結(jié)合超分辨率重建的圖像壓縮方法
【專利摘要】本發(fā)明針對圖像編碼，公開了一種視頻及圖像有損壓縮方法。把傳統(tǒng)JPEG、JPEG2000、H.264和HEVC編碼標(biāo)準(zhǔn)算法與超分辨圖像重建結(jié)合起來，在此基礎(chǔ)上發(fā)明設(shè)計出了一種結(jié)合超分辨率重建的圖像壓縮方法。對輸入視頻及圖像進行下采樣，下采樣方法采用Bicubic算法，下采樣倍數(shù)為二倍。下采樣圖像點陣數(shù)僅為原圖像1/4，其編碼碼率遠(yuǎn)低于原始輸入圖像編碼碼率，從而降低編碼碼率。同時，在分析殘差圖像和一般圖像魯棒性區(qū)別的基礎(chǔ)上，設(shè)計引入了負(fù)反饋環(huán)節(jié)，彌補在超分辨率圖像重建環(huán)節(jié)中損失的部分高頻細(xì)節(jié)信息，提升了重建視頻及圖像質(zhì)量。本發(fā)明公開的壓縮方法與JPEG、H.264標(biāo)準(zhǔn)算法相比，在圖像質(zhì)量相同的情況下，大幅度地降低了編碼碼率。
【專利說明】結(jié)合超分辨率重建的圖像壓縮方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像通信領(lǐng)域中的圖像有損壓縮技術(shù)，尤其是涉及了把圖像超分辨率與視頻及圖像壓縮結(jié)合在一起的一種新的編碼方法。
【背景技術(shù)】
[0002]圖像壓縮是數(shù)字多媒體計算和通信技術(shù)的基礎(chǔ)，其中針對視頻及圖像的有損壓縮方法是多年來研究的重點。隨著數(shù)字多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，高清視頻及圖像已經(jīng)在各個領(lǐng)域和人們?nèi)粘Ｉ钪衅占?。高清圖像占用的數(shù)據(jù)量大且傳輸中的傳輸帶寬有限，在未來可預(yù)見的一段時期內(nèi)，數(shù)字圖像的分辨率和數(shù)據(jù)率還將進一步提高，而現(xiàn)有的主流編解碼標(biāo)準(zhǔn)，如主要適用于靜止圖像壓縮的編解碼標(biāo)準(zhǔn)JPEG、JPEG2000，主要適用于視頻圖像壓縮的編解碼標(biāo)準(zhǔn)MPEG4、H.264等，在數(shù)字圖像傳輸中已顯露出諸多不足，為了適應(yīng)高清視頻及圖像通訊的發(fā)展，需要開發(fā)新的圖像壓縮技術(shù)。
[0003]在現(xiàn)有的圖像壓縮技術(shù)中，編解碼的基本過程為，對于靜止圖像，以JPEG標(biāo)準(zhǔn)為例，輸入一副圖像進行JPEG編碼，生成JPEG編碼碼流，而后對碼流進行解碼，生成解碼重建圖像；對于視頻，以H.264為例，輸入視頻進行H.264編碼，生成H.264編碼碼流，而后對碼流進行H.264解碼，生成解碼重建視頻。JPEG和H.264標(biāo)準(zhǔn)的核心部分是變換。根據(jù)信號處理的時間頻率分析理論，將信號中的能量集中在少數(shù)幾個變換系數(shù)中，從而可實現(xiàn)減少數(shù)據(jù)量的壓縮目的。從信息論的觀點來看，這些主流方案都是利用圖像中像素間的相關(guān)性，試圖去除其中的統(tǒng)計冗余。然而，經(jīng)過20多年的發(fā)展，變換編碼方法逐漸趨于成熟，現(xiàn)階段在沒有更好的信號分析手段的前提下，要對其繼續(xù)改進已經(jīng)十分困難。更為重要的是，高清視頻圖像壓縮在數(shù)據(jù)存儲和視頻通信中具有迫切的需求和廣闊的應(yīng)用前景，實踐急需研究適用于視頻及圖像高效壓縮編碼的新技術(shù)。
