CN1119027C

CN1119027C - 物体形状信息的压缩设备和方法,以及移动图象间补偿帧的编码方法

Info

Publication number: CN1119027C
Application number: CN95109651A
Authority: CN
Inventors: 郑在院; 李震鹤; 文柱禧; 金在均
Original assignee: Hyundai Electronics Industries Co Ltd
Current assignee: Pantech Co Ltd
Priority date: 1994-12-29
Filing date: 1995-07-28
Publication date: 2003-08-20
Anticipated expiration: 2015-07-28
Also published as: US5799109A; CN1128463A

Abstract

改进的物体形状信息压缩设备及方法，包括一个移动补偿预测电路，利用前帧的形状信息和当前帧的移动信息，提供当前帧移动补偿预测的形状信息；减法电路，计算误差区域；门限操作电路，确定信息变换和分离；轮廓预测电路，压缩编码形状信息；轮廓重现电路；加法电路，将分离预测误差区域和当前帧的形状信息相加。

Description

物体形状信息的压缩设备和方法，以及移动图象间补偿帧的编码方法

本发明是关于物体形状信息的压缩设备和方法，以及移动图象间补偿帧的编码方法。尤其，它是一个改进的物体形状信息的压缩设备和方法，以及移动图象间补偿帧的编码方法，有使用一个图象帧来补偿图象移动的能力，使得在这帧中不可能移动区域产生的形状信息变换总数减少。并且，通过连续的图象轮廓的预测给物体移动图象编码，和在误差区域内的变换预测误差。

传统上，在典型的图象设备的物体形状信息压缩和移动补偿帧的编码方法中，由Hotter揭示的方法，被广泛应用于工业领域。

上面提到的方法，是直接用移动补偿预测顶点逼近，在一个移动区域全部轮廓逼近之后，才传送它的误差。

但是，上述方法存在着缺点，因为它是通过全部形状信息逼近一个移动补偿预测之后，才传送误差，所以图象质量不能增强。

另外，按照Hotter方法，它用移动补偿帧间的编码方法传送第一帧，然后用帧间的编码方法传送第一帧后的帧。在这种情况下，由前驱帧执行移动补偿时，将会产生模糊效应。

为了解决上述的描述问题，如图1所示，揭示了一种补偿帧中I₁编码产生移动的方法。它通过在当前添加所有移动信息后，获得一个帧中编码I₁与I₁间的新的移动信息。

但是，上述方法，当编码I₁与当前帧间是一个移动补偿不可能区域时，不能使用相应的移动信息。

如图2所示，在由第一帧补偿的第n帧时，通过在第一帧和第i帧间插入一个移动信息MVi，以及在第i帧和第n帧间插入一个移动信息MVn，为移动补偿产生一个新的移动信息。

此时，第i帧是第一帧与第n帧间的某个帧。

但是，当不能移动补偿的区域存在于第i帧时，由于它被判断为一个移动补偿不可能区域，当这个移动补偿是从第一帧移动信息MVi补偿时，因为第一帧与第i帧间的不同，所以第一帧与第i帧间的移动信息MVi不能使用。

因此，它需要用一个新的移动信息补偿移动图象，在第一帧和第i帧间插入一个移动信息MVi，在第i帧与第n帧间插入一个移动信息MVn。

本发明目的是提供一种物体形状信息压缩设备和方法，以及移动图象间补偿帧的编码方法，它克服了传统的物体形状信息压缩设备和方法中、以及移动图象间补偿帧的编码所遇到的问题。

本发明的另一个目的是提供了一种改进的物体形状信息压缩设备和方法，以及移动图象间补偿帧的编码方法。它具有用一个帧补偿图象移动的能力，使得在这个帧中不可能移动区域产生的形状信息变换总数减少，并且，给出连续的图象轮廓的预测物体移动图象编码，和在预测误差区域内的变换预测误差。

为了实现上面的目标，这里提供了物体形状信息压缩设备，它包括移动补偿预测电路，这个电路利用前驱帧的形状信息和当前帧的移动信息，来移动补偿预测当前帧的形状信息；减法电路，它通过移动补偿预测电路提供的预测形状信息减去当前的移动区域，计算预测误差区域；门限操作电路，门限电路由减法电路获得一个分离预测误差区域，提供确定与时间一致的门限操作变换和信息的分隔；轮廓预测电路，它通过门限操作电路获得一个预测误差区域，预测一个轮廓，提供一个压缩编码的形状信息；轮廓再现电路，它由轮廓预测电路的轮廓编码，提供再现一个分离的预测误差区域；加法电路，它将从轮廓再现电路获得一个分离预测误差区域，和一个移动补偿的形状信息与当前帧的预测提供相加。

