專利名稱：基于顏色空間變換進(jìn)行編解碼誤差修正的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信號處理中的視頻編解碼技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及基于顏色空間變換進(jìn)行編解碼誤差修正的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
彩色的數(shù)字化的視頻通常用YUV類型的顏色空間來表示，通常用8個(gè)二進(jìn)制位表示像素的每個(gè)分量的值。但是視頻在采集和回放的時(shí)候，通常都需要變換到RGB類型的顏色空間。在信號處理中的視頻編解碼技術(shù)領(lǐng)域中，有許多數(shù)字視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)，其中，具有代表性的有國際標(biāo)準(zhǔn)MPEG-4、H.264/MPEG-4AVC (—種由ITU-T和IS0/IEC MPEG共同制定的視頻壓縮編碼國際標(biāo)準(zhǔn))、我國自主制定的標(biāo)準(zhǔn)AVS等，這些標(biāo)準(zhǔn)都涉及到了對有損編碼模塊產(chǎn)生的誤差進(jìn)行修正的技術(shù)，其基本方法都是在YUV類型的顏色空間分別將解碼(重建)視頻幀的每個(gè)像素的各個(gè)分量的取值范圍限制在(Γ255。然而，經(jīng)過仔細(xì)分析各種顏色空間變換，我們發(fā)現(xiàn)在從RGB類型的顏色空間變換到Y(jié)UV類型的顏色空間的過程中，RGB類型的顏色空間中的立方體
3在變換到Y(jié)UV類型的顏色空間后不再是一個(gè)立方體，而是一個(gè)平行六面體，其體積也縮小了。該平行六面體完全位于RGB類型的顏色空間的立方體[O, 255]3之內(nèi)。在YUV類型的顏色空間進(jìn)行有損壓縮編碼時(shí)，由于存在編解碼誤差，有些像素的三個(gè)分量的值所確定的色點(diǎn)可能會超出上述平行六面體的范圍。如前所述，在回放時(shí)視頻需要變換到RGB類型的顏色空間。那么那些超出平行六面體范圍的色點(diǎn)在經(jīng)過顏色空間變換后就會超出RGB類型的顏色空間中的立方體
3的范圍。這時(shí)回放設(shè)備會把色點(diǎn)在RGB類型的顏色空間強(qiáng)行拉回到立方體之內(nèi)。在現(xiàn)有的有損壓縮方法中，在編碼過程中對重建幀的處理和解碼過程中對解碼幀的處理都是將得到的Y，U和V分量的取值范圍分別限制在(Γ255，并沒有考慮到Y(jié)UV類型的顏色空間中平行六面體的形狀，這樣雖然不會影響視頻在回放時(shí)的顏色，但是由于重建幀和解碼幀會作為后續(xù)幀的參考幀，其中的誤差會使后續(xù)幀在進(jìn)行預(yù)測時(shí)得到更大的預(yù)測誤差，從而降低編碼效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供基于顏色空間變換進(jìn)行編解碼誤差修正的方法和系統(tǒng)以解決采用現(xiàn)有的有損壓縮方法編碼效率不高的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供:基于顏色空間變換進(jìn)行編解碼誤差修正的方法，包括:將用YUV類型的顏色空間表示的彩色數(shù)字化的視頻的解碼視頻幀的每一個(gè)像素的Y、U、V三個(gè)分量進(jìn)行顏色空 間變換，獲得與所述Y、U、V三個(gè)分量對應(yīng)的R、G、B三個(gè)分量；
將所述R、G、B三個(gè)分量的值分別修正到預(yù)設(shè)最小值和預(yù)設(shè)最大值之間，獲得與所述R、G、B三個(gè)分量對應(yīng)的R’、G’、B’三個(gè)分量；將所述R’、G’、B’三個(gè)分量進(jìn)行顏色空間反變換，獲得與所述R’、G’、B’三個(gè)分量對應(yīng)的修正后的解碼視頻幀的每一個(gè)像素的Y’、U’、V’三個(gè)分量?？蛇x的，在所述的基于顏色空間變換進(jìn)行編解碼誤差修正的方法中，所述將所述R、G、B三個(gè)分量的值分別修正到預(yù)設(shè)最小值和預(yù)設(shè)最大值之間的步驟包括:當(dāng)所述R、G、B三個(gè)分量的值大于預(yù)設(shè)最大值時(shí)，則將所述R、G、B三個(gè)分量的值置為預(yù)設(shè)最大值；當(dāng)所述R、G、B三個(gè)分量的值小于預(yù)設(shè)最小值時(shí)，則將所述R、G、B三個(gè)分量的值置為預(yù)設(shè)最小值時(shí)；當(dāng)所述R、G、B三個(gè)分量的值大于等于預(yù)設(shè)最小值且小于等于預(yù)設(shè)最大值，則所述R、G、B三個(gè)分量的值保持不變?？