CN115514975A - 一种编解码方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本公开是关于一种编解码方法及装置。该方法包括：接收图像的原始帧；将当前原始帧划分为N个宏块，并对N个宏块进行编码获得每个宏块的码流数据；其中，N为正整数；将当前原始帧划分为M个区域，并计算当前原始帧中各个区域对应的区域相似度；将编码后得到的码流数据及当前原始帧中各个区域对应的区域相似度融合成全帧码流，发送至解码端。本公开通过当前原始帧中各个区域对应的区域相似度与编码后的码流数据融合成全帧码流，发送至解码端，使得解码端能够自动识别解码错误。编码端基于接收的解码错误的区域编号，识别当前帧中识别出解码错误的区域，在下帧编码时仅在该某区域采取帧内编码恢复错误，其他区域不受影响，尽可能少的降低了码流。

Description

一种编解码方法及装置
技术领域
本公开涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种编解码方法及装置。
背景技术
在编解码系统中，出现错误是不可避免的情况。最常见的错误来源 是在网络传输中，由于网络丢包导致帧数据包部分或者整帧丢失，导致 后续帧解码时出现错误，常见的是花屏、马赛克等效果。还有就是由于 编码器绝大部分是有损编码，或者工作在有损编码模式下，因此编码会 产生画面上的损失，在一些特殊场景上，叠加上帧内参考和帧间参考，有可能这种损失会逐渐叠加，导致出现比较严重和明显的损失，以至于 用户无法接受，这种属于小概率情况，但也存在。此外，由于编解码器 本身的一些设计或者兼容性问题，导致对某些特殊画面编出来的码流解 码后效果不理想，这种属于比较少见的情况，但是确实存在。
在出现数据错误后，解码器大部分情况下会执行正常解码流程，只 是解出来的画面是有问题的，例如花屏。用户能感知到这些问题，但是 解码器本身无法感知到错误，除非遇到极端场景，系统崩溃后重新启动， 但大部分情况下解码器都无法感知画面是有问题的。这就需要编解码系 统中存在错误恢复机制。
相关的错误恢复机制中：1)画面组的设置，编码系统规定在固定的 周期编码一个IDR帧，IDR是即时刷新帧，其中所有的宏块都按帧内编 码，不对之前编码的帧有任何参考。如果传输丢帧，解码由于参考帧丢 失而解码花屏，则在下一个画面组中的IDR帧到来时，所有参考关系重 建，错误立即恢复。这种是最常见的恢复机制，能够周期性的恢复错误， 在带宽不受限的情况下或者画面编出的码流比较低的情况下工作良好， 但在带宽敏感，网络环境比较差的情况下，由于每个IDR帧的码流都比 较大，会导致周期性的码流峰值，给传输带来压力，可能导致周期性卡 顿，影响整体效果；
2)采用周期性帧内刷新的机制，去掉了周期性编IDR帧，但是周期 性的会把本周期内的所有帧的某些部分强制按照帧内编码，则周期结束 后，相当于画面的每个部分都用帧内编码了一遍，恢复了帧间参考错误。 这种方式较好的避免了周期性IDR帧峰值，但只是将多出来的码流平摊 到了其他的帧上，整体码流仍是比较大的。另外，大部分正常情况下是 正常编解，没有错误的，但机制也在周期性的帧内刷新，会导致不必要 的额外码流；
3)解码端严格检查参考帧号，发现丢帧立即请求编码端发送IDR帧 以恢复错误。这种情况下可以不必设置周期性刷IDR帧，但这种情况下 由于检查的是帧号，帧号一般在码流的帧头结构中，只能解决一整帧数 据完全丢失的问题，对于部分数据缺失，或者非丢帧导致的编解码错误 则无法解决。
因此，有必要提供一种新的技术方案改善上述方案中存在的一个或者 多个问题。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公 开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现 有技术的信息。
发明内容
本公开的目的在于提供一种编解码方法及装置，进而至少在一定程 度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种编码方法，该方法包括：
接收图像的原始帧；
将所述当前原始帧划分为N个宏块，并对N个所述宏块进行编码获 得每个所述宏块的码流数据；其中，N为正整数；
将所述当前原始帧划分为M个区域，并计算当前原始帧中各个区域 对应的区域相似度，所述当前原始帧中各个区域对应的区域相似度是指： 当前原始帧的重建帧中各个区域的像素值与上一原始帧的重建帧中对应 区域的像素值之间的相似度；其中，M为正整数；
将编码后得到的所述码流数据及所述当前原始帧中各个区域对应的 区域相似度融合成全帧码流，发送至解码端；
若接收到解码端发送的解码错误的区域的区域编号，则基于所述区 域编号识别出解码错误的区域，并对位于所述解码错误的区域的所有宏 块按照帧内编码进行编码。
本公开的实施例中，所述将所述当前原始帧划分为N个宏块，并对 N个所述宏块进行编码获得每个所述宏块的码流数据的步骤之后包括：
生成所述原始帧的重建帧，且以所述上一原始帧作为参考帧，生成 所述当前原始帧的所述重建帧。
本公开的实施例中，所述对N个所述宏块进行编码获得每个所述宏 块的码流数据的步骤包括：
对N个所述宏块进行帧内编码或对N个所述宏块进行帧间编码。
本公开的实施例中，所述区域相似度为余弦相似度，且所述余弦相 似度的计算公式为：
Figure BDA0003752402530000031
其中，Ai表示所述上一原始帧的所述重建帧的在每个所述区域的像素 值，n表示每个所述区域的像素值的总数量；Bi表示所述当前原始帧的所 述重建帧在每个所述区域的像素值。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种编码装置，该编码装置包 括：
采集模块，用于接收图像的原始帧；
编码模块，用于将所述当前原始帧划分为N个宏块，并对N个所述 宏块进行编码获得每个所述宏块的码流数据；其中，N为正整数；
