点匹配参考集和索引来回扫描串匹配的编解码方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及点匹配参考集和索引来回扫描串匹配的编解码方法和装置，提供一种图像压缩方法和装置。对编解码块进行索引来回扫描匹配编解码时，存在一个至少由具有分量表现格式的一部分重构像素样值组成的点匹配参考集，其中每一个参考像素样值都有一个唯一的索引，至少部分当前像素样值，其参考像素样值来自所述点匹配参考集，使用索引表示匹配对应关系，编解码块内的像素样值或其索引，按照来回扫描方式排列，在索引中进行索引串匹配编解码，参考串在当前串的相邻正上方或者相邻正左边。在当前串的相邻正上方或者相邻正左边。

【技术实现步骤摘要】
点匹配参考集和索引来回扫描串匹配的编解码方法和装置
[0001][0002][0003][0004][0005][0006][0007][0008][0009]

[0010]本专利技术涉及一种数字视频压缩编码及解码系统，特别是计算机屏幕图像和视频的编码及解码的方法和装置。
[0011]
技术介绍

[0012]随着以远程桌面为典型表现形式的新一代云计算与信息处理模式及平台的发展和普及，多台计算机之间、计算机与智能电视、智能手机、平板电脑等其他数字设备之间及各种各类数字设备之间的互联已经成为现实并日趋成为一种主流趋势。这使得服务器端到用户端的实时屏幕传输成为当前迫切需求，对计算机屏幕图像有效的数据压缩必不可少。
[0013]屏幕图像的数字视频信号的自然形式是图像的序列。一幅图像通常是由若干像素组成的矩形区域，如果一个数字视频信号每秒有50幅图像，那么一段30分钟的数字视频信号就是一个由30x60x50＝90000幅图像组成的视频图像序列，有时也简称为视频序列或序列。对数字视频信号进行编码就是对一幅一幅图像进行编码。在任一时刻，正在编码中的那一幅图像称为当前编码图像。同样，对数字视频信号的压缩码流（码流也称为比特流）进行解码就是对一幅一幅图像的压缩码流进行解码。在任一时刻，正在解码中的那一幅图像称为当前解码图像。当前编码图像或当前解码图像都统称为当前图像。
[0014]在几乎所有视频图像编码的国际标准如MPEG-1/2/4，H.264/AVC以及HEVC中，对一幅图像进行编码时，都是把一幅图像划分成若干块M1xM2像素的子图像，称为“编码单元（Coding Unit简称CU）”，以CU为基本编码单位，对子图像一块一块进行编码。常用的M1或M2是8，16，32，64。因此，对一个视频图像序列进行编码就是对各个编码单元依次进行编码。同样，解码时也是对各个编码单元依次进行解码，最终重构出整个视频图像序列。
[0015]为适应一幅图像内各部分图像内容与性质的不同，有针对性地进行最有效的编码，一幅图像内各CU的大小可以是不同的，有的是8x8，有的是64x64，等等。为了使不同大小的CU能够无缝拼接起来，一幅图像通常先划分成大小完全相同具有NxN像素的“最大编码单元（Largest Coding Unit简称LCU）”，然后每个LCU再进一步划分成多个大小不一定相同的CU。例如，一幅图像先划分成大小完全相同的64x64像素的LCU（N＝64）。其中某个LCU由3个
32x32像素的CU和4个16x16像素的CU构成。而另一个LCU由2个32x32像素的CU、3个16x16像素的CU和20个8x8像素的CU构成。
[0016]对一幅图像进行编码，就是依次对一个一个CU进行编码。在任一时刻，正在编码中的CU称为当前编码CU。对一幅图像进行解码，也是依次对一个一个CU进行解码。在任一时刻，正在解码中的CU称为当前解码CU。当前编码CU或当前解码CU都统称为当前CU。
