[发明专利]一种基于分形的视频压缩与解压缩方法

摘要

本发明提出了一种基于分形的视频压缩与解压缩方法，压缩方法是利用分形迭代原理进行视频编码的一种新型视频压缩编码方法，首先对起始帧采用块DCT变换编码，对非I帧进行块运动估计/补偿编码，首先计算与子块域和父块域相关子块的像素和与像素平方和，然后在前一帧搜索窗中利用全搜索方法寻找最相似的匹配块，最后利用Huffman编码方法压缩迭代函数系统系数。对应的解压缩过程为：对I帧采用反DCT变换的方式解码，对非I帧进行Huffman解码获得迭代函数系统系数，然后进行基于宏块的解码，首先计算父块域相关子块的像素和与像素平方和，然后依次对当前帧中的每一个宏块进行解码。本方法改进了传统分形视频压缩方法，不但大大提高了压缩比和峰值信噪比，而且提高了编码速度，进一步提高了分形视频压缩编码的性能，使其更加具有实用性。

主权项

一种基于分形的视频压缩编码方法，其特征在于：用宏块的树状划分规则替代传统的四叉树划分规则；采用相同大小的子块和父块进行匹配，取代传统分形图像压缩中对子块和父块进行分类和翻转的方法，简化了块的搜索策略和范围，并将搜索范围限定在固定个数像素之间，极大的提高了计算速度；使用了H.264标准中的I帧方法；减少重复计算；该基于分形的视频压缩编码方法的具体步骤如下：步骤一：对于I帧，首先对该帧进行互不重叠的固定大小的块划分，对每一个图像块分别采用基于块DCT变换的I帧帧内图像压缩方法，对该帧图像进行单独编码和解码，转到步骤四；所述I帧为视频序列起始帧或者视频序列中只进行帧内编码的图像帧；所述将当前帧划分为固定大小的互不重叠的图像块称为宏块；所述将当前宏块进行树状划分得到的块称为小块；所述块DCT变换中的块采用固定大小模式；步骤二：若当前帧为非I帧，在进行块匹配之前，首先对当前帧进行互不重叠的宏块划分，然后计算这些宏块以及经树状划分得到的小块的像素和、像素平方和，以及前一帧重建图像即参考帧中，按照设定步长划分的所有宏块以及经树状划分得到的小块的像素和、像素平方和，以减少块匹配过程中的重复计算；转到步骤三；所述当前帧为正在进行压缩的帧；所述参考帧为当前帧的已经编码并重建的前一帧；所述当前帧所有块的集合称为子块域；所述前一帧的所有块的集合称为父块域；步骤三：依次对当前帧的所有宏块进行编码，在父块域中的搜索窗内首先对该宏块进行块匹配；在进行子块与父块的匹配过程中，子块的位置作为父块的起始搜索点，父块的大小与子块的大小相同；如果匹配误差RMS小于开始设定的阈值γ，保存当前的迭代函数系统系数即IFS系数，转入步骤三编码下一宏块；否则，依次按照树状结构对该块进行划分，并对各个划分得到的小块分别计算匹配误差RMS，如果RMS小于设定阈值γ，停止划分并记录该小块IFS系数，转入步骤三编码下一宏块；否则继续划分，直到将当前块划分为预先设定的最小块，记录IFS系数；转入步骤三编码下一宏块；所述搜索窗为在参考帧中的矩形搜索区域；所述IFS系数包括父块位置(x，y)和比例因子s、偏移因子o；如果当前帧所有的宏块都已编码完毕，则转到步骤四；步骤四：对所有IFS系数进行Huffman编码，降低IFS系数数据的统计冗余；判断当前帧是否为最后一帧，如果是最后一帧结束编码；否则，返回步骤一继续处理下一帧图像。