蛇x的，在所述的基于顏色空間變換進(jìn)行編解碼誤差修正的方法中，所述預(yù)設(shè)最小值為零；所述預(yù)設(shè)最大值為2n-l，其中，η為表示Y、U、V三個(gè)分量的二進(jìn)制位數(shù)，η的取值由一編解碼系統(tǒng)決定。同時(shí)，本發(fā)明還提供基于顏色空間變換進(jìn)行編解碼誤差修正的系統(tǒng)，包括:顏色空間變換模塊，用于將用YUV類型的顏色空間表示的彩色數(shù)字化的視頻的解碼視頻幀的每一個(gè)像素的Y、u、V三個(gè)分量進(jìn)行顏色空間變換，獲得與所述Y、U、V三個(gè)分量對應(yīng)的R、G、B三個(gè)分量；編解碼誤差修正模塊，用于將所述R、G、B三個(gè)分量的值分別修正到預(yù)設(shè)最小值和預(yù)設(shè)最大值之間，獲得與所述R、G、B三個(gè)分量對應(yīng)的R’、G’、B’三個(gè)分量；顏色空間反變換模塊，用于將所述R’、G’、B’三個(gè)分量進(jìn)行顏色空間反變換，獲得與所述R’、G’、B’三個(gè)分量對應(yīng)的修正后的解碼視頻幀的每一個(gè)像素的Y’、U’、V’三個(gè)分量。可選的，在所述的基于顏色空間變換進(jìn)行編解碼誤差修正的系統(tǒng)中，所述解碼視頻幀組成的視頻是用YUV類型的顏色空間表示的彩色數(shù)字化的視頻?？蛇x的，在所述的基于顏色空間變換進(jìn)行編解碼誤差修正的系統(tǒng)中，在編解碼誤差修正模塊，當(dāng)所述R、G、B三個(gè)分量的值大于預(yù)設(shè)最大值時(shí)，則將所述R、G、B三個(gè)分量的值置
為預(yù)設(shè)最大值；當(dāng)所述R、G、B三個(gè)分量的值小于預(yù)設(shè)最小值時(shí)，則將所述R、G、B三個(gè)分量的值置為預(yù)設(shè)最小值時(shí)；當(dāng)所述R、G、B三個(gè)分量的值大于等于預(yù)設(shè)最小值且小于等于預(yù)設(shè)最大值，則所述R、G、B三個(gè)分量的值保持不變?？蛇x的，在所述的基于顏色空間變換進(jìn)行編解碼誤差修正的系統(tǒng)中，所述預(yù)設(shè)最小值為零；所述預(yù)設(shè)最大值為2n-l，其中，η為表示Y、U、V三個(gè)分量的二進(jìn)制位數(shù)，η的取值由一編解碼系統(tǒng)決定。本發(fā)明提供的基于顏色空間變換進(jìn)行編解碼誤差修正的方法和系統(tǒng)，具有以下有益效果:在編碼過程中，解碼視頻幀的每一個(gè)像素的Y、U、V三個(gè)分量通過編解碼誤差修正使得解碼視頻幀和原始視頻幀更加接近，從而提高了編碼效率。在解碼過程中，每一個(gè)像素的Y、U、V三個(gè)分量都有效的被限制在YUV類型的顏色空間內(nèi)部，提高了圖像的質(zhì)量。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:圖1是本發(fā)明實(shí)施例的基于顏色空間變換進(jìn)行編解碼誤差修正的方法的流程示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的基于顏色空間變換進(jìn)行編解碼誤差修正的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明提出的基于顏色空間變換進(jìn)行編解碼誤差修正的方法和系統(tǒng)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。請參考圖1，其是本發(fā)明實(shí)施例的基于顏色空間變換進(jìn)行編解碼誤差修正的方法的流程示意圖。如圖1所示，基于顏色空間變換進(jìn)行編解碼誤差修正的方法，包括:Sll:將用YUV類型的顏色空間表示的彩色數(shù)字化的視頻的解碼視頻幀的每一個(gè)像素的Y、u、V三個(gè)分量進(jìn)行顏色空間變換，獲得與所述Y、U、V三個(gè)分量對應(yīng)的R、G、B三個(gè)分量;S12:將所述R、G、B三個(gè)分量的值分別修正到預(yù)設(shè)最小值和預(yù)設(shè)最大值之間，獲得與所述R、G、B三個(gè)分量對應(yīng)的R’、G’、B’三個(gè)分量；具體的，當(dāng)所述R、G、B三個(gè)分量的值大于預(yù)設(shè)最大值時(shí)，則將所述R、G、B三個(gè)分