为了实现以上目标，这里提供了一个物体形状信息压缩方法，包括以下步骤：

第一步：用当前帧的移动信息和前驱帧的移动补偿轮廓，计算一个误差区域。

第二步：提取一个预测轮廓和在传输预测误差区域内的传输轮廓，并计算它的象素数。

第三步：用计算象素数获得的求值函数和由门限值获得的求值函数比较。

第四步：当求值函数大于门限值时，用多边形/仿样(齿形)逼近方法，逼近一个传输轮廓。

第六步：当求值函数比门限值小时，用预测轮廓编码方法，提取一个最大误差值。

第七步：比较提取的最大误差值和在多边形/仿样逼近的门限值。

第八步：当最小误差值大于门限值时，在最大误差产生点和传输轮廓的两个末端点之间，传输一个预测顶点。

第九步：不传输最大误差值比门限值小的区域信息。

为了实现上述目标，这里还提供了在移动图象补偿帧间的物体形状信息压缩编码方法。它包括以下步骤：

第一步：按两种情况实施编码操作，一种情况是存在移动补偿不可能区域，另一种情况是不存在移动补偿不可能区域。

第二步：当在当前帧和第一帧之间提供存在有移动补偿不可能区域帧时，不是在第一帧移动补偿不可能区域实施移动补偿，而是从第一帧提供一个移动补偿。

图的简要说明：

图1：表示传统的视频解码器和编码器使用帧。

图2A：表示图1的移动图象的第一帧。

图2B：表示图1的移动图象的第i帧。

图2C：表示图1的移动图象的第n帧。

图3：表示本发明的物体形状信息压缩设备构成框图。

图4：表示本发明的一个图例，图3的移动图象的头部和肩部的分割。

图5：依照本发明，表示图4的前驱帧和当前帧的头部和肩部图。

图6：依照本发明图3，由补偿前驱帧和当前帧获得的移动图象。

图7A至7C是依照本发明图3，显示一个多边形/齿形轮廓逼近的处理过程图。

图8A至8C是依照本发明，显示利用轮廓预测的轮廓逼近处理过程图。

图9是依照本发明，移动图象补偿轮廓预测编码方法流程图。

图10是依照本发明图7，多边形/齿形轮廓逼近处理过程的流程图。

图11A至11C是依照本发明图10，表示链接邻近的两个轮廓的处理过程图。

图12A是依照本发明，相对于移动补偿不可能区域，一个移动图象的补偿的第一帧图。

图12B是依照本发明，相对于移动补偿不可能区域，一个移动图象补偿的第i帧图。

图12C是依照本发明，相对于移动补偿不可能区域，一个移动图象补偿的第k帧图。

图12D是依照本发明，相对于移动补偿不可能区域，一个移动图象补偿的第n帧图。

图13A至13B是依照本发明，由移动补偿一个移动补偿不可能区域获得一个帧的结构图。

图14A是依照本发明，相对于移动补偿不可能区域象素值的第一帧。

图14B是依照本发明，相对于移动补偿不可能区域象素值的第i帧。

图14C是依照本发明，相对于移动补偿不可能区域象素值的第k帧。

图14D是依照本发明，相对于移动补偿不可能区域象素值的第n帧。

图15A至15B是依照本发明，由移动补偿的移动补偿不可能区域获得的每一个表示象素值的帧。

本发明的详细说明：

参照图3，依照本发明，对于图象仪器，这里提供了物体形状信息压缩设备的结构。它包括：移动补偿预测电路16，当前帧利用前驱帧的一个形状信息和当前帧的移动信息，提供一个移动补偿预测形状信息；减法电路11，减去由移动补偿预测电路16输出当前帧的一个形状信息和应用到这里的移动区域信息，提供计算一个分离预测误差区域；门限操作电路12，根据视觉效果来决定由减法器11获得的分离预测误差区域通过门限操作，确定提供的传输信息；轮廓预测电路13，提供由门限操作电路12确定的预测误差区域的一个预测轮廓，以及预测形状信息的压缩编码；轮廓再现电路14，把由轮廓预测电路13的轮廓编码，提供再现到一个分离预测误差区域中去；加法器15，提供由轮廓再现电路14加入分离预测误差区域再现获得的结果，和从移动补偿预测电路16到移动补偿预测电路输出的当前帧的形状信息相加。