第一区域相似度计算模块，用于将所述当前原始帧划分为M个区域， 并计算所述当前原始帧中各个区域对应的区域相似度，所述当前原始帧 中各个区域对应的区域相似度是指：当前原始帧的重建帧中各个区域的 像素值与上一原始帧的重建帧中对应区域的像素值之间的相似度；其中， M为正整数；
码流融合模块，用于将编码后得到的所述码流数据及所述当前原始 帧中各个区域对应的区域相似度融合成全帧码流，发送至解码端；
响应模块，用于若接收到解码端发送的解码错误的区域的区域编号， 则基于所述区域编号在当前帧中识别所述出现解码错误的区域，并对位 于所述解码错误的区域的所有宏块按照帧内编码进行编码。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种解码方法，该方法包括：
接收编码端发送的全帧码流，并将所述全帧码流按照宏块进行解码， 得到当前重建帧；其中，所述全帧码流包括所述当前原始帧编码后的码 流数据及所述当前原始帧中各个区域对应的区域相似度；其中，所述当 前原始帧中各个区域的区域相似度是指：当前原始帧的重建帧中各个区 域的像素值与上一原始帧的重建帧中对应区域的像素值之间的相似度；
计算所述当前重建帧中各个区域对应的区域相似度，其中，所述当 前重建帧中各个区域对应的区域相似度是指：当前重建帧中各个区域的 像素值与上一重建帧中对应区域的像素值之间的相似度；
并将所述当前重建帧中各个区域对应的区域相似度与所述当前原始 帧中相同区域对应的区域相似度进行比较；
若存在区域相似度不相同的区域，则将该区域编号发送至编码端。
本公开的实施例中，并将所述全帧码流按照宏块进行解码，得到当 前重建帧时包括：
对所述全帧码流进行帧间解码或帧内解码，得到解码后的重建帧；
且以上一重建帧为参考帧，生成当前重建帧。
根据本公开实施例的第四方面，提供一种解码装置，该装置包括：
码流解析模块，用于接收编码端发送的全帧码流，并将所述全帧码 流按照宏块进行解码，得到当前重建帧；其中，所述全帧码流包括所述 当前原始帧编码后的码流数据及所述当前原始帧中各个区域对应的区域 相似度；
第二区域相似度计算模块，用于计算所述当前重建帧中各个区域对 应的区域相似度；其中，所述当前重建帧中各个区域对应的区域相似度 是指：当前重建帧中各个区域的像素值与上一重建帧中对应区域的像素 值之间的相似度；
区域相似度比较模块，用于并将所述当前重建帧中各个区域对应的 区域相似度与所述当前原始帧中相同区域对应的区域相似度进行比较；
上报模块，用于若存在区域相似度不相同的区域，则将该区域编号 发送至编码端。
根据本公开实施例的第五方面，提供一种计算机可读存储介质，其 上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任意一个实施例 中所述编解码方法的步骤。
根据本公开实施例的第六方面，提供一种电子设备，包括：
处理器；以及
存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；
其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述任意 一个实施例中所述编解码方法的步骤。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本公开的一种实施例中，通过上述方法及装置，将当前原始帧划分 为M个区域，计算当前原始帧中各个区域对应的区域相似度，且将当前 原始帧中各个区域对应的区域相似度与编码后的码流数据融合成全帧码 流，发送至解码端，当前原始帧中各个区域对应的区域相似度使得解码 端能够自动识别解码错误。编码端接收解码端发送的解码错误的区域的 区域编号后，基于区域编号在当前帧中识别出解码错误的区域，编码端 在下帧编码时仅在该某区域采取帧内编码恢复错误，其他区域不受影响， 尽可能少的降低了码流。
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。显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人 员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。
图1示意性示出本公开示例性实施例中一种编码方法的流程图；
图2示意性示出本公开示例性实施例中一种编码装置的系统框图；
图3示意性示出本公开示例性实施例中一种解码方法的流程图；
图4示意性示出本公开示例性实施例中一种解码装置的系统框图；
图5示意性示出现有技术中一种解码端花屏的示意图；
图6示意性示出本公开示现有技术中一个原始帧与其对应的重建帧 的示意图；
图7示意性示出本公开示例性实施例中一种程序产品示意图；
图8示意性示出本公开示例性实施例中一种电子设备示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式 能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提 供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构 思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以 任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。
此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图 中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描 述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上 独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个 或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处 理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
