[发明专利]一种与H264标准兼容的屏幕内容编码解码方法

说明书

技术领域

本发明属于视频编解码技术领域，涉及一种屏幕内容编解码方法，具体涉及一种与H264标准兼容的屏幕内容编码解码方法。

技术背景

在视频会议、远程教育、远程协作办公系统中，共享计算机屏幕内容是一项重要的功能，屏幕共享为展示和分享远端文档资料提供了一条迅捷的途径。屏幕内容图像是一种文字图形和自然图像混合的图像，包含Word/PDF文档，PPT演讲文档，Web页面等各种类型且日益多样化，同时由于屏幕图像分辨率较高，对网络带宽消耗较大，因此，必须对其进行有效的压缩。

混合图像中的文字图形部分包括许多人眼敏感的高频信息，传统的静态图像压标准(如JPEG)和动态视频压缩标准(如H264)基于人眼对自然图像中高频信息不敏感的特点将高频部分粗糙量化，直接用于压缩混合图像，往往导致文字图形模糊不清。一些意在维持文本图形边缘高频信息的改进技术，如空域直接量化、调色板编码、无损压缩，需要修改标准编码框架的内核，无法做到与标准解码器的兼容，影响了屏幕内容共享的互操作性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种与H264标准兼容的屏幕内容编码解码方法。

本发明所采用的技术方案是：一种与H264标准兼容的屏幕内容编码解码方法，其特征在于，所述的编码方法，包括以下步骤：

步骤1：图像块编码比特数预估，选取若干典型的文本屏幕内容组成大的训练数据集，对训练集中的图像逐帧执行字典编码，统计产生的总体比特数，再根据图像块的总数目，将这些比特数折算到单个图像块，即得到单个图像块字典编码方式下的比特数R；

步骤2：在H264标准编码模式和步骤1中得到的字典编码模式中，通过码率失真优化代价函数为每个图像块选取最佳编码模式，对于被选中为字典编码模式的图像块将其模式代码设置为I_PCM，但不立即编码；

步骤3：图像块数据收集，将每个判别为I_PCM的图像块数据写入一个公共缓冲区；重复步骤2，直至一帧图像处理完毕；

步骤4：对每个图像块的像素按列优先顺序重组后执行字典编码，包含亮度和两个色度分量，然后执行字典编码，将字典编码的码流写入H264标准编码的码流的前面，形成复合码流。

作为优选，步骤1中所述的典型的文本屏幕内容包括Word文档、PPT幻灯片、网页、CAD图形。

作为优选，步骤1中所述的字典编码采用的是Lempel-Ziv-Markov chain-Algorithm算法。

作为优选，步骤2中所述的，通过码率失真优化代价函数为每个图像块选取最佳编码模式，其具体实现过程是计算图像块在两种编码模式下的失真D和比特数R，然后通过码率失真优化代价函数J＝D+λR选取联合失真J最小的模式作为最佳编码模式；其中J为联合失真，参数λ为拉格朗日参数，λ用于权衡失真与码率间的度量权重。

作为优选，编码后进行解码方法，包括以下步骤：

步骤1：从复合码流中提取字典码流，然后执行字典解码，得到所有模式为I_PCM图像块的解码样点数据；

步骤2：顺序扫描解码样点数据并解析H264码流，对解析出模式为I_PCM的图像块，将其对应的像素样点数据写入H264码流中；

步骤3：执行标准的H264解码过程。

与标准化的H264编码技术以及目前一些针对屏幕视频编码的改进方案比较，本发明具有以下优点和积极效果：

(1)本发明通过新增加的字典编码模式对前景分布稀疏的文本区域采取无损压缩，提高了屏幕视频的编码质量和压缩效率；

(2)本发明借用H264定义的、但未用到的I_PCM模式指示字典编码模式，因此，码流可被标准的H264解码器识别，不需要修改解码器，保持了标准兼容性。

(3)本发明新增加的字典编码模式不需要逐块计算编码失真和比特数消耗，因此，不带来运算复杂度的额外增加。

附图说明

图1：本发明实施例的编码流程图。

图2：本发明实施例的解码流程图。

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发明，下面结合附图及实施例对本发明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发明，并不用于限定本发明。