另外，依照本发明，参照图9，移动补偿轮廓预测编码方法包括以下步骤：

第一步S₁：从由当前帧的移动信息和前驱帧的移动补偿轮廓计算的误差区域，获得的预测误差区域和象素数中，提取预测轮廓和传输轮廓。

第二步S₂：用获得的两个轮廓象素数与获得的求值函数D通过门限值Dth比较，得到求值函数D。

第三步S₃：当求值函数D的值比门限值Dth大时，不使用预测轮廓，使用多边形/齿形逼近方法来逼近一个传输轮廓。

第四步S₄：如果求值函数D的值比门值限Dth小时，利用预测轮廓编码方法，提取最大误差值MAX。

第五步S₅：利用每次多边形/齿形逼近时，提取最大误差值与门限值进行比较。

第六步S₆：利用在最大误差产生点和作为逼近顶点的传输轮廓的两个末端点，传输一个顶点预定的数。

第七步：在最大误差值比门限值小时，不传输区域信息。

依照本发明，参照图10，多边形/齿形逼近的处理过程包括以下步骤：

第十步S₁₀：利用当前帧的移动信息和前驱帧的移动补偿轮廓获得预测误差区域，从获得的预测误差区域提取预测传输轮廓。

第十一步S₁₁：在预定的距离范围内，链接相互邻近的两个传输轮廓。

第十二步S₁₂：就链接的传输轮廓实施一个多边形/齿形逼近。

物体形状信息压缩设备和方法，以及移动图象补偿帧间编码方法的操作，不再说明了。

首先，在物体移动图象编码过程中，引入一个被分类的前驱图象，按照物体的移动有一个不同的信号变化区域，和没有信号变化的背景区域。

对不变化的背景区域不需要进一步的图象分析过程和信息的传输，作为接收端的解码设备就利用相应的不变化前驱图象信号。

在提取移动区域中，利用一个物体模型和它的移动模型提取一个物体的移动信息。

另外，把这个移动信息和一个移动区域的形状信息，传输到接收终端。

在接收终端，利用一个移动补偿预测再现一个图象。

按照上面叙述的方法，用一个真实的物体直接推断一个移动信息，预测编码要比传统的块编码方法好，因为保护一个块有效。

此外，因为被传输的移动信息是一个物体边缘间彼此相隔、邻近的两个象素，可以防止斑点现象和边缘问题。

同时，在移动区域内，有许多移动补偿预测误差，在视觉上和输出端口被推断的物体模型和移动模型不仅不很恰当，而且是显示出复杂的移动。

按照以上描述的区域是使用者可察觉到的区域，采用彩色信息编码和传输，以便在接收端再生效果比原始信号好。

除此之外，在前驱图象设有提供不隐蔽的背景信息，同样它的相关信息也被传输。

参照图4，那里显示了头部和肩部图象，引入了背景分类：有一个移动物体、一个移动补偿不可能物体和不隐蔽的背景。

按照上面的描述，利用一个移动区域的一个形状信息的编码方法，相对于一个移动物体，现在这个发明，预期越来越大地压缩一个形状信息。

这里，能够把一个移动区域的形状信息表示为二值图象，或者指明一个区域/非区域的边缘轮廓。

在同一物体连续图象一个移动区域的形状信息之间，存在重叠现象。

轮廓预测编码方法，是利用上面提到的特征，预期一个移动补偿预测轮廓，用传输预测误差压缩一个形状信息。

在本发明中，轮廓预测编码方法是预先选定一种传输预测误差。以便传输预测误差、操作门限值和轮廓的逼近。

轮廓预测编码方法的优点，是在不降低图象质量的情况下，压缩一个形状信息。控制一个参数可容易地做到同传统的轮廓预测编码方法进行比较。

现在，详细地解释轮廓预测编码方法：

在物体移动编码方法中，传输由移动图象预测时的移动信息时，顶部优先。

实施上面提到的传输形状信息，将给与相对于物体边缘的中心邻近象素的不同的移动信息，以便有利于防止斑点现象和边缘事务，这样，图象的质量会被增强。

因此，物体编码方法比块编码方法更好，在表达一个物体的边缘方法中，用到在工业领域广泛应用的计算机图形学、字符识别、物体合成等。更详细地说，它是一系列不同的编码、形状轮廓方法、多边形逼近、齿形逼近、富里叶描述方法被广泛地使用。