本示例实施方式中首先提供了一种编码方法。参考图1中所示，该 方法可以包括：
步骤S101：接收图像的原始帧。
步骤S102：将所述当前原始帧划分为N个宏块，并对N个所述宏块 进行编码获得每个所述宏块的码流数据；其中，N为正整数。
步骤S103：将所述当前原始帧划分为M个区域，并计算所述当前原 始帧中各个区域对应的区域相似度，所述当前原始帧中各个区域对应的 区域相似度是指：当前原始帧的重建帧中各个区域的像素值与上一原始 帧的重建帧中对应区域的像素值之间的相似度；其中，M为正整数。
步骤S104：将编码后得到的所述码流数据及所述当前原始帧中各个 区域对应的区域相似度融合成全帧码流，发送至解码端。
步骤S105：若接收到解码端发送的解码错误的的区域的区域编号， 则基于所述区域编号在当前帧中识别出解码错误的区域，并对位于所述 解码错误的区域的所有宏块按照帧内编码进行编码。
通过上述方法，将当前原始帧划分为M个区域，计算当前原始帧中 各个区域对应的区域相似度，且将当前原始帧中各个区域对应的区域相 似度与编码后的码流数据融合成全帧码流，发送至解码端，当前原始帧 中各个区域对应的区域相似度使得解码端能够自动识别解码错误。编码 端接收解码端发送的解码错误的区域的区域编号后，基于区域编号在当 前帧中识别出解码错误的区域，编码端在下帧编码时仅在该某区域采取 帧内编码恢复错误，其他区域不受影响，尽可能少的降低了码流。
下面，将参考图1对本示例实施方式中的上述方法的各个步骤进行 更详细的说明。
在步骤S101中，接收图像的原始帧。
具体的，采集目标源端的图像，并逐帧输出原始帧。典型的是从远 程从服务器计算机的桌面采集图像，本实施例中输出YUV444空间的原 始图像帧。其中，YUV是一种色彩空间的模型，基于YUV格式的颜色 编码，是流媒体的常用编码方式。YUV444表示Y、U、V三个分量的采 样比例相同，即每个像素的YUV分量信息完整，都是8bit，每个像素占 用3个byte。
在步骤S102中，将所述当前原始帧划分为N个宏块，并对N个所 述宏块进行编码获得每个所述宏块的码流数据；其中，N为正整数。
具体的，将当前原始帧划分为N个宏块，每个宏块的像素为16*16， 并对每个宏块进行编码，可以避免码流过大。
在步骤S103中，将所述当前原始帧划分为M个区域，并计算所述 当前原始帧中各个区域对应的区域相似度，所述当前原始帧中各个区域 对应的区域相似度是指：当前原始帧的重建帧中各个区域的像素值与上 一原始帧的重建帧中对应区域的像素值之间的相似度；其中，M为正整 数。
具体的，将原始帧划分为M个区域，M个区域的划分是任意的，本 实施例将原始帧等分为M个区域。且分别计算当前原始帧中各个区域的 区域相似度，进一步的，计算当前原始帧的重建帧中各个区域的像素值 与上一原始帧的重建帧中对应区域的像素值之间的相似度，即得到当前 原始帧中各个区域的区域相似度。其中，M为正整数，比如M可以为5、 6、7、8、9或10等。假设M为10，即将原始帧等分为10个区域，分 别计算这10个区域的区域相似度。需要说明的是，区域内的宏块必须是 完整的。
在步骤S104中，将编码后得到的所述码流数据及所述当前原始帧中 各个区域对应的区域相似度融合成全帧码流，发送至解码端。
具体的，将编码后得到的码流数据和当前原始帧中各个区域对应的 区域相似度融合成全帧码流，将融合成的全帧码流发送至解码端进行解 码。其中，区域相似度使得解码端能够自动识别解码错误。
在步骤S105中，若接收到解码端发送的解码错误的区域的区域编号， 则基于所述区域编号在当前帧中识别出解码错误的区域，并对位于所述 解码错误的区域的所有宏块进行帧内编码；其中，编号为给M个所述区 域分别设置的编号。
具体的，如果编码端接收到解码端发送的解码错误的区域的区域编 号，那么编码端基于该区域编号在当前帧中识别出解码错误的区域，识 别出出现解码错误的区域后，在编下一帧时，将出现解码错误的区域中 的所有宏块按照帧内编码进行编码，然后解码端在解区域的数据时，也 不再会考虑之前的错误信息，错误就随着新的区域以全区域帧内编码而 不再延续了，新区域正常解码后，错误就恢复了。
需要说明的是，将当前原始帧中各个区域的区域相似度发送到解码 端。同样，解码端收到后，也要计算解码后当前重建帧中各个区域对应 的区域相似度。在正常情况下，由于编码帧存储的每一原始帧的重建帧 和解码端都是相同的，因此编码端码流里的当前原始帧中各个区域的区 域相似度，和解码端计算出来的当前重建帧中各个区域对应的区域相似 度应该在数值上是相等的。如果解码端发现当前原始帧中某个区域对应 的区域相似度和当前重建帧中相同区域对应的区域相似度不等，说明当 前帧解码出现问题了。即解码端当前解出来的这个区域，和编码端编出 来又解出来的是不一样的，意味着出现了错误，常见就是花屏。如图5 所示是一个解码端花屏的示意图，期间可能发生了数据包传输错误，或 者丢帧。解码端按流程解码，但实际显示的效果是有问题的，图5的虚 线标出了错误最集中出现的部分。此时解码端将出现解码错误的区域的 区域编号发送到编码端，编码端基于区域编号在当前帧中识别出解码错 误的区域，在编下一帧的时候，将该区域中的所有宏块按帧内编码来编， 然后解码端在解该区域的数据时，也不再会考虑之前的错误信息，错误 就随着新的区域以全区域帧内编码而不再延续了，新区域正常解码后， 错误就恢复了。
通过上述方法，将当前原始帧划分为M个区域，计算当前原始帧中 各个区域对应的区域相似度，且将当前原始帧中各个区域对应的区域相 似度与编码后的码流数据融合成全帧码流，发送至解码端，当前原始帧 中各个区域对应的区域相似度使得解码端能够自动识别解码错误。编码 端接收解码端发送的解码错误区域的区域编号后，基于区域编号在当前 帧中识别出解码错误的区域，编码端在下帧编码时仅在该区域采取帧内 编码恢复错误，其他区域不受影响，尽可能少的降低了码流。