[0017]在本专利技术专利申请中，CU（即编码单元）是指一幅图像中的一个区域。
[0018]在本专利技术专利申请中，编码块或解码块是指一幅图像中对其施行编码或解码的一个区域，也统称为编解码块。
[0019]因此，在本专利技术专利申请中，对于编码来说，“CU”与“编码块”是同义词，对于解码来说，“CU”与“解码块”是同义词，根据上下文，可以明确“CU”是表示“编码块”还是表示“解码块”， 如果从上下文不能明确，那么就是同时表示两者之任一。
[0020]除了像素的3分量表现格式，像素的另一种常用的现有技术的表现格式是调色板索引表现格式。在调色板索引表现格式中，一个像素的数值也可以用调色板的索引来表现。调色板空间中存储了需要被表现的像素的3个分量的数值或近似数值，调色板的地址被称为这个地址中存储的像素的索引。一个索引可以表现像素的一个分量，一个索引也可以表现像素的3个分量。调色板可以是一个，也可以是多个。在多个调色板的情形，一个完整的索引实际上由调色板编号和该编号的调色板的索引两部分组成。像素的索引表现格式就是用索引来表现这个像素。像素的索引表现格式在现有技术中也被称为像素的索引颜色（indexed color）或仿颜色（pseudo color）表现格式，或者常常被直接称为索引像素（indexed pixel）或仿像素（pseudo pixel）或像素索引或索引。索引有时也被称为指数。把像素用其索引表现格式来表现也称为索引化或指数化。
[0021]YUV色彩格式又可根据是否对色度分量进行下采样再细分成若干种子格式：1个像素由1个Y分量、1个U分量、1个V分量组成的YUV4:4:4像素色彩格式；左右相邻的2个像素由2个Y分量、1个U分量、1个V分量组成的YUV4:2:2像素色彩格式；左右上下相邻按2x2空间位置排列的4个像素由4个Y分量、1个U分量、1个V分量组成的YUV4:2:0像素色彩格式。一个分量一般用1个8~16比特的数字来表示。YUV4:2:2像素色彩格式和YUV4:2:0像素色彩格式都是对YUV4:4:4像素色彩格式施行色度分量的下采样得到。一个像素分量也称为一个像素样值（pixel sample）或简单地称为一个样值（sample）。
[0022]编码或解码时的最基本元素可以是一个像素，也可以是一个像素分量，也可以是一个像素索引（即索引像素）。作为编码或解码的最基本元素的一个像素或一个像素分量或一个索引像素统称为一个像素样值（sample），有时也通称为一个像素值，或简单地称为一个样值。
[0023]在本专利技术专利申请中，“像素样值”、“像素值”、“样值”、“索引像素”、“像素索引”是同义词，根据上下文，可以明确是表示“像素”还是表示“一个像素分量”还是表示“索引像素”或者同时表示三者之任一。如果从上下文不能明确，那么就是同时表示三者之任一。
[0024]在本专利技术专利申请中，CU（即编码单元）是由若干像素值组成的一个区域。CU的形状可以是矩形、正方形、平行四边形、梯形、多边形、圆形、椭圆形及其他各种形状。矩形也包括宽度或高度为一个像素值的退化为线（即线段或线形）的矩形。一幅图像中，各个CU可以具有各不相同的形状和大小。一幅图像中，某些或全部CU可以有互相重叠部分，也可以所有
CU都互不重叠。一个CU，可以由“像素”组成，也可以由“像素的分量”组成，也可以由“索引像素”组成，也可以由这3者混合组成，也可以由这3者中之任意2种混合组成。
[0025]但是，现有技术中，基于邻近像素样值的帧内预测编码和基于方块（block）的帧间预测编码，都不能有效地找到图像中具有各种形状或大小的匹配图案，编码效率很低。

