一种基于H.264和HSV颜色量化的屏幕图像编码方法技术

本发明专利技术公开了一种基于H.264和HSV颜色量化的屏幕图像编码方法，包括颜色量化过程和图像编码过程。在颜色量化的过程中，针对I帧，将原来的256个颜色区间量化到32个颜色区间，再使用无损压缩编码进一步降低比特数。在图像编码的过程中，针对P帧，使用H.264编码器，对前后帧变化的运动区域进行整体的运动估计，而不是对每个宏块都进行运动估计。本发明专利技术可以减少编码后的比特数，在保证屏幕图像质量的同时提高了图像的压缩效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于H.264和HSV颜色量化的屏幕图像编码方法
本专利技术属于数字图像
，涉及一种屏幕图像压缩方法，具体涉及一种基于H.264和HSV颜色量化的屏幕图像编码方法。
技术介绍
在互联网和云计算时代，屏幕内容共享已经成为远程教育、网络会议、协作办公、个人即时通讯等应用中不可或缺的功能。例如，远程教育系统向学生提供高质量的老师授课场景，包括老师操作幻灯片或其他软件实时过程。屏幕图像需要经过压缩才能进行传输和存储，但不同于观看自然视频，人们对呈现在屏幕上的文档内容的清晰度要求较高，不能忍受任何图文信息的失真。因此，在存储空间和网络带宽受到限制的情况下，如何对屏幕图像进行近似无失真的压缩是亟待解决的问题。屏幕图像是由计算机生成的一种特殊的图像，由文本、图形及自然图像等不同统计特性的成份组成。目前已经开展了一些基于混合图像编码方法的屏幕图像压缩研究，例如，对文本/图形块使用无损的LZW算法编码，对自然图片块使用传统图像编码算法JPEG/JPEG2000；或是在帧内编码时采用Gzip无损编码和H.264有损编码相结合的混合编码方法。当前对屏幕视频的编码依然是沿用H.264等面向自然视频的编码技术，由于没有充利用屏幕视频中不同类型内容统计特性的差异，压缩效率停留在一个较低的水平。屏幕视频中的文字图形部分带有大量人眼敏感的高频信息，屏幕视频具有文字图形边缘锐利、前背景色彩层次感强、屏幕滚动的整体运动等特性，如果从这些特性出发，发掘新的编码方法和编码工具组合，有望提升屏幕视频中图文内容的编码质量和效率。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于H.264和HSV颜色量化的屏幕图像编码方法，该方法采用基于H.264和HSV颜色量化对图像进行压缩，在保证图像质量的前提下提高了图像的压缩效率。本专利技术所采用的技术方案是：一种基于H.264和HSV颜色量化的屏幕图像编码方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：判断当前帧类型；若当前帧是I帧，则执行下述步骤2；若当前帧是P帧，则执行下述步骤6；步骤2：根据YUV转RGB模型得到当前图像的RGB三个分量的值，根据RGB转HSV模型得到当前图像的HSV三个分量的值；步骤3：将色调H空间量化成7份，饱和度S空间量化成2份，亮度V空间量化成2份；步骤4：颜色量化后，H用3bit表示，S、V分别用1bit表示，得到32个颜色空间进行LZMA算法的无失真压缩编码；步骤5：判断当前帧是否是最后一帧；若是，则结束编码；若否，则回转执行步骤1；步骤6：则根据帧差法可得到前后两帧的运动区域，并将在运动区域内的宏块标志为1，否则标志为0；若连续5个宏块的运动矢量是一样的且宏块的标志为1，则获取运动区域中第一个宏块的坐标和最后一个宏块的坐标，由此得到一个变化的运动区域；步骤7：判断当前宏块是否属于运动区域；若是，则执行下述步骤8；若否，则执行下述步骤11；步骤8：判断当前宏块是否是运动区域的第一个宏块；若是，则执行下述步骤9；若否，则执行下述步骤10；步骤9：对当前宏块按H.264编码方法编码；然后执行下述步骤12；步骤10：对当前宏块直接重用运动区域中第一个宏块的运动矢量和模式并按H.264编码方法编码；然后执行下述步骤12；步骤11：对当前宏块采用P_Skip模式按H.264编码方法编码；然后执行下述步骤12；步骤12：判断当前宏块是否是当前帧的最后一个宏块；若是，则执行下述步骤13；若否，则执行回转执行步骤7；步骤13：判断，当前帧是否是最后一帧；若是，则结束编码；若否，则执行回转执行步骤1。作为优选，步骤2中所述根据YUV转RGB模型得到当前图像的RGB三个分量的值，转换公式为：r＝y+1.402vg＝y-0.344u-0.714v；b＝y+1.772u所述根据RGB转HSV模型得到当前图像的HSV三个分量的值，转换公式为：v＝max；其中，max＝max(r,g,b)，即r,g,b三者中的最大值；min＝min(r,g,b)，即r,g,b三者中的最小值。作为优选，步骤3中所述将色调H空间量化成7份，饱和度S空间量化成2份，亮度V空间量化成2份，量化公式为：本专利技术具有以下优点和积极效果：1)本专利技术方法能够根据屏幕视频色彩不丰富及整体移动的特点，对帧内颜色和帧间运动进行特殊的压缩，能有效控制图像的编码质量；2)本专利技术能够在保证屏幕图像质量的同时显著提高图像的压缩效率。附图说明图1本专利技术实施例的流程图。具体实施方式为了便于本领域普通技术人员理解和实施本专利技术，下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请见图1，本专利技术提供的一种基于H.264和HSV颜色量化的屏幕图像编码方法，包括以下步骤：步骤1：判断当前帧类型；若当前帧是I帧，则执行下述步骤2；若当前帧是P帧，则执行下述步骤6；步骤2：根据YUV转RGB模型得到当前图像的RGB三个分量的值，根据RGB转HSV模型得到当前图像的HSV三个分量的值；根据YUV转RGB模型得到当前图像的RGB三个分量的值，利用算式；r＝y+1.402vg＝y-0.344u-0.714vb＝y+1.772u根据RGB转HSV模型得到当前图像的HSV三个分量的值，利用算式；v＝max其中，max＝max(r,g,b)，即r,g,b三者中的最大值；min＝min(r,g,b)，即r,g,b三者中的最小值。步骤3：将色调H空间量化成7份，饱和度S空间量化成2份，亮度V空间量化成2份；利用算式：步骤4：颜色量化后，H用3bit表示，S、V分别用1bit表示，得到32个颜色空间进行LZMA算法的无失真压缩编码；量化后得到32个颜色空间进行压缩编码，对于YUV分量，它的每个分量需用到8bit，来表示256种颜色，应该HSV颜色量化后，只需要5bit就能表示出来32中颜色。步骤5：判断当前帧是否是最后一帧；若是，则结束编码；若否，则回转执行步骤1；步骤6：则根据帧差法可得到前后两帧的运动区域，并将在运动区域内的宏块标志为1，否则标志为0；若连续5个宏块的运动矢量是一样的且宏块的标志为1，则获取运动区域中第一个宏块的坐标和最后一个宏块的坐标，由此得到一个变化的运动区域；步骤7：判断当前宏块是否属于运动区域；若是，则执行下述步骤8；若否，则执行下述步骤11；步骤8：判断当前宏块是否是运动区域的第一个宏块；若是，则执行下述步骤9；若否，则执行下述步骤10；步骤9：对当前宏块按H.264编码方法编码；然后执行下述步骤12；步骤10：对当前宏块直接重用运动区域中第一个宏块的运动矢量和模式并按H.264编码方法编码；然后执行下述步骤12；步骤11：对当前宏块采用P_Skip模式按H.264编码方法编码；然后执行下述步骤12；步骤12：判断当前宏块是否是当前帧的最后一个宏块；若是，则执行下述步骤13；若否，则执行回转执行步骤7；步骤13：判断，当前帧是否是最后一帧；若是，则结束编码；若否，则回转执行步骤1；本专利技术可以对屏幕图像中颜色和运动进行特殊的判断，对图像的质量进行有效的控制，在保证屏幕图像质量的同时显著提高图像的压缩效率。应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。应当理解的是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于H.264和HSV颜色量化的屏幕图像编码方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：判断当前帧类型；若当前帧是I帧，则执行下述步骤2；若当前帧是P帧，则执行下述步骤6；步骤2：根据YUV转RGB模型得到当前图像的RGB三个分量的值，根据RGB转HSV模型得到当前图像的HSV三个分量的值；步骤3：将色调H空间量化成7份，饱和度S空间量化成2份，亮度V空间量化成2份；步骤4：颜色量化后，H用3bit表示，S、V分别用1bit表示，得到32个颜色空间进行LZMA算法的无失真压缩编码；步骤5：判断当前帧是否是最后一帧；若是，则结束编码；若否，则回转执行步骤1；步骤6：则根据帧差法可得到前后两帧的运动区域，并将在运动区域内的宏块标志为1，否则标志为0；若连续5个宏块的运动矢量是一样的且宏块的标志为1，则获取运动区域中第一个宏块的坐标和最后一个宏块的坐标，由此得到一个变化的矩形区域；步骤7：判断当前宏块是否属于矩形区域；若是，则执行下述步骤8；若否，则执行下述步骤11；步骤8：判断当前宏块是否是矩形区域的第一个宏块；若是，则执行下述步骤9；若否，则执行下述步骤10；步骤9：对当前宏块按H.264编码方法编码；然后执行下述步骤12；步骤10：对当前宏块直接重用矩形区域中第一个宏块的运动矢量和模式并按H.264编码方法编码；然后执行下述步骤12；步骤11：对当前宏块采用P_Skip模式按H.264编码方法编码；然后执行下述步骤12；步骤12：判断当前宏块是否是当前帧的最后一个宏块；若是，则执行下述步骤13；若否，则执行回转执行步骤7；步骤13：判断，当前帧是否是最后一帧；若是，则结束编码；若否，则回转执行步骤1。...

