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本发明专利技术涉及采用不同方式计算哈希值建立哈希表进行搜索的编码方法,获得图像的采样格式,对图像中的所有像素按照预设规则计算哈希值,不同的采样格式中,至少有两个不同采样格式所使用的预设规则不相同,将具有相同哈希值的像素链接起来建立哈希表,进行基于哈希表的搜索及编码;预设规则选取各分量不同/相同位置的位数;选取各分量不同/相同数目的位数,各分量的数目总和与设定总位数相等;上述规则可以择一或者将多个规则组合使用。本发明专利技术针对不同采样格式的图像,采用不同方式计算哈希值,对不同分量采用不同位置和/或不同数目的位数分配,从而提高判断两个像素是否相同或相似的精确度,进一步提高不同采样格式的图像编码效率。
:在全球全社会“抗疫”期间,以大规模远程办公、线上教学、远程会议等为典型代表的远程在线互动活动发挥着不可替代的作用,并对社会活动形态产生了深刻的影响。屏幕内容编码正是这些远程在线互动活动中用于屏幕共享和显示的关键技术。这些屏幕内容无处不在,将成为主要多媒体增量流源之一。屏幕内容编码技术作为解决各种应用中“云-端/边缘”、“端/边缘-端/边缘”之间数据传输瓶颈问题,以及“人-机”交互滞后感问题的决定性技术,将深刻地改变“人-人”交互和“人-机”交互,甚至“机-机”交互的方式。因此,屏幕内容编码技术研究已成为迫切的必然需求。屏幕内容是将屏幕内容看成可含部分自然图像内容区域的,比自然图像更具普遍性的图像。屏幕内容体现出与自然图像不同的特征,主要包括:具有各种大小和形状的重复图样、非连续色调区域中编码单元内颜色数目比较少和其他若干特征(如具有尖锐、变化剧烈的内容、无噪声等)。在现有的混合编码框架中,对不同特征的图像内容的编码块,采用日益增多的不同编码模式进行编码,即对图像中的各编码单元,依次采用各种编码模式进行预编码,并计算出各模式获得的率失真值,从中选择率失真值最小的模式作为编码单元的最佳模式进行编码。最新的国际视频标准VVC(VersatileVideoCoding)标准和我国AVS3(thethirdgenerationofAudioVideoCodingStandard)标准及之前的版标准中,各种编码模式主要包括帧内预测模式、帧间预测模式、帧内块复制(IntraBlockCopy,IBC)、Palette模式、串匹配(也称为串预测)模式等。如VVC标准除了传统的帧内预测模式,还出现了其他的帧内预测模式:IBC算法是在由当前帧重建区域(当前CTU和左边CTU)一部分构成的搜索范围内,采用有限种固定大小(如4x8,8x4,8x8,16x4等)的块匹配。Palette模式用一个Palette来保存当前CU或者最近CU的代表性颜色。串预测模式以像素为单位,按照某种匹配顺序与规则,搜索最优参考串,最终将CU划分成一个或多个参考串和/或一个或多个未匹配像素。不同的编码模式对于不同的图像内容具有不可替代的作用,一般而言,帧内预测模式和帧间预测模式对于摄像机产生的连续色调区域如自然图像非常有效;而IBC算法、Palette模式、串预测模式对于含计算机产生的非连续色调区域,包括文本、图形、图标、图表等的屏幕图像非常有效。事实上,IBC算法和Palette模式是串预测模式的特例。串预测算法的基本操作是:对当前编码单元,在已重建的参考缓冲区内,以像素为基本预测单位,按照某种匹配顺序与规则,搜索最优参考串,最终将编码单元划分成一个或多个参考串,和/或一个或多个未匹配像素。串预测算法的性能一定程度上取决于搜索的范围。搜索的范围越大,找到的匹配串越多越好,编码效率也越高,同时编码花费的时间也越长。基于哈希表的搜索技术是一种有效的解决方案,被用于大搜索范围内快速找到匹配串。哈希表通过将具有相同哈希值的参考像素所在图像的坐标链接在一起,为当前编码像素提供一个有限的参考像素所在图像坐标的集合。通过这种方式,哈希表可以快速地通过查表的方式找到搜索范围内与当前像素匹配的第一个参考像素。哈希表建立的一个重要步骤是如何计算像素的哈希值。