CN113596449A - 图像处理方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种图像处理方法及装置，涉及计算机图像领域，所述方法包括：采集桌面图像，获取每一个图像帧；其中，所述每一个图像帧被分割成多个宏块；对所述每一个图像帧进行纯色延拓；对经过纯色延拓后的图像帧进行相应的图像处理。本公开能够解决视频传输过程中当全屏幕播放视频时，无法有效降低传输码流的问题。

Description

图像处理方法及装置
本公开是申请号为201910484339.6、申请日为2019年06月05日、发明名称为“图像处理方法及装置”的分案申请。
技术领域
本公开涉及计算机图像领域，尤其涉及图像处理方法及装置。
背景技术
个人PC(Personal Computer)普及率越来越高，当前传统个人办公环境均是基于PC办公模式。PC硬件软件随着使用时间的加长，均有不同程度的损坏、软件更新导致资源不足，似的企业的办公PC固定资产需要更新，带来成本的增加。为了应对以上问题，云桌面技术应运而生。当前很多的公有云和私有云都提供远程的虚拟桌面功能，一些企业内部也进行了私有云桌面的布局，有效缓解了企业更换硬件办公PC的成本压力，同时也提高了企业的信息安全水平。
云桌面的软件架构使用客户端和云端虚拟机，虚拟机运行在远程云服务器上，普通用户使用客户端登录虚拟机云桌面。云桌面技术的核心部分就是将虚拟机桌面以动态图像方式传递到客户端。在这个客户端和虚拟机直接传播动态图像使用Teradici私有的PCoIP协议，该协议主要对桌面图像进行采集、压缩、编码、传输，在客户端进行解码和渲染。以上的图像传输协议对带宽和时延要求很高，如何有效压缩桌面图像，降低码流以节省带宽是该协议的重点和难点。
传统的视频图像压缩均使用X264编码，能够有效的降低视频文件的大小，达到47％的压缩比例。但针对云桌面图像，大部分桌面区域均处于静止状态，使用X264编码并不能更有效降低码流的大小，每隔50个数据包，会强制刷新I(Intra)帧,I帧作为视频的帧内编码，数据量非常大，导致带宽占用很高。
私有的PCoIP协议主要解决了对于云桌面使用场景中，对于用户的操作，只传输桌面变化部分的视频块，有效降低了视频的编码大小，保证在低带宽下也能高效的使用。为了能够获得视频画面中的变换部分，将视频图像进行分割，分割方法可采用8X8 16X16 32X3264X64像素的块，这些块被称为宏块(macro block)。
对于图像变化部分的宏块进行传输，需要提取相关的变化宏块。而变化宏块的提取，需要有参考的不变边界。当前的技术，在采集桌面窗体中视频可变部分时，可以使用视频播放器的外边界作为不变部分，而当全屏幕播放视频时，不变部分的参考边界不存在，这样就会导致需要传递的宏块选择出现问题，变得无法有效降低传输码流的作用。
发明内容
本公开实施例提供一种图像处理方法及装置，能够解决视频传输过程中当全屏幕播放视频时，无法有效降低传输码流的的问题。所述技术方案如下：
根据本公开实施例的第一方面，提供一种图像处理方法，该方法包括：采集桌面图像，获取每一个图像帧；其中，所述每一个图像帧被分割成多个宏块；对所述每一个图像帧进行纯色延拓；对经过纯色延拓后的图像帧进行相应的图像处理。
本实施例中，由于将图像进行了纯色延拓，得到一个不变的参考边界，使得定位变化的宏块的位置更加方便。
在一个实施例中，对所述每一个图像帧进行纯色延拓包括：进行16或32字节宽度的纯色延拓。
在一个实施例中，对所述每一个图像帧进行纯色延拓之前，所述方法还包括：判断是否处于全屏状态，如果是全屏状态，则通知对所述每一个图像帧进行纯色延拓。
在一个实施例中，所述方法还包括：检测桌面图像是否发生变化。
在一个实施例中，检测桌面图像发生变化时，所述对经过纯色延拓后的图像帧进行相应的图像处理包括：调用预设的差分方法，针对所述经过纯色延拓后的图像帧，计算本帧图像和前一帧图像的宏块变化个数和变化位置；将得到的宏块变化个数和变化位置进行编码和发送。
本实施例中，由于桌面图像的连续性，大部分的宏块均是不变部分，在传输时可以不需要传输，进需要传输变化部分，降低了传输带宽。
在一个实施例中，检测桌面图像不发生变化时，所述对经过纯色延拓后的图像帧进行相应的图像处理包括：发送未发生变化unchanged标志。