在一个实施例中，所述将所述当前原始帧划分为N个宏块，并对N 个所述宏块分进行编码获得每个所述宏块的码流数据；其中，N为正整 数的步骤之后包括：
生成所述原始帧的重建帧，且以所述上一原始帧作为参考帧，生成 所述当前原始帧的所述重建帧。
具体的，生成原始帧的重建帧，实际是一个解码过程，编码完成后， 将码流解出来，生成重建帧，用于计算当前原始帧在各个区域的区域相 似度，也即计算当前原始帧的重建帧中各个区域的像素值与上一原始帧 的重建帧中对应区域的像素值之间的相似度。需要说明的是，本实施例 直接采用原始帧作为参考帧，即当编完第1帧后，在编第2帧时，并不 是把第1帧的重建帧当做参考帧，而是把第1帧本身当做参考帧；重建 模块生成的重建帧，仅用于计算前原始帧在各个区域的区域相似度。其 中，本实施例中涉及原始帧和重建帧的概念，原始帧即采集采到的最原 始的YUV数据，记为orig_yuv，重建帧则是解码端收到码流后解出来的 YUV数据，编码压缩是有损失的，因此重建帧并不等于原始帧的效果， 是有视觉损失的。图6展示了1个原始帧和其对应的重建帧的例子，可 见重建帧比原始帧看起来模糊一些，需要说明，这不属于解码错误，这 是编解码系统的正常表现。
在一个实施例中，所述对N个所述宏块进行编码获得每个所述宏块 的码流数据的步骤包括：
对N个所述宏块进行帧内编码或对N个所述宏块进行帧间编码。
具体的，帧内编码还是帧间编码，可根据实际情况做选择。当进行 帧内编码时，以宏块为单位对图像帧进行编码，编码时仅参考当前帧内 的数据，或者不参考，直接对宏块数据进行编码。本实施例使用JPEG进 行帧内宏块直接编码。使用帧内方式编码的宏块，对之前的帧无依赖性， 同时由于它不具有帧间参考的特性，使用帧内编码编出来的码流比较大； 当进行帧间编码时，对宏块使用帧间编码，消除时间冗余。采用帧间编 码的宏块有两种类型，不变宏块类型和运动向量匹配类型。前者是和参 考帧相比，宏块内容无变化；后者是和参考帧相比，宏块中的内容经过 运动向量MV偏移后即可通过拷贝参考帧的内容得到。正因为帧间编码 需要参考正确的参考帧，因此当某一帧的码流丢失时，解码端解码帧间参考帧会出现花屏异常。
在一个实施例中，所述区域相似度为余弦相似度，且所述余弦相似 度的计算公式为：
Figure BDA0003752402530000101
其中，Ai表示所述上一原始帧的所述重建帧的在每个所述区域的像素 值，n表示每个所述区域的像素值的总数量；Bi表示所述当前原始帧的所 述重建帧在每个所述区域的像素值。
具体的，向量是一维的概念，而区域是二维的矩阵形式，先将区域 中的三个分量的像素值按顺序排列起来，就形成了一维向量，就可以使 用该公式进行计算了。需要说明的是，Ai表示上一原始帧的重建帧的在 每个区域的像素值，n包含YUV三个分量的该区域的像素值的总数量； Bi表示当前原始帧的重建帧在每个区域的像素值，和Ai的每个值的对应的像素位置是一一对应的。极端来看，如果区域大小就是宏块大小 (16*16)的话，那么n就是16*16*3＝768。
计算结果是当前原始帧中各个区域对应的区域相似度，取值范围是 [-1,+1]，越接近1，表明两个向量越相似，也就是两个区域的像素值越 接近。为了便于传输编码，这里再将[-1,+1]的范围映射扩充到[0,255]。 对应的，取值接近255时就是两个区域像素最接近的情况。此后描述第 一余弦相似度值，就是指的是取值范围在[0,255]之间的取值。全帧划分 几个区域，就计算当前原始帧中几个区域对应的区域相似度。当前原始 帧中各个区域对应的区域相似度占用空间1字节即可表示(1字节表示数 字范围是0～255)。其中，区域相似度除了可以通过余弦相似度计算外， 还可以通过信息摘要算法5(Message-DigestAlgorithm，MD5)、峰值信 噪比(Peak Signal to Noise Ratio，PSNR)、结构相似性(Structural Similarity，SSIM)等进行计算，本实施例对此不做任何限制。
通过上述方法，将当前原始帧划分为M个区域，计算当前原始帧中 各个区域对应的区域相似度，且当前原始帧中各个区域对应的区域相似 度与编码后的码流数据融合成全帧码流，发送至解码端，当前原始帧中 各个区域对应的区域相似度使得解码端能够自动识别解码错误。编码端 接收解码端发送的解码错误区域的区域编号后，基于区域编号在当前帧 中识别出解码错误的区域，编码端在下帧编码时仅在该区域采取帧内编 码恢复错误，其他区域不受影响，尽可能少的降低了码流。
需要说明的是，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各 个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步 骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选 的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将 一个步骤分解为多个步骤执行等。另外，也易于理解的是，这些步骤可 以是例如在多个模块/进程/线程中同步或异步执行。
进一步的，本示例实施方式中，还提供了一种编码装置。参考图2 中所示，装置200可以包括采集模块201、编码模块202、第一区域相似 度计算模块203、码流融合模块204及响应模块205。
其中：采集模块201，用于接收图像的原始帧。
编码模块202，用于将所述当前原始帧划分为N个宏块，并对N个 所述宏块分进行编码获得每个所述宏块的码流数据；其中，N为正整数。
第一区域相似度计算模块203，用于将所述当前原始帧划分为M个 区域，并计算当前原始帧中各个区域对应的区域相似度，所述当前原始 帧中各个区域对应的区域相似度是指：当前原始帧的重建帧中各个区域 的像素值与上一原始帧的重建帧中对应区域的像素值之间的相似度；其 中，M为正整数。