但是，上面描述方法不能看作是一个传输方法，因为，在传输每帧一个移动区域的轮廓信息情况下，需要很高的传输速率，这个方法很难做到相应的有效传输。

因此，在一个连续的帧中，由相同的物体通常的一个移动区域形状信息之间，在形状和位置上那里有许多相似之处，以便可能从前驱形状信息来预测当前的形状信息。

而且，使用移动物体的一个预测移动信息，可能预测一个形状信息。

在这样的场合，在理论上，正确的移动区域提取是不需要移动信息预测，上面提到的方法被叫作轮廓预测编码方法。

然而，因为传输速率比较低，形状信息要占有更少的信息量，这就需要压缩形状信息。在那里不传输形状信息，以便获得一个比块编码更高效率的编码。

所以，本发明使用一个门限操作和一个轮廓逼近，来选择一个传输预测误差。

在时间上，在一个当前形状移动补偿预测时刻，分离预测误差占有的区域。

图5表示前驱帧N的一个形状信息通过1th和当前帧Nth。图6表示，按照前驱帧N通过1th沿着一个移动信息的形状信息的运动，被移动后的当前帧的9个分离预测误差区域。

相对于9个预测误差区域的每区域，与被编码和传输的一个当前帧的一个区域相一致。

一个预测误差的传输能够包含的信息，不影响人体视觉的灵敏度。

这样做可以用低速率传输，它传输的是一个图象质量必要的重要信息，不传输不重要的信息。

因此，对图象质量无效信息由门限操作给删除。

在时间上，利用误差产生时的一个区域的特征操作门限。

在这种情况下，利用多边形/齿形逼近方法，作为一个轮廓逼近方法。

图3表示用移动补偿轮廓预测编码方法，对一个形状信息压缩的结构。它包括对前驱帧的一个形状信息和当前帧的一个形状信息提供预测的预测电路16；减法电路11，它提供在移动补偿预测电路16的输出值和移动信息值之间，计算一个不同的值；门限操作电路12，它实施一个门限操作，重现一个由减法电路11获得的被分离的预测误差区域，提供了对人体视觉灵敏度有效信息的传输，和不传输对人体视觉灵敏度无效的信息；轮廓预测电路13，它提供利用一个逼近方法压缩一个形状信息，以便传输在预先确定的预测误差区域信息；轮廓再现电路14，它用由门限操作电路12和轮廓预测电路13引入的一个被分离的预测误差区域，再现一个轮廓编码；加法电路15，它通过轮廓再现电路14和移动补偿预测电路16的输出值相加，构造一个当前帧的一个形状信息，同时，把构造的形状信息输入到移动补偿预测电路16。

现在将解释，在两个移动区域间产生预测误差区域的操作和它的门限操作，以及对传输误差区域的轮廓编码。

首先将用到预测误差区域的初始门限操作尺寸和形状等，因此，它需要一个形状信息预测误差的概念。

因此，现在解释建立在产生误差区域基础上的门限操作和它的道理。

每个图象移动区域的形状信息和移动信息是从两个真实的图象中提取的。

这就是说，一个当前形状信息的提取过程，是从前驱图象的一个形状信息分离出来的。

对于在两个形状信息之间更准确的预测、移动区域的提取和移动信息的预测应该是正确的。更可取的是不需要一个形状信息的传输。

但是，由于移动信息预测方法和它的信号特征的限制，可能会发生形状信息预测误差。

另外，移动区域随着一个移动物体，包含一个不变化的背景。

这个不变化的背景区域与移动信息无关，因此，移动补偿预测是不可能的，同样会产生误差。

考虑到人们视觉对一个形状和一个物体移动的可能分辨能力时，因此，本发明对于形状信息和预测信息可能包含对人们视觉不能分辨的信息，这些误差可利用门限操作删除，不被传输。

不传输这些误差，在图象质量上保证更有效地传输速率。

上面描述的预测编码方法中的门限操作包括两个函数：一个是小误差区域的删除，另一个是形状信息改变。

现在，首先解释小误差区域：

在一个预测距离上，看一个形状信息轮廓可能更简单，但是，在一个更接近的距离看，每个轮廓都有很错综复杂的变化。

当一个预测形状信息的一个真空的形状信息用两个二值图象实施时，会有象素单元的不同，许多区域有几个或十几个象素产生。如果，预测有更多校正，可能产生增加区域或减少区域的重叠区域，这些应归上面描述的特征。