量的值置為預(yù)設(shè)最大值；當(dāng)所述R、G、B三個(gè)分量的值小于預(yù)設(shè)最小值時(shí)，則將所述R、G、B三個(gè)分量的值置為預(yù)設(shè)最小值時(shí)；當(dāng)所述R、G、B三個(gè)分量的值大于等于預(yù)設(shè)最小值且小于等于預(yù)設(shè)最大值，則所述R、G、B三個(gè)分量的值保持不變。特別的，在本實(shí)施例中，所述預(yù)設(shè)最小值為零；所述預(yù)設(shè)最大值為2n_l，其中，η表示η個(gè)二進(jìn)制位，用η個(gè)二進(jìn)制位表示Y、U、V三個(gè)分量，η的取值由視頻編解碼系統(tǒng)決定。S13:將所述R’、G’、B’三個(gè)分量進(jìn)行顏色空間反變換，獲得與所述R’、G’、B’三個(gè)分量對應(yīng)的修正后的解碼視頻幀的每一個(gè)像素的Y’、U’、V’三個(gè)分量。在后續(xù)的編碼中，將修正后的解碼視頻幀作為參考視頻幀時(shí)，就能得到更好的預(yù)測結(jié)果，從而提高了編碼效率。請參考圖2，其是本發(fā)明實(shí)施例的基于顏色空間變換進(jìn)行編解碼誤差修正的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，基于顏色空間變換進(jìn)行編解碼誤差修正的系統(tǒng)，包括:顏色空間變換模塊21，用于將用YUV類型的顏色空間表示的彩色數(shù)字化的視頻的解碼視頻幀的每一個(gè)像素的Y、u、V三個(gè)分量進(jìn)行顏色空間變換，獲得與所述Y、U、V三個(gè)分量對應(yīng)的R、G、B三個(gè)分量；
編解碼誤差修正模塊22，用于將所述R、G、B三個(gè)分量的值分別修正到預(yù)設(shè)最小值和預(yù)設(shè)最大值之間，獲得與所述R、G、B三個(gè)分量對應(yīng)的R’、G’、B’三個(gè)分量；具體的，當(dāng)所述R、G、B三個(gè)分量的值大于預(yù)設(shè)最大值時(shí)，則將所述R、G、B三個(gè)分
量的值置為預(yù)設(shè)最大值；當(dāng)所述R、G、B三個(gè)分量的值小于預(yù)設(shè)最小值時(shí)，則將所述R、G、B三個(gè)分量的值置為預(yù)設(shè)最小值時(shí)；當(dāng)所述R、G、B三個(gè)分量的值大于等于預(yù)設(shè)最小值且小于等于預(yù)設(shè)最大值，則所述R、G、B三個(gè)分量的值保持不變。特別的，在本實(shí)施例中，所述預(yù)設(shè)最小值為零；所述預(yù)設(shè)最大值為2n_l，其中，η表示η個(gè)二進(jìn)制位，用η個(gè)二進(jìn)制位表示Y、U、V三個(gè)分量，η的取值由視頻編解碼系統(tǒng)決定。顏色空間反變換模塊23，用于將所述R’、G’、B’三個(gè)分量進(jìn)行顏色空間反變換，獲得與所述R’、G’、B’三個(gè)分量對應(yīng)的修正后的解碼視頻幀的每一個(gè)像素的Y，、U，、V’三個(gè)分量。通過上述結(jié)構(gòu)的結(jié)合，在編碼過程中，解碼視頻幀的每一個(gè)像素的Y、U、V三個(gè)分量通過編解碼誤差修正使得解碼視頻幀和原始視頻幀更加接近，在后續(xù)的編碼中，將修正后的解碼視頻幀作為參考視頻幀時(shí)，就能得到更好的預(yù)測結(jié)果，從而提高了編碼效率。在解碼過程中，每一個(gè)像素的Y、u、v三個(gè)分量都有效的被限制在YUV類型的顏色空間內(nèi)部，提高了圖像的質(zhì)量。上述描述僅是對本發(fā)明較佳實(shí)施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.關(guān)于顏色空間變換進(jìn)行編解碼誤差修正的方法，其特征在于，包括: 將用YUV類型的顏色空間表示的彩色數(shù)字化的視頻的解碼視頻幀的每一個(gè)像素的Y、U、V三個(gè)分量進(jìn)行顏色空間變換，獲得與所述Y、U、V三個(gè)分量對應(yīng)的R、G、B三個(gè)分量； 將所述R、G、B三個(gè)分量的值分別修正到預(yù)設(shè)最小值和預(yù)設(shè)最大值之間，獲得與所述R、G、B三個(gè)分量對應(yīng)的R’、G’、B’三個(gè)分量； 將所述R’、G’、B’三個(gè)分量進(jìn)行顏色空間反變換，獲得與所述R’、G’、B’三個(gè)分量對應(yīng)的修正后的解碼視頻幀的每一個(gè)像素的Y’、U’、V’三個(gè)分量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顏色空間變換進(jìn)行編解碼誤差修正的方法，其特征在于，所述將所述R、G、B三個(gè)分量的值分別修正到預(yù)設(shè)最小值和預(yù)設(shè)最大值之間的步驟包括: 當(dāng)所述R、G、B三個(gè)分量的值大于預(yù)設(shè)最大值時(shí)，則將所述R、G、B三個(gè)分量的值置為預(yù)設(shè)最大值； 當(dāng)所述R、G、B三個(gè)分量的值小于預(yù)設(shè)最小值時(shí)，則將所述R、G、B三個(gè)分量的值置為預(yù)設(shè)最小值時(shí)； 當(dāng)所述R、G、B三個(gè)分量的值大于等于預(yù)設(shè)最小值且小于等于預(yù)設(shè)最大值，則所述R、G、B三個(gè)分量的值保持不變。