码流融合模块204，用于将编码后得到的所述码流数据及所述当前原 始帧中各个区域对应的区域相似度融合成全帧码流，发送至解码端；
响应模块205，用于若接收到解码端发送的解码错误的区域的区域编 号，则基于所述区域编号在当前帧中识别出解码错误的区域，并在对所 述解码错误的区域的所有宏块按照帧内编码进行编码。
在一个实施例中，该装置还包括：
重建模块，用于生成所述原始帧的重建帧，且以所述上一原始帧作 为参考帧，生成所述当前原始帧的所述重建帧。
在一个实施例中，所述编码模块202包括：
编码子模块，用于对N个所述宏块进行帧内编码或对N个所述宏块 进行帧间编码。
在一个实施例中，所述第一区域相似度计算模块包括：
第一余弦相似度计算模块，用于计算所述区域相似度，所述区域相 似度为余弦相似度，且所述余弦相似度的计算公式为：
Figure BDA0003752402530000121
其中，Ai表示上一原始帧的重建帧的在每个区域的像素值，n表示每 个区域的像素值的总数量；Bi表示当前原始帧的重建帧在每个区域的像 素值。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经 在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
进一步的，本示例实施方式还提供了一种解码方法，请参考图3，该 方法包括：
步骤S301：接收编码端发送的全帧码流，并将所述全帧码流按照宏 块进行解码，得到当前重建帧；其中，所述全帧码流包括所述当前原始 帧编码后的码流数据及所述当前原始帧中各个区域对应的区域相似度； 其中，所述当前原始帧中各个区域的区域相似度是指：当前原始帧的重 建帧中各个区域的像素值与上一原始帧的重建帧中对应区域的像素值之 间的相似度。
步骤S302：计算所述当前重建帧中各个区域对应的区域相似度，其 中，所述当前重建帧中各个区域对应的区域相似度是指：当前重建帧中 各个区域的像素值与上一重建帧中对应区域的像素值之间的相似度。
步骤S303：并将所述当前重建帧中各个区域对应的区域相似度与所 述当前原始帧中相同区域对应的区域相似度进行比较。
步骤S304：若存在区域相似度不相同的区域，则将该区域编号发送 至编码端。
下面，将参考图3对本示例实施方式中的上述方法的各个步骤进行 更详细的说明。
在步骤S301中，接收编码端发送的全帧码流，并将所述全帧码流按 照宏块进行解码，得到当前重建帧；其中，所述全帧码流包括所述当前 原始帧编码后的码流数据及所述当前原始帧中各个区域对应的区域相似 度；其中，所述当前原始帧中各个区域的区域相似度是指：当前原始帧 的重建帧中各个区域的像素值与上一原始帧的重建帧中对应区域的像素 值之间的相似度。
具体的，解码端接收编码端发送的全帧码流，并对全帧码流按照宏 块进行解码，获取解码后的当前重建帧。其中，全帧码流包括当前原始 帧编码后的码流数据及当前原始帧中各个区域对应的区域相似度。且当 前原始帧中各个区域的区域相似度是指：当前原始帧的重建帧中各个区 域的像素值与上一原始帧的重建帧中对应区域的像素值之间的相似度。 其中，全帧码流为编码端编码后的码流数据与当前原始帧中各个区域对 应的区域相似度融合成的码流。重建帧便于后续计算第二余弦相似度值。
在步骤S302中，计算所述当前重建帧中各个区域对应的区域相似度， 其中，所述当前重建帧中各个区域对应的区域相似度是指：当前重建帧 中各个区域的像素值与上一重建帧中对应区域的像素值之间的相似度。
具体的，根据解码后当前重建帧中各个区域对应的区域相似度。当 前重建帧中各个区域对应的区域相似度便于判断后续解码端是否出现解 码错误。需要说明的是，当前重建帧中各个区域对应的区域相似度的计 算方法及公式同理当前原始帧中各个区域对应的区域相似度的计算方法 及公式，此处不再赘述。
在步骤S303中，并将所述当前重建帧中各个区域对应的区域相似度 与所述当前原始帧中相同区域对应的区域相似度进行比较。
具体的，基于上述步骤计算得到的当前重建帧中各个区域对应的区 域相似度，将当前重建帧中各个区域对应的区域相似度，与接收到的全 帧码流中的当前原始帧在相同区域中的的区域相似度进行比较。正常情 况下数值应相同，如果发现有不同，则意味着出现错误，根据两者的判 断结果来判断解码端是否出现解码错误。
在步骤S304中，若存在区域相似度不相同的区域，则将该区域编号 发送至编码端。
具体的，如果同一区域内，解码端的前重建帧中对应的区域相似度 与接收到的全帧码流中的前原始帧中对应的区域相似度不同，则意味着 解码端在该区域出现解码错误，此时解码端将该区域的区域编码发送至 编码端。要求下一帧编码时，该区域不要出现帧间参考类型的宏块，以 避免延续错误。全部使用帧内编码将会恢复此区域。
在一个实施例中，并将所述全帧码流按照宏块进行解码，得到当前 重建帧时包括：
对所述全帧码流进行帧间解码或帧内解码，得到解码后的重建帧；
且以上一重建帧为参考帧，生成当前重建帧。
具体的，解码端对编码端发送的全帧码流进行解码时，可以帧间解 码或帧内解码，具体哪种解码方式，可根据实际情况选择。需要说明的 是，在重建帧时，是以上一重建帧为参考帧，生成当前重建帧。
需要说明的是，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各 个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步 骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选 的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将 一个步骤分解为多个步骤执行等。另外，也易于理解的是，这些步骤可 以是例如在多个模块/进程/线程中同步或异步执行。
进一步的，本示例实施方式还提供了一种解码装置，请参考图4，该 装置包括：码流解析模块401、第二区域相似度计算模块402、区域相似 度比较模块403及上报模块404。