消除无意义的误差区域，它需要消除小的误差区域。要消除小的误差区域，门限值的选择可以扩大到人们视觉不可能分辨区域的最大尺寸。

因此，在不影响图象质量的情况下，通过把移动物体轮廓分成几个独立的误差区域，用具有适当的门限值消除最小误差区域，压缩传输速率，这样使得下面的操作容易实施。

下面不解释消除无意义的形状信息变化的操作。

人们的视觉特征是可察觉物体的形状和移动，宁可物体的位置误差不愿物体的形状和移动的误差。

因此，产生了物体形状急剧变化，对于一个信号特征或一个移动区域的提取问题，是属于产生一个无意义的形状变化。

传输这些急剧变化的形状信息，需要大量的数据，而降低了图象质量。所以，它不要求传输这些信息，在传输确定的误差区域里，实施一个轮廓编码。误差区域轮廓包括一个移动补偿预测形状信息的一个预测轮廓。

这里被编码和传输的轮廓是消除预测轮廓的轮廓。

在一个头和肩的图象中，如果用一系列不同的编码，无差错地传输在一个区域和有许多条形误差区域的轮廓编码时，这时，传输的数据量会增加。

因此，需要利用一个逼近表达式，适合一种轮廓编码方法，这时，将产生轮廓局部的位置误差。但是，因为人们的视觉可察觉的是一个物体的形状，这些小的误差不会降低图象的质量。

参照图7A到7C，现在解释利用一个轮廓逼近一个多边形/齿形的逼近操作过程。确定传输误差区域20被多边形来逼近。

这时，在一个真实传输轮廓20和逼近的多边形30之间，多边形的顶点数量受逼近程度的影响。

这个逼近程度可以用在真空传输轮廓20和逼近的多边形30之间的最大差值表示。这里，如果最大差值大，产生一个粗略的逼近，如果最大差值小，产生一个比较正确的逼近，可是顶点数增加。

另外，如图7B所示，通过获得逼近的顶点得到齿形40，检查在齿形40的每个象素和传输轮廓20之间的距离，如果这个距离比门限值大，用图7C表示，对逼近距离的逼近，用多边形30实施包含的象素，而不用齿形40实施。

另外，把一个索引传输到接收终端，这个索引指示是否是多边形逼近的顶点位置和顶点的距离，或者是一个齿形逼近的距离，来构造多边形/齿形。

多边形和齿形组合的轮廓逼近，对于人们视觉有比较轻微地可以察觉。

下面解释，用多边形/齿形逼近方法，逼近一个可靠的传输轮廓数的处理过程。

首先，处理过程包含有第十步，通过门限操作之后，从确定传输的误差区域中，设置一个传输轮廓；第十一步链接彼此相互邻近的两个传输轮廓；第十二步相对于被链接的传输轮廓实施一个多边形/齿形逼近。

参照图10，详细解释上面的处理过程：

通过第十步的逼近操作之后，从被确定的传输误差区域中，定位传输轮廓。

这时，在邻近的轮廓之间可以产生不需要的顶点。

为了避免上面的问题，将实施步骤ST₁₁，链接两个邻近的传输轮廓。

另外，相对于被链接的传输轮廓，实施第十二步(ST₁₂)多边形/齿形逼近。

图11表示依照本发明，链接两个邻近的轮廓的链接过程。

在图11A表示的两个邻近的轮廓彼此相互靠近的情况时，上面轮廓的顶点末端和下面轮廓的顶点首端会被重复传输。

因此，在图11C中表示，在两个邻近的轮廓被链接之后，实施一个逼近，以便使逼近的顶点和开始顶点各自减少一个，这样，传输总量也和减少顶点数一样地减少。

在传统的轮廓预测编码方法中，它直接用多边形/齿形第一次逼近，直接用逼近项点移动补偿预测这个轮廓。

相反，依照本发明的多边形/齿形逼近方法，直接把一个完整的轮廓分成许多传输轮廓，并且，逼近每个被划分的传输轮廓。

另外，通过消除细小的误差区域和逼近，压缩传输速率，个别的细小传输轮廓是容易逼近的。

另外，利用从每个传输轮廓不同的门限值d_max和对细小的误差区域的门限值t_sm，比较容易地实施形状信息传输的控制。

另一个轮廓逼近，利用如图8表示的预测轮廓的逼近方法。

正如这里表示的，对移动区域的提取容易实现，在由移动信息预测产生的误差区域中，预测轮廓和传输轮廓是相似的。

在这种情况下，传输轮廓可以用预测轮廓逼近。

上面描述的方法是更容易操作，而且直接压缩信息总量。

图8表示利用预测轮廓的逼近处理过程。图8A表示相对于按照图8B所示的预测轮廓误差尺寸，这个尺寸是从误差区域a和b的传输轮廓获得的，由于与其移动信息预测，到不如移动区域的提取，产生误差区域的传输轮廓。另外，图8C表示在逼近之后，逼近误差画在相对于预测轮廓的一个帧中。

