输系统，其特征在于，包括：

如权利要求27所示的图像的编码设备、或如权利要求28所示的摄像设备；以及

如权利要求29所示的解码设备、或如权利要求30所示的播放设备。

33.一种计算机存储介质，其特征在于，包括：存储有至少一程序；所述至少一程序在被调用时执行如权利要求1-13中任一所述的图像的编码方法；或者，所述至少一程序在被调用时执行如权利要求14-26中任一所述的解码方法。

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