其中，码流解析模块401，用于接收编码端发送的全帧码流，并将所 述全帧码流按照宏块进行解码，得到当前重建帧；其中，所述全帧码流 包括所述当前原始帧编码后的码流数据及所述当前原始帧中各个区域对 应的区域相似度；其中，所述当前原始帧中各个区域的区域相似度是指： 当前原始帧的重建帧中各个区域的像素值与上一原始帧的重建帧中对应 区域的像素值之间的相似度。
第二区域相似度计算模块402，用于计算所述当前重建帧中各个区域 对应的区域相似度，其中，所述当前重建帧中各个区域对应的区域相似 度是指：当前重建帧中各个区域的像素值与上一重建帧中对应区域的像 素值之间的相似度。
区域相似度比较模块403，用于并将所述当前重建帧中各个区域对应 的区域相似度与所述当前原始帧中相同区域对应的区域相似度进行比 较。
上报模块404，用于若存在区域相似度不相同的区域，则将该区域编 号发送至编码端。
在一个实施例中，码流解析模块401还包括：解码子模块，用于对 所述全帧码流进行帧间解码或帧内解码，得到解码后的重建帧；
且以上一重建帧为参考帧，生成当前重建帧。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经 在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若 干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的 实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一 个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征 和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。作为模块或单 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 分或者全部模块来实现木公开方案的目的。本领域普通技术人员在不付 出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
在本公开的示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其 上存储有计算机程序，该程序被例如处理器执行时可以实现上述任意一 个实施例中所述编解码方法的步骤。在一些可能的实施方式中，本发明 的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所 述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执 行本说明书上述编解码方法部分中描述的根据本发明各种示例性实施 方式的步骤。
参考图7所示，描述了根据本发明的实施方式的用于实现上述方法的 程序产品500，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序 代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产 品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有 形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使 用。
所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质 可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不 限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者 任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括： 具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光 纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或 者上述的任意合适的组合。
所述计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传 播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采 用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。 可读存储介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质 可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者 与其结合使用的程序。可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当 的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任 意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明 操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸 如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类 似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分 地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设 备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上 执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类 的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备， 或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因 特网连接)。