由于预测轮廓受到一个轮廓出现的影响，上述方法不需要齿形逼近，以便指示在视觉上自然的形状。

作为逼近误差尺寸的方法，可以考虑多边形方法。但是，因为在用一个轮廓逼近时，误差尺寸比较小，它的曲率很低，这样可以用少于这个帧中顶点的顶点逼近。

无论如何，由于在具有相对高的曲率情况下，多边形逼近编码方法是有效的，它将用产生最大误差点i逼近，并且作为逼近顶点的传输轮廓的两端点，而不用逼近预测的轮廓的多边形逼近方法。

对于一个具有高曲率的逼近传输轮廓，多边形/齿形逼近在一帧中要求几个顶点，但是，在用轮廓逼近时，要求传输三个顶点，这样传输顶点的数量减少。

如图8C所示，在接收端，在两个端点和最大误差位置之间用两条直线连接逼近误差后，在帧中画好逼近误差。

在考虑整个帧逼近的情况下，好的和坏的提取区域会同时产生，这时，相对于每个区域的传输方法包括以下步骤：

第一步：计算传输轮廓和预测轮廓的长度和象素量。

第二步：判断由第一步获得的两个轮廓的象素量，是否很好地执行了一个区域的物体提取。

第三步：当没有很好地执行一个物体提取时，利用多边形/齿形逼近方法，传输一个轮廓编码。

第四步：当一个区域的物体被很好地提取时，利用预测轮廓提取第一个最大值。

第五步：判断提取的最大误差值，是否比用多边形/齿形逼近的门限值d_max大。

第六步：当最大误差值比门限值d_max大时，按照最大误差的产生点和传输轮廓的两个端点作为逼近顶点，并传输这三个顶点。

参照图9，下面将详细解释上述方法的操作。

首先，从一个传输误差区域，定位一个预测轮廓和传输轮廓，它的长度和象素量由第一步(S₁)获得。

利用由第一步(S₁)获得的两个轮廓量，第二步(S₂)判断是否很好地执行物体的提取。

这时，作为判断参考的赋值函数D如下式所示：

这里D是赋值函数。

在不能很好地物体提取的区域中，在两象素之间象素数目的差异很大，这个赋值函数D增加。

在给出门限值Dth的情况下，当传输确定的误差区域中，赋值函数D大于门限值Dth时，在那点上判断存在一些问题，这样，利用预测轮廓没有考虑的多边形/齿形逼近方法，实施传输轮廓编码—第三步(S₃)。