【技术特征摘要】
1.一种基于H.264和HSV颜色量化的屏幕图像编码方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：判断当前帧类型；若当前帧是I帧，则执行下述步骤2；若当前帧是P帧，则执行下述步骤6；步骤2：根据YUV转RGB模型得到当前图像的RGB三个分量的值，根据RGB转HSV模型得到当前图像的HSV三个分量的值；步骤3：将色调H空间量化成7份，饱和度S空间量化成2份，亮度V空间量化成2份；步骤4：颜色量化后，H用3bit表示，S、V分别用1bit表示，得到32个颜色空间进行LZMA算法的无失真压缩编码；步骤5：判断当前帧是否是最后一帧；若是，则结束编码；若否，则回转执行步骤1；步骤6：则根据帧差法可得到前后两帧的运动区域，并将在运动区域内的宏块标志为1，否则标志为0；若连续5个宏块的运动矢量是一样的且宏块的标志为1，则获取运动区域中第一个宏块的坐标和最后一个宏块的坐标，由此得到一个变化的运动区域；步骤7：判断当前宏块是否属于运动区域；若是，则执行下述步骤8；若否，则执行下述步骤11；步骤8：判断当前宏块是否是运动区域的第一个宏块；若是，则执行下述步骤9；若否，则执行下述步骤10；步骤9：对当前宏块按H.264编码方法编码；然后执行...

【专利技术属性】
技术研发人员：王中元，张安娜，朱荣，肖晶，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42