像素的哈希值,即将当前像素的分量值映射到一个若干位(如12位)的哈希值上。通过比较哈希值来判断两个像素是否相同或相似。现有的哈希值计算方式,即采用取像素的每个分量若干位串联在一起组成哈希值的方式。具体而言,设当前像素P=(Y,U,V)。Y、U、V是像素P用若干位表示的一个颜色分量。比如在8位YUV的有损编码中,哈希值采用Y、U、V最高前4位连接而成的12位的哈希值(hash_value),用公式(1)表示如下:Hash_value=((Y&0xf0)4)(U&0xf0)((V&0xf0)4)(1)三分量的图像格式一般包括4:2:0、4:2:2和4:4:4采样格式。以YUV数据为例,对于4:2:0格式,U和V分量在水平和垂直方向的尺寸都只有Y分量的一半;对于4:2:2格式,U和V分量在水平方向的尺寸只有Y分量的一半,在垂直方向的尺寸和Y分量相同;对于4:4:4格式,U和V分量在水平和垂直方向的尺寸都和Y分量一样。现有串预测编码算法中,对不同采样格式的三分量图像,均采用相同方式计算哈希值来建立哈希表进行搜索。如:对于4:2:0采样格式的YUV图像,首先对UV分量进行上采样,获得YUV三分量的像素值,再采用与4:4:4采样格式相同计算方式,即公式(1)的方式计算哈希值。由于4:2:0等采样格式中UV分量经过上采样等原因,上采样算法本身就存在误差,现有方法中对所有分量均采用相同位置和相同位数(即UV分量和Y分量占相同权重,UV分量和Y分量采用相同区分度)串联在一起的方式计算哈希值,采用比较两个像素的哈希值来判断两个像素是否相同或相似,因此会存在精确性不高和编码效率低的问题。有鉴于此,本案由此而生。
:为了进一步提高不同采样格式的图像编码效率以及精确性,本专利技术提供了一种根据不同采样格式的图像,采用不同方式计算哈希值来建立哈希表进行搜索的编码的方法,通过对不同采样格式图像中的像素采用不同方式来计算哈希值,对不同分量采用不同位置和/或不同数目的位数分配,从而提高判断两个像素是否相同或相似的精确度,进一步提高不同采样格式的图像编码效率。为了实现上述专利技术目的,本专利技术所采用的技术方案为:采用不同方式计算哈希值建立哈希表进行搜索的编码方法,内容包括:首先获得图像的采样格式,对图像中的所有像素按照预设规则计算哈希值,对于多个不同的采样格式中,至少有两个不同采样格式所使用的预设规则不相同,哈希值计算完毕后,将具有相同哈希值的像素链接起来建立哈希表,然后进行基于哈希表的搜索及编码;所述预设规则从如下方式中择一选用或者将多个规则组合使用:预设规则一:选取各分量不同位置的位数;预设规则二:选取各分量相同位置的位数;预设规则三:选取各分量不同数目的位数,各分量的数目总和与设定总位数相等;预设规则四:选取各分量相同数目的位数,各分量的数目总和与设定总位数相等。进一步,所述预设规则一和二中所涉及的分量中的位置是指:分量的高N位、或者次高N位、或者低N位、或者第i位至i+N,i+N≤设定总位数。进一步,所述图像为三分量图像,三个分量的预设规则如下:分量一、分量二、分量三均取高M位,3×M=设定总位数。进一步,所述图像为三分量图像,三个分量的预设规则如下:分量一取高A位,分量二和分量三均取高B位,A≠B,A+2B=设定总位数。进一步,所述图像为三分量图像,三个分量的预设规则如下:分量一取高C位,分量二和分量三均取次
1.采用不同方式计算哈希值建立哈希表进行搜索的编码方法,其特征在于:内容包括:首先获得图像的采样格式,对图像中的所有像素按照预设规则计算哈希值,对于多个不同的采样格式中,至少有两个不同采样格式所使用的预设规则不相同,哈希值计算完毕后,将具有相同哈希值的像素链接起来建立哈希表,然后进行基于哈希表的搜索及编码;/n所述预设规则从如下方式中择一选用或者将多个规则组合使用:/n预设规则一:选取各分量不同位置的位数;/n预设规则二:选取各分量相同位置的位数;/n预设规则三:选取各分量不同数目的位数,各分量的数目总和与设定总位数相等;/n预设规则四:选取各分量相同数目的位数,各分量的数目总和与设定总位数相等。/n