在检测桌面图像没有变化时，直接发送未发生变化unchanged标志，不再进行编码，节省编码时间和减少视频数据包。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种图像处理方法，该方法包括：
接收经过纯色延拓后的图像帧；其中，所述每一个图像帧被分割成多个宏块；对所述经过纯色延拓的图像帧进行相应的图像处理。
在一个实施例中，所述接收经过纯色延拓后的图像帧之前，所述方法还包括：判断是否是全屏状态，如果是全屏状态，则通知接收经过纯色延拓后的图像帧。
在一个实施例中，所述对所述经过纯色延拓的图像帧进行相应的图像处理包括：对所述图像帧进行解码，得到宏块变化个数和变化位置；将当前图像帧数据，结合上一图像帧数据和不变的延拓边框，进行变化宏块的替换；对所述替换后的图像帧进行对应的反纯色延拓。
本实施例中，由于桌面图像的连续性，大部分的宏块均是不变部分，在传输时可以不需要传输，进需要传输变化部分，降低了传输带宽。
在一个实施例中，所述对所述经过纯色延拓的图像帧进行相应的图像处理包括：如果接收到未发生变化unchanged标志，调用上一图像帧数据。
本实施例可以非常有效减少视频数据的编解码过程和传输的数据量，可以有效获得低延时和高画质的效果。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种图像处理装置，该装置包括：采集模块，被配置为采集桌面图像，获取每一个图像帧；其中，所述每一个图像帧被分割成多个宏块；延拓模块，被配置为对所述每一个图像帧进行纯色延拓；处理模块，被配置为对经过纯色延拓后的图像帧进行相应的图像处理。
本实施例中，由于将图像进行了纯色延拓，得到一个不变的参考边界，使得定位变化的宏块的位置更加方便。
根据本公开实施例的第四方面，提供一种图像处理装置，该装置包括：
接收模块，被配置为接收经过纯色延拓后的图像帧；其中，所述每一个图像帧被分割成多个宏块；处理模块，被配置为对所述经过纯色延拓的图像帧进行相应的图像处理。
该方法能够有效解决提取变化宏块的参考边界不存在时提取失败，并可以将全屏幕视频和窗口视频播放中视频图像变化宏块获取统一，使得传输的码流有效减少，降低带宽占用和降低延迟，同时能够有效保障画面的分辨率。
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处理方法的流程图；
图2是本公开实施例提供的一种图像处理方法的流程图；
图3是本公开实施例提供的一种图像处理方法的示意图；
图4是本公开实施例提供的一种图像处理装置的结构图；
图5是本公开实施例提供的一种图像处理装置的结构图；
图6是本公开实施例提供的一种图像处理装置的示意图；
图7是本公开实施例提供的虚拟桌面图像识别的场景示意图；
图8是本公开实施例提供的虚拟桌面图像识别算法原理图；
图9是本公开实施例提供的云平台虚拟桌面服务器执行的方法流程图；
图10是本公开实施例提供的客户端执行的方法流程图。
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处理方法，如图1所示，该图像处理方法包括以下步骤：
步骤S10、采集桌面图像，获取每一个图像帧；其中，所述每一个图像帧被分割成多个宏块；
步骤S11、对所述每一个图像帧进行纯色延拓；
一实施例中，该步骤包括：对每一个图像帧进行16或32字节宽度的纯色延拓。
步骤S12、对经过纯色延拓后的图像帧进行相应的图像处理。
在一个实施例中，步骤S12包括对经过纯色延拓后的图像帧的所有宏块进行编码和发送。
在一个实施例中，对所述每一个图像帧进行纯色延拓之前，所述方法还包括：判断是否是全屏状态，如果是全屏状态，则通知对所述每一个图像帧进行纯色延拓。
在一个实施例中，所述方法还包括：检测桌面图像是否发生变化。
检测桌面图像发生变化时，步骤S12包括：
调用预设的差分方法，针对所述经过纯色延拓后的图像帧，计算本帧图像和前一帧图像的宏块变化个数和变化位置；
将得到的宏块变化个数和变化位置进行编码和发送。
检测桌面图像不发生变化时，步骤S13包括：
发送未发生变化unchanged标志。
对每一帧桌面图像进行延拓，具体方法是给图像的四周加上一个16字节或者32字节像素的延拓外框，这样，可变化的图像区域就位于拓展出来的边框中，当需要提取图像可变部分的宏块时，延拓外框就充当了最外围的不变部分，可以快速找到变化的宏块，同时对于变化的宏块进行量化编码，传输。在解码端，进行变化宏块的解码，同时配合参考上一帧图像中不变的拓展外框，定位本帧中可变宏块的准确位置，解码整副图像，最后去掉延拓的外框，恢复整个变化的图像。
