[发明专利]一种基于显著性的HEVC多描述图像编码算法

说明书

本发明公开了一种基于显著性的HEVC多描述图像编码算法，包括如下步骤：使用恒定的量化步长对图像进行HEVC帧内编码；采用显著性检测技术利用HEVC编码特征进行显著性检测，根据检测结果来调节描述间的冗余并进行第二次HEVC帧内编码；将两次编码后的图像片进行片交织，生成相应的两个描述，两个描述各自独立地在网络中传输；在接收端，根据接收到单个描述或同时接收到两个描述的不同情况分别进行解码。本发明采用多描述技术对图像进行编码，使得在部分描述丢失的情况下用户需要的图像仍能被重建，而不要求丢失数据包的重传，它提供了鲁棒图像传输方案，同时由于描述间的冗余是根据显著性来调节的，使得相同网络状况下用户视觉体验更佳。

技术领域

本发明涉及图像通信领域，尤其是一种基于显著性的HEVC多描述图像编码算法。

背景技术

随着智能手机、相机技术的发展，大量高分辨率的图像出现在社交网络、新闻媒体等各类网站上。图像通信的需求也在不断增加。高分辨率的图像由于比特率急剧增加，给高质量的图像通信带来了挑战。在图像通信中，图像编码是决定系统性能的核心技术之一。近年来，ISO/IEC运动图像专家组和ITU-T视频编码专家组联合发展了新一代的高性能视频编码(HEVC)标准,其中HEVC标准的范围拓展版本可支持静止图像的编码。

目前，已有的HEVC图像编码方法主要专注于提高压缩性能等方面，并已经在这些方面取得了很大进展。然而，仍存在如下缺点：(1)已有的HEVC图像编码方案未考虑到图像传输的鲁棒性。在互联网等尽力而为的网络或无线自组织网络等不可靠网络中，图像信号的传输由于带宽有限和网络链接质量差可能导致严重的数据包丢失。而图像都进行了压缩，这种影响还可能会进一步扩散到同一图像的其余部分，造成严重的图像重建质量下降。(2)使用已有的HEVC图像编码方案，在图像数据包发生严重丢失时，需要重新传送图像数据包。重新传送会给图像通信带来较大的时延。如果数据丢失是由于网络拥塞造成的，数据包重传会进一步加剧网络拥塞状况，造成更多的数据包丢失。(3)已有的HEVC编码方案中未能充分考虑图像各个区域对用户体验的影响。用户对图像较显著区域的失真比较敏感，对不显著区域的失真容忍度更高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于显著性的HEVC多描述图像编码算法，能够提高图像通信的鲁棒性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于显著性的HEVC多描述图像编码算法，包括如下步骤：

(1)使用恒定的量化步长对图像进行HEVC帧内编码；

(2)采用现有的显著性检测技术利用HEVC编码特征进行显著性检测，根据检测结果来调节描述间的冗余并进行第二次HEVC帧内编码；

(3)将两次编码后的图像片进行片交织，生成相应的两个描述，两个描述各自独立地在网络中传输；在接收端，根据接收到单个描述或同时接收到两个描述的不同情况分别进行解码。

优选的，步骤(1)中，使用恒定的量化步长对图像进行HEVC帧内编码具体为：图像编码使用HEVC标准提供的编码工具片，一幅图像被分割成若干个片进行编码，记为T₁,T₂,...,T_N，每个片是图像中一块自包含的且可独立进行解码的矩形区域，为后期的片交织、多描述的边路解码提供了基础，将片T₁,T₂,...,T_N对应的量化步长分别记为QP₁,QP₂,...,QP_N，那么第一次HEVC编码的量化步长可由下列公式进行表示：

QP₁＝QP₂＝...＝QP_N＝QP_p，

其中QP_p表示第一次编码使用的量化步长，为固定值。