在本公开的示例性实施例中，还提供一种电子设备，该电子设备可 以包括处理器，以及用于存储所述处理器的可执行指令的存储器。其中， 所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述任意一个实施例 中所述编解码方法的步骤。
所属技术领域的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为系 统、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式， 即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)， 或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系 统”。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发 明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言 —诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语 言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执 行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在 用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设 备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可 以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连 接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特 网服务提供商来通过因特网连接)。
如图8所示，电子设备600以通用计算设备的形式表现。电子设备600 的组件可以包括但不限于：至少一个处理单元610、至少一个存储单元620、 连接不同系统组件(包括存储单元620和处理单元610)的总线630、显 示单元640等。
其中，所述存储单元存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理 单元610执行，使得所述处理单元610执行本说明书上述编解码方法部分 中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。例如，所述处理单元610 可以执行如图1中所示的步骤。
所述存储单元620可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随 机存取存储单元(RAM)6201和/或高速缓存存储单元6202，还可以进一 步包括只读存储单元(ROM)6203。
所述存储单元620还可以包括具有一组(至少一个)程序模块6205 的程序/实用工具6204，这样的程序模块6205包括但不限于：操作系统、 一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一 个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
总线630可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总 线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多 种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
电子设备600也可以与一个或多个外部设备700(例如键盘、指向设 备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备600 交互的设备通信，和/或与使得该电子设备600能与一个或多个其它计算 设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通 信可以通过输入/输出(I/O)接口650进行。并且，电子设备600还可以 通过网络适配器660与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN) 和/或公共网络，例如因特网)通信。网络适配器660可以通过总线630 与电子设备600的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合 电子设备600使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设 备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以 及数据备份存储系统等。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描 述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件 的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品 的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以 是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行根据 本公开实施方式的上述编解码方法。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，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所附的权 利要求指出。