本公开针对全屏状态视频播放时，拓展的外框，可以有效作为不变部分的宏块，提供提取变化宏块的依据，快速计算变化宏块的位置，对宏块进行处理。而对于远程桌面的某个窗体内部视频也可以兼容，延拓部分和视频窗体的外围全部变为不变部分，在进行计算时，均被识别为不变宏块，不会被处理，而仅仅处理窗体内部变化部分视频对应的宏块。
本公开实施例提供一种图像处理方法，如图2所示，该图像处理方法包括以下步骤：
步骤S20，接收经过纯色延拓后的图像帧；其中，所述每一个图像帧被分割成多个宏块；
步骤S21，对所述经过纯色延拓的图像帧进行相应的图像处理。
在一个实施例中，所述接收经过纯色延拓后的图像帧之前，所述方法还包括：判断是否处于全屏状态，如果是全屏状态，则通知接收经过纯色延拓后的图像帧。
在一个实施例中，如图3所示，步骤S201包括：
步骤S210，对所述图像帧进行解码，得到宏块变化个数和变化位置；
步骤S211，将当前图像帧数据，结合上一图像帧数据和不变的延拓边框，进行变化宏块的替换；
步骤S212，对所述替换后的图像帧进行对应的反纯色延拓。
在一个实施例中，步骤S21包括：如果接收到未发生变化unchanged标志，调用上一图像帧数据。
本公开实施例提供的图像处理方法能够有效解决提取变化宏块的参考边界不存在时提取失败。
基于上述图1和图2对应的实施例中所描述的图像处理方法，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处理装置，如图4所示，该图像处理装置40包括：采集模块401、延拓模块402和处理模块403；其中，采集模块401被配置为采集桌面图像，获取每一个图像帧；其中，所述每一个图像帧被分割成多个宏块；延拓模块402，被配置为对所述每一个图像帧进行纯色延拓；处理模块403，被配置为对经过纯色延拓后的图像帧进行相应的图像处理。
本公开实施例提供一种图像处理装置，如图5所示，该图像处理装置50包括：接收模块501、处理模块502，其中，接收模块501被配置为接收经过纯色延拓后的图像帧；其中，所述每一个图像帧被分割成多个宏块；处理模块502被配置为对所述经过纯色延拓的图像帧进行相应的图像处理。
在一个实施例中，如图6所示，处理模块502可以包括解码子模块5021，被配置为对所述图像帧进行解码，得到宏块变化个数和变化位置；替换子模块5022，被配置为将当前图像帧数据，结合上一图像帧数据和不变的延拓边框，进行变化宏块的替换；反延拓子模块5023，被配置为对所述替换后的图像帧进行对应的反纯色延拓。本公开实施例提供的图像处理装置能够有效解决提取变化宏块的参考边界不存在时提取失败。
本公开实施例提供一种图像处理方法，下面以虚拟桌面图像识别的场景为例子，如附图7所示。如图7所示的场景，主要包括服务器端软件和客户端软件两部分。
服务器端软件包括以下模块：1、运行在云桌面中的桌面采集程序。该程序主要进行虚拟桌面图像的采集、延拓、差分；2、图像传输协议(Graphic Transaction Protocol，GTP)编码库，主要进行采集到的视频图像宏块提取、按照宏块进行编码；3、多媒体传输层(Media Transaction Layer，MTL)，进行编码完毕的视频图像数据的网络层封装，并发送的TCP/IP网络中。
客户端软件包括以下模块：1、接收端的MTL层，进行视频数据的提取，去掉网络包头，获得视频数据；2、解码器模块，主要用来进行解码，在本例中，解码一帧和解码变化的宏块信息具有同等意义，均为本行业的专业术语。以上两个数据均可以在一个业务逻辑中处理；3、帧还原模块，该模块进行视频数据中可变宏块定位，宏块数据相对位置的定位,整副视频图像帧还原；4、视频图像帧的显示渲染。其中，本公开实施例提供的拟桌面图像识别算法原理，见图8。
对于每一帧采集到的桌面图像，首先进行延拓一个16或32字节宽度的纯色延拓。对于固定的桌面图像的宽度和高度，延拓之后，图像的宽和高增加。之后调用差分方法，计算本帧图像和前一帧图像的变化宏块个数和位置。由于将图像进行了延拓，得到一个不变的参考边界，使得定位变化的宏块的位置更加方便。将得到的变化宏块个数、位置和数据，调用GTP编码库进行编码和发送。这样，由于视频图像的连续性，大部分的宏块均是不变部分，在传输时可以不需要传输，进需要传输变化部分，降低了传输带宽。