如果误差区域的赋值函数D小于门限值Dth，使用预测轮廓编码方法，它的处理过程如下：

首先，提取最大误差值MAX ERROR—第四步(S₄)。确定提取的最大误差值比在多边形/齿形逼近用到的门限值d_max大—第五步(S₅)。

当这个最大误差值比门限值d_max小时，不能传输区域信息。

由逼近误差足够小时，上述区域不会被传输，没有问题，可是，在相关的区域有一个长的条形误差。

在最大误差值大于门限值d_max情况下，把被逼近的最大误差产生点和传输轮廓的两个端点作为逼近顶点，并且传输它的三个顶点—第六步(S₆)。

为了能保持误差特征与多边形/齿形逼近的不同，利用预测轮廓传输轮廓的方法，不实施合并邻近的误差区域的处理过程。

在计算顶点之后，在顶点指示邻近的两个轮廓的两个末端的情况下，从两个能够使用的顶点获得一个顶点，作为能够被传输的一个索引出现的顶点。

另外，与传统的方法相比较，用轮廓逼近方法在每个传输轮廓内具逼近三个顶点的优点，它不压缩传输总量和逼近的样条。

另外，本发明直接提供了，在加上所有编码帧之后，从一个编码帧第一个补偿移动图象的方法，并且，将一个区域分成存在移动补偿区域和不存移动补偿的另一个区域。

也就是说，把一个区域分成两个区域，其中一个区域相对前驱帧有信号差别，另一个区域为背景区域，它不存在与图象移动一致的信号变化，是由物体移动图象编码输出。

由于在接收终端再现一个前驱图象信号，所以，背景区域不需要进一步的分析过程或信息传输。

在提取捕获的区域内，利用物体模型和移动模型获得物体的移动信息。

另外，在接收终端接收移动区域的移动信息和形状信息。

利用这些信息，接收终端用移动补偿信息再现一个图象。

与传统的块编码方法比较，由于依照本发明的上述方法，直接预测物体移动信息，预测性能比较好，能防止块影响，图象质量增强。

另外，由于实施一个形状信息的传输，从彼此两个邻近的象素分别提供不同的移动信息，这样可以防止斑点现象和边缘的复杂。

其间，在移动区域中，可能会有眼部区域、嘴部区域等某些区域产生移动补偿预测误差，那就意味着会有一些不适合的预测物体模型或不适合的移动模型。

因为，这些区域使用者是可以察觉的，为了更好地彩色再现，由接收终端对彩色信号编码。

除此之外，由于物体的移动，可能存在一个不可覆盖的背景，在这个背景中不包含前驱信息，因此，这里需要传输它的信息。

依照本发明的物体编码方法直接改进了传统的Hotter方法，在从一个编码帧到当前编码帧添加这个帧之后，计算在一个编码帧和当前帧之间新的移动信息，它提供存在一个移动补偿不可能区域的帧，和另一个不存在移动补偿不可能区域的帧。

这时，在第n帧是第一个被补偿的情况下，它作为第一帧，一个新的移动信息被用来添加在第一帧与第i帧之间和在第i帧与第n帧之间一个移动信息。在第i帧中存在移动补偿不可能区域的情况下，因为，当在第一帧和第i帧之间，从利用移动信息的第一帧实施这个移动补偿时，在第一帧和第i帧之间获得的是大的差值，它被判断为是移动补偿不可能区域。

为了解决上述问题，指对于移动补偿不可能区域传输一个彩色信息，来代替移动补偿信息。

因此，在当前帧和第一帧之间存在有移动补偿不可能区域帧的情况下，在移动补偿不可能区域中实施这个移动补偿，不是在第一帧中，这样，上述问题被解决了。

这时，相对于当前帧的全部象素，需要判断在第一帧和当前帧之间是否存在移动补偿不可能区域。如果，在它们之间判断有移动补偿不可能区域，那个帧将判断为包含移动补偿不可能区域。

图12表示，移动补偿这个移动补偿不可能区域的处理过程。

参照图12，在第i帧中产生移动补偿不可能区域，是被由第k帧移动补偿。以便新帧指明是由前驱帧的移动补偿不可能区域的影响。图13A表示构造了一个移动补偿不可能区域，它是通过在图12中Kth帧添加一个补偿区域，在图13A中由第k帧产生这个移动补偿不可能区域。这个移动补偿不可能区域是一个影响第k帧的区域。

用同样的方法构造一个新帧，如图13B所示，它是通过移动补偿，由第k帧获得一个移动补偿不可能区域获得的新帧，新帧意味着移动补偿不可能区域影响第n帧的一个区域。

参照图12，这个第i帧是在第一帧和第k帧之间一个确实的帧。另外，kth帧是在第i帧和第n帧之间一个确实的帧。

图13B表示，使用的这个帧是从第一帧实施的移动补偿，或者是从其他帧实施的移动补偿。

在相对于所有的移动补偿不可能区域不存在信息的情况下，它可以用前驱帧的移动补偿，来代替移动补偿不可能区域。

图14表示，相对于移动补偿不可能区域的象素值。如果，由第i帧产生的移动补偿不可能区域的值表示为“i”，由第k帧产生的移动补偿不可能区域的值表示为“k”。在第i帧的移动补偿不可能区域中被移动补偿的区域表示“i”，由第k帧产生的移动补偿不可能区域值表示为“k”。

另外，在图15A中表示这个帧被移动补偿，图15B表示，由第i帧的移动补偿不可能区域被移动补偿的区域，用“i”值表示。由第k帧的移动补偿不可能区域被移动补偿的区域，用“k”值表示。