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于顏色空間變換進(jìn)行編解碼誤差修正的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)最小值為零；所述預(yù)設(shè)最大值為2n-l，其中，η為表示Y、U、V三個(gè)分量的二進(jìn)制位數(shù)，η的取值由一編解碼系統(tǒng)決定。
4.關(guān)于顏色空間變換進(jìn)行編解碼誤差修正的系統(tǒng)，其特征在于，包括: 顏色空間變換模塊，用于將用YUV類型的顏色空間表示的彩色數(shù)字化的視頻的解碼視頻幀的每一個(gè)像素的Y、U、V三個(gè)分量進(jìn)行顏色空間變換，獲得與所述Y、U、V三個(gè)分量對應(yīng)的R、G、B三個(gè)分量； 編解碼誤差修正模塊，用于將所述R、G、B三個(gè)分量的值分別修正到預(yù)設(shè)最小值和預(yù)設(shè)最大值之間，獲得與所述R、G、B三個(gè)分量對應(yīng)的R’、G’、B’三個(gè)分量； 顏色空間反變換模塊，用于將所述R’、G’、B’三個(gè)分量進(jìn)行顏色空間反變換，獲得與所述R’、G’、B’三個(gè)分量對應(yīng)的修正后的解碼視頻幀的每一個(gè)像素的Y’、U’、V’三個(gè)分量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于顏色空間變換進(jìn)行編解碼誤差修正的系統(tǒng)，其特征在于，在編解碼誤差修正模塊， 當(dāng)所述R、G、B三個(gè)分量的值大于預(yù)設(shè)最大值時(shí)，則將所述R、G、B三個(gè)分量的值置為預(yù)設(shè)最大值； 當(dāng)所述R、G、B三個(gè)分量的值小于預(yù)設(shè)最小值時(shí)，則將所述R、G、B三個(gè)分量的值置為預(yù)設(shè)最小值時(shí)； 當(dāng)所述R、G、B三個(gè)分量的值大于等于預(yù)設(shè)最小值且小于等于預(yù)設(shè)最大值，則所述R、G、B三個(gè)分量的值保持不變。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于顏色空間變換進(jìn)行編解碼誤差修正的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)設(shè)最小值為零；所述預(yù)設(shè)最大值為2n-l，其中，η為表示Y、U、V三個(gè)分量的二進(jìn)制位數(shù)，η的取值由一編解碼系統(tǒng)決定。
全文摘要
本發(fā)明提供了基于顏色空間變換進(jìn)行編解碼誤差修正的方法，包括將用YUV類型的顏色空間表示的彩色數(shù)字化的視頻的解碼視頻幀的每一個(gè)像素的Y、U、V三個(gè)分量進(jìn)行顏色空間變換，獲得與所述Y、U、V三個(gè)分量對應(yīng)的R、G、B三個(gè)分量；將R、G、B三個(gè)分量的值分別修正到預(yù)設(shè)最小值和預(yù)設(shè)最大值之間，獲得與所述R、G、B三個(gè)分量對應(yīng)的R’、G’、B’三個(gè)分量；將所述R’、G’、B’三個(gè)分量進(jìn)行顏色空間反變換，獲得與所述R’、G’、B’三個(gè)分量對應(yīng)的Y’、U’、V’三個(gè)分量，所述Y’、U’、V’三個(gè)分量作為解碼視頻幀的每一個(gè)像素修正后的分量。解碼視頻幀的每一個(gè)像素的Y、U、V三個(gè)分量通過編解碼誤差修正使得解碼視頻幀和原始視頻幀更加接近，從而提高了編碼效率。
文檔編號H04N7/26GK103096092SQ20131004987
公開日2013年5月8日 申請日期2013年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月7日
發(fā)明者李亞柯, 范濤, 趙海武, 李國平, 騰國偉, 羅平偉 申請人:上海國茂數(shù)字技術(shù)有限公司