相应的，在客户端装置中，当收到视频数据包后，调用GTP解码库进行解码，得到变化的宏块个数，宏块的位置，宏块数据。将得到的以上数据，结合上一帧数据和不变的延拓边框，进行变化宏块的替换，替换完毕，就完成了本帧图像数据的复原。在此之后，去掉固定的延拓边框，交由与客户端装置相连接的显示器进行渲染显示。
具体的，图9是云平台虚拟桌面服务器执行的方法流程图，虚拟桌面采集程序启动；采集一帧画面；然后进行16或32像素的纯色延拓；和前一阵图像进行差分；参考延拓的不可变块搜索变化宏块；如果宏块无变化，则传递uncharted标志，如果有变化，则将变化宏块进行编码传输达到客户端。
图10是本公开实施例提供的客户端执行的方法流程图，启动客户端接收，如果接收到帧数据消息，则启动解码，得到变化的宏块数据以及位置；参考前一阵数据和延拓边框，复原图像；去掉延拓边框，调用渲染功能显示图像。
基于上述图1和图2对应的实施例中所描述的图像处理方法，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2对应的实施例中所描述的图像处理方法，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 (10)

1.一种图像处理方法，其特征在于，所述方法包括：
采集桌面图像，获取每一个图像帧；其中，所述每一个图像帧被分割成多个宏块；
对所述每一个图像帧进行纯色延拓；
检测桌面图像是否发生变化；
当检测桌面图像不发生变化时，发送未发生变化unchanged标志。
2.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，对所述每一个图像帧进行纯色延拓包括：
对每一个图像帧进行16或32字节宽度的纯色延拓。
3.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，对所述每一个图像帧进行纯色延拓之前，所述方法还包括：
判断是否是全屏状态，如果是全屏状态，则通知对所述每一个图像帧进行纯色延拓。
4.根据权利要求3所述的图像处理方法，其特征在于，检测桌面图像发生变化时，所述方法还包括：
调用预设的差分方法，针对所述经过纯色延拓后的图像帧，计算本帧图像和前一帧图像的宏块变化个数和变化位置；
将得到的宏块变化个数和变化位置进行编码和发送。
5.一种图像处理方法，其特征在于，所述方法包括：
接收经过纯色延拓后的图像帧；其中，所述每一个图像帧被分割成多个宏块；
如果接收到未发生变化unchanged标志，则调用上一图像帧数据。
6.根据权利要求5所述的图像处理方法，其特征在于，所述接收经过纯色延拓后的图像帧之前，所述方法还包括：
判断是否是全屏状态，如果是全屏状态，则通知接收经过纯色延拓后的图像帧。
7.根据权利要求6所述的图像处理方法，其特征在于，在接收经过纯色延拓后的图像帧之后，所述方法还包括：
对所述图像帧进行解码，得到宏块变化个数和变化位置；
将当前图像帧数据，结合上一图像帧数据和不变的延拓边框，进行变化宏块的替换；
对所述替换后的图像帧进行对应的反纯色延拓。
8.一种图像处理装置，其特征在于，所述装置包括：
采集模块，被配置为采集桌面图像，获取每一个图像帧；其中，所述每一个图像帧被分割成多个宏块；
延拓模块，被配置为对所述每一个图像帧进行纯色延拓；
处理模块，被配置为对经过纯色延拓后的图像帧进行相应的图像处理；当检测桌面图像不发生变化时，所述对经过纯色延拓后的图像帧进行相应的图像处理包括：发送未发生变化unchanged标志。
9.一种图像处理装置，其特征在于，所述装置包括：
接收模块，被配置为接收经过纯色延拓后的图像帧；其中，所述每一个图像帧被分割成多个宏块；
处理模块，被配置为对所述经过纯色延拓的图像帧进行相应的图像处理；所述对所述经过纯色延拓的图像帧进行相应的图像处理包括：如果接收到未发生变化unchanged标志，调用上一图像帧数据。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条计算机指令，所述计算机指令由处理器加载并执行以实现权利要求1至权利要求7中任一项所述的图像处理方法中所执行的步骤。
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