利用图15B所表示的新帧，它可以通过初始的图象，从移动补偿可能区域和移动补偿不可能区域辨别一个移动补偿可能区域，并且，确定那个帧会被移动补偿。

如上所述，依照本发明的物体形状信息压缩设备和方法，以及在移动补偿帧之间的编码方法，有利于压缩移动物体的形状信息和减少传输数据量，提高图象质量。

Claims

1.一种物体形状信息压缩方法，包括步骤：

第一步：利用当前帧的移动信息和前驱帧的移动补偿轮廓，计算一个误差区域，

第二步：在传输预测误差区域中，提取预测轮廓和传输轮廓，计算它的象素数量，

第三步：利用计算的象素数量获取求值函数，并将获取的求值函数与门限值相比较，

第四步：当求值函数大于门限值时，用多边形/仿样逼近方法逼近传输轮廓，

第六步：当求值函数小于门限值时，使用预测轮廓的编码方法，提取最大误差值，

第七步：提取最大误差值和在多边形/仿样逼近中使用的门限值进行比较，

第八步：当最小误差值大于门限值时，传输在产生最大误差点和传输轮廓的两个末端点之间的预测预点，

第九步：不传输最大误差值小于门限值区域的信息。

2.根据权利要求1所述的物体形状信息压缩方法，其中利用同一物体在移动区域中形状信息的重叠，移动补偿上述轮廓，上述轮廓由传输预测误差，压缩形状信息传输量。

3.根据权利要求1所述的物体形状信息压缩方法，其中由沿着移动信息移动前驱帧的一个形状信息，进行当前帧移动补偿预测的情况下，上述移动物体的轮廓被分成一个独立的误差区域，编码和传输形状信息。

4.根据权利要求3所述的物体形状信息压缩方法，其中对应当前帧的一个形状信息区域，相对于上述的每个预测误差区域被编码和传输。

5.根据权利要求1所述的物体形状信息压缩方法，其中将传输轮廓逼近预测轮廓，在获取相对于预测轮廓误差尺寸之后，在相对于预测轮廓的帧内存在前后紧接的误差。

6.根据权利要求5所述的物体形状信息压缩方法，其中在上述计算误差尺寸状态下，通过计算传输轮廓的差值，在一个真实误差基础上，逼近曲率较小的轮廓。

7.根据权利要求6所述的物体形状信息压缩方法，其中为了逼近上述误差尺寸，使用多边形逼近方法。

8.根据权利要求6所述的物体形状信息压缩方法，其中为了逼近上述误差尺寸，利用产生最大误差的点和传输轮廓两个末端点作为逼近顶点，传输这三个顶点。

9.根据权利要求8所述的物体形状信息压缩方法，其中在出现上述逼近误差那里，在一个帧内添加一个预测轮廓，以及获得一个轮廓。

10.根据权利要求1所述的物体形状信息压缩方法，其中在相对于整个帧的传输轮廓逼近时，通过把一个区域分成一个好的提取区域和坏的提取区域，来逼近上述轮廓。

11.根据权利要求1所述的物体形状信息压缩方法，其中上述求值函数第一步要满足表达式：

D是求值函数。

12.根据权利要求1所述的物体形状信息压缩方法，其中在两个顶点彼此邻近的情况下，还需要进一步传输一个指示顶点的索引。

13.在移动图象补偿帧之间的物体形状信息压缩编码方法，包括步骤：

第一步：按存在移动补偿不可能区域和不存在移动补偿不可能区域两种情况中的一种，实施编码操作，

第二步：在当前帧和第一帧之间，提供存在移动补偿不可能区域帧的情况下，移动补偿不可能区域不在第一帧中，实施一个移动补偿，以便对第一帧实施移动补偿。

14.根据权利要求13所述的物体形状信息压缩方法，其中在上述第一帧和第n帧之间，提供在第i帧中的移动补偿不可能区域，添加从第i帧和第n帧间提供的第k帧中获得移动补偿不可能区域，构成另一个第一帧，来表示前驱帧的移动补偿不可能区域的区域和当前帧的移动补偿不可能区域，用同样的方法，通过在第n帧移动补偿，一个由第k帧提供的移动补偿不可能区域，构成一个新的第二帧，以便利用新的第二帧，确定在哪儿进行移动补偿。

15.根据权利要求14所述的物体形状信息压缩方法，其中在相应的所有移动补偿不可能区域的信息不被提供的情况下，用前驱帧而不用移动补偿不可能区域，进行上述的移动补偿。

16.根据权利要求14所述的物体形状信息压缩方法，其中当在第i帧中产生的移动补偿不可能区域的值表示为“i”；当在第k帧中产生的移动补偿不可能区域的值表示为“k”，

在第k帧中，第i帧的移动补偿不可能区域表示为“i”，在第k帧产生的移动补偿不可能区域值表示为“k”，

在第i帧中，由第i帧的移动补偿不可能区域补偿的移动区域表示为“i”，由第k帧的移动补偿不可能区域补偿的移动区域表示为“k”。

17.根据权利要求16所述的物体形状信息压缩方法，其中利用上述第i帧构成的新帧，确定由移动补偿不可能移动补偿的哪个帧。