Claims (10)

1.一种编码方法，其特征在于，该方法包括：
接收图像的原始帧；
将当前原始帧划分为N个宏块，并对N个所述宏块进行编码获得每个所述宏块的码流数据；其中，N为正整数；
将所述当前原始帧划分为M个区域，并计算所述当前原始帧中各个区域对应的区域相似度，所述当前原始帧中各个区域对应的区域相似度是指：当前原始帧的重建帧中各个区域的像素值与上一原始帧的重建帧中对应区域的像素值之间的相似度；其中，M为正整数；
将编码后得到的所述码流数据及所述当前原始帧中各个区域对应的区域相似度融合成全帧码流，发送至解码端；
若接收到解码端发送的解码错误的区域的区域编号，则基于所述区域编号在当前帧中识别出解码错误的区域，并对位于所述解码错误的区域的所有宏块进行帧内编码。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述将当前原始帧划分为N个宏块，并对N个所述宏块进行编码获得每个所述宏块的码流数据的步骤之后还包括：
生成所述原始帧的重建帧，且以所述上一原始帧作为参考帧，生成所述当前原始帧的所述重建帧。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述对N个所述宏块进行编码获得每个所述宏块的码流数据的步骤包括：
对N个所述宏块进行帧内编码或对N个所述宏块进行帧间编码。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述区域相似度为余弦相似度，且所述余弦相似度的计算公式为：
Figure FDA0003752402520000011
其中，Ai表示所述上一原始帧的所述重建帧的在每个所述区域的像素值，n表示每个所述区域的像素值的总数量；Bi表示所述当前原始帧的所述重建帧在每个所述区域的像素值。
5.一种编码装置，其特征在于，该装置包括：
采集模块，用于接收图像的原始帧；
编码模块，用于将当前原始帧划分为N个宏块，并对N个所述宏块进行编码获得每个所述宏块的码流数据；其中，N为正整数；
第一区域相似度计算模块，用于将所述当前原始帧划分为M个区域，并计算所述当前原始帧中各个区域对应的区域相似度，所述当前原始帧中各个区域对应的区域相似度是指：当前原始帧的重建帧中各个区域的像素值与上一原始帧的重建帧中对应区域的像素值之间的相似度；其中，M为正整数；
码流融合模块，用于将编码后得到的所述码流数据及所述当前原始帧中各个区域对应的区域相似度融合成全帧码流，发送至解码端；
响应模块，用于若接收到解码端发送的解码错误的区域的区域编号，则基于所述区域编号在当前帧中识别出解码错误的区域，并对所述解码错误的区域的所有宏块按照帧内编码进行编码。
6.一种解码方法，其特征在于，该方法包括：
接收编码端发送的全帧码流，并将所述全帧码流按照宏块进行解码，得到当前重建帧；其中，所述全帧码流包括当前原始帧编码后的码流数据及所述当前原始帧中各个区域对应的区域相似度；其中，所述当前原始帧中各个区域的区域相似度是指：当前原始帧的重建帧中各个区域的像素值与上一原始帧的重建帧中对应区域的像素值之间的相似度；
计算所述当前重建帧中各个区域对应的区域相似度，其中，所述当前重建帧中各个区域对应的区域相似度是指：当前重建帧中各个区域的像素值与上一重建帧中对应区域的像素值之间的相似度；
并将所述当前重建帧中各个区域对应的区域相似度与所述当前原始帧中相同区域对应的区域相似度进行比较；
若存在区域相似度不相同的区域，则将该区域编号发送至编码端。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，并将所述全帧码流按照宏块进行解码，得到当前重建帧时包括：
对所述全帧码流进行帧间解码或帧内解码，得到解码后的重建帧；
且以上一重建帧为参考帧，生成当前重建帧。
8.一种解码装置，其特征在于，该装置包括：
码流解析模块，用于接收编码端发送的全帧码流，并将所述全帧码流按照宏块进行解码，得到当前重建帧；其中，所述全帧码流包括所述当前原始帧编码后的码流数据及所述当前原始帧中各个区域对应的区域相似度；
第二区域相似度计算模块，用于计算所述当前重建帧中各个区域对应的区域相似度；其中，所述当前重建帧中各个区域对应的区域相似度是指：当前重建帧中各个区域的像素值与上一重建帧中对应区域的像素值之间的相似度；
区域相似度比较模块，用于并将所述当前重建帧中各个区域对应的区域相似度与所述当前原始帧中相同区域对应的区域相似度进行比较；
上报模块，用于若存在区域相似度不相同的区域，则将该区域编号发送至编码端。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1～7任一项所述编解码方法的步骤。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器；以及
存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；
其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1～7任一项所述编解码方法的步骤。
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