技术实现思路

[0026]为了解决图像视频编码和解码的现有技术中的这一问题，本专利技术提供了一种基于固定宽度可变长度的像素样值串匹配的图像编码与解码的方法和装置。
[0027]本专利技术的主要技术特征如图1所示。图1表示的是一幅平面格式图像的一个分量（样值）平面。但本专利技术也同样适用于叠包格式图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像或图像序列编码方法，其特征在于至少包括下列步骤：索引来回扫描匹配编码步骤，其特征在于：在对一个编码块进行编码时，存在一个至少由具有分量表现格式的一部分重构像素样值组成的点匹配参考集；所述点匹配参考集内的每一个参考像素样值都有一个唯一的索引，用于表示该参考像素样值在所述点匹配参考集内的位置的地址；所述编码块内的至少部分当前像素样值，其参考像素样值来自所述点匹配参考集，使用索引表示所述当前像素样值与所述参考像素样值之间的匹配对应关系；匹配相对位置包括所述索引；所述编码块内的像素样值或其索引，按照水平来回扫描方式排列或者按照垂直来回扫描方式排列；在所述水平来回扫描方式中，相邻行的扫描方向交替变换，即奇数行的扫描方向与偶数行的扫描方向相反；在所述垂直来回扫描方式中，相邻列的扫描方向交替变换，即奇数列的扫描方向与偶数列的扫描方向相反；对所述编码块的索引进行匹配编码，在已完成至少部分阶段性重构的像素样值的索引中搜索得到与当前索引串相匹配即具有相同索引值的参考索引串，当所述编码块采用水平扫描方式时，参考索引串位于当前索引串的相邻正上方，或者，当所述编码块采用垂直扫描方式时，参考索引串位于当前索引串的相邻正左边；所述相邻正上方或者相邻正左边的匹配相对位置用一个相邻正上方或正左边索引匹配标识码来表示；压缩码流生成步骤：至少将表示包括至少部分所述索引和/或所述相邻正上方或正左边索引匹配标识码的匹配相对位置的参数写入压缩码流。2.根据权利要求1所述的编码方法，其特征在于：对所述点匹配参考集的部分内容进行更新，至少将表示下列参数的语法元素的全部或部分写入压缩码流：是否需要更新点匹配参考集的标记位：pt_matching_ref_set_update_flag需要更新的点匹配参考集的样值的数目：pt_matching_ref_set_update_num当pt_matching_ref_set_update_flag取一个预定值时表示需要更新点匹配参考集，当pt_matching_ref_set_update_flag取另一个预定值时表示不需要更新点匹配参考集；当不需要更新点匹配参考集时，不存在pt_matching_ref_set_update_num，当需要更新点匹配参考集时，pt_matching_ref_set_update_num指定需要更新的点匹配参考集的元素的数目。3.一种图像或图像序列编码装置，其特征在于至少包括下列模块：索引来回扫描匹配编码模块，其特征在于：在对一个编码块进行编码时，存在一个至少由具有分量表现格式的一部分重构像素样值组成的点匹配参考集；所述点匹配参考集内的每一个参考像素样值都有一个唯一的索引，用于表示该参考像素样值在所述点匹配参考集内的位置的地址；所述编码块内的至少部分当前像素样值，其参考像素样值来自所述点匹配参考集，使用索引表示所述当前像素样值与所述参考像素样值之间的匹配对应关系；匹配相对位置包
括所述索引；所述编码块内的像素样值或其索引，按照水平来回扫描方式排列或者按照垂直来回扫描方式排列；在所述水平来回扫描方式中，相邻行的扫描方向交替变换，即奇数行的扫描方向与偶数行的扫描方向相反；在所述垂直来回扫描方式中，相邻列的扫描方向交替变换，即奇数列的扫描方向与偶数列的扫描方向相反；对所述编码块的索引进行匹配编码，在已完成至少部分阶段性重构的像素样值的索引中搜索得到与当前索引串相匹配即具有相同索引值的参考索引串，当所述编码块采用水平扫描方式时，参考索引串位于当前索引串的相邻正上方，或者，当所述编码块采用垂直扫描方式时，参考索引串位于当前索引串的相邻正左边；所述相邻正上方或者相邻正左边的匹配相对位置用一个相邻正上方或正左边索引匹配标识码来表示；点匹配参考集模块：暂存已经完成至少部分阶段性重构的具有分量表现格式的一部分重构像素样值；压缩码流生成模块：至少将表示包括至少部分所述索引和/或所述相邻正上方或正左边索引匹配标识码的匹配相对位置的参数写入压缩码流。4.根据权利要求3所述的编码装置，其特征在于：对所述点匹配参考集的部分内容进行更新，至少将表示下列参数的语法元素的全部或部分写入压缩码流：是否需要更新点匹配参考集的标记位：pt_matching_ref_set_update_flag需要更新的点匹配参考集的样值的数目：pt_matching_ref_set_update_num当pt_matching_ref_set_update_flag取一个预定值时表示需要更新点匹配参考集，当pt_matching_ref_set_update_flag取另一个预定值时表示不需要更新点匹配参考集；当不需要更新点匹配参考集时，不存在pt_matching_ref_set_update_num，当需要更新点匹配参考集时，pt_matching_ref_set_update_num指定需要更新的点匹配参考集的元素的数目。5.一种图像或图像序列解码方法，其特征在于至少包括下列步骤：压缩码流解析步骤：在对一个解码块进行解码时，解...

【专利技术属性】
技术研发人员：林涛，
申请(专利权)人：上海天荷电子信息有限公司，
类型：发明
国别省市：