[0004]在圖像壓縮【技術(shù)領(lǐng)域】，把超分辨率重建技術(shù)和傳統(tǒng)視頻及圖像編碼方法結(jié)合起來以得到更好的壓縮效果是目前研究的熱點。申請?zhí)枮?01010292294.1的發(fā)明專利申請?zhí)岢隽艘环N基于關(guān)鍵幀超分辨率重建的視頻編解碼系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過在編碼前對視頻下采樣，在解碼后對視頻采用基于與關(guān)鍵幀分層塊匹配的視頻超分辨率重建技術(shù)進行分辨率提升。上海交通大學(xué)的陳靜濤提出基于超分辨率重建的圖像壓縮方案，該方案先對下采樣后的低分辨率圖像進行編解碼，之后對解碼后的低分辨率圖像進行重建。該方案同時又提出了一種基于特征字典學(xué)習(xí)和卡爾曼濾波運動估計的視頻壓縮框架，以在編碼器端用退化模型處理部分幀達(dá)到減小信息復(fù)雜度的目的，再在解碼器端利用重建技術(shù)恢復(fù)原始序列。
[0005]上述方法在將超分辨率重建技術(shù)應(yīng)用到視頻圖像壓縮編碼的過程中，未充分考慮解碼圖像的質(zhì)量，直接將超分辨率圖像作為最終解碼圖像。以目前的超分辨率技術(shù)而言，視頻超分辨率中的配準(zhǔn)問題，及單幅圖像超分辨率重建缺少足夠的額外先驗知識等不足，都較大程度限制了超分辨率重建圖像的質(zhì)量。本申請的發(fā)明人對上述方法進行了實驗，從實驗的結(jié)果看，這些方法與傳統(tǒng)編解碼標(biāo)準(zhǔn)相比，對于各種分辨率、類型的視頻，在相同的圖像質(zhì)量下尚未充分有效地降低編碼碼率。因此，如何更好地把超分辨率重建融合到壓縮編碼中，除超分辨率重建環(huán)節(jié)外，在保證較低碼率前提下如何提高最終解碼圖像質(zhì)量是一項全新的研究工作，是所述【技術(shù)領(lǐng)域】的科技工作者面臨的任重而道遠(yuǎn)的任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]隨著數(shù)字圖像的分辨率和數(shù)據(jù)率不斷提升，針對圖像壓縮編碼的重要性，本發(fā)明的目的旨在提出一種結(jié)合超分辨率重建技術(shù)的新的圖像壓縮方法，以實現(xiàn)在保證圖像質(zhì)量的前提下，大幅度地降低編碼碼率。
[0007]本發(fā)明提供的結(jié)合超分辨率重建的圖像壓縮方法，主要包括圖像編碼和圖像解碼兩個部分，所述圖像編碼主要包括以下步驟:
[0008](I)將輸入圖像進行下采樣，得到下采樣后的圖像；
[0009](2)對下采樣后的圖像用編解碼標(biāo)準(zhǔn)進行編碼，得到壓縮的下采樣數(shù)據(jù)，用相同的編解碼標(biāo)準(zhǔn)對壓縮的下采樣數(shù)據(jù)進行解碼，得到解碼后的下采樣圖像；
[0010](3)對解碼后的下采樣圖像進行超分辨率重建，得到超分辨率重建圖像；
[0011](4)用輸入圖像減去超分辨率重建圖像，得到殘差圖像；
[0012](5)將步驟(4)獲得的殘差圖像用編解碼標(biāo)準(zhǔn)進行編碼，得到壓縮的殘差圖像數(shù)據(jù)；
[0013](6)將步驟(2)獲得的壓縮后的下采樣數(shù)據(jù)和步驟(5)得到的壓縮的殘差數(shù)據(jù)合并得到輸入圖像壓縮后的數(shù)據(jù)；
[0014]所述圖像解碼主要包括以下步驟:
[0015](I)對編碼生成的輸入圖像壓縮后的數(shù)據(jù)中的壓縮的殘差數(shù)據(jù)用編解碼標(biāo)準(zhǔn)進行解碼，得到重建殘差圖像；
[0016](2)對生成的輸入圖像壓縮后的數(shù)據(jù)中的壓縮的下采樣數(shù)據(jù)用編解碼標(biāo)準(zhǔn)進行解碼，得到重建下采樣圖像，對重建下采樣圖像進行超分辨率重建，得到下采樣圖像的超分辨率重建圖像；
[0017](3)把步驟(I)生成得到的重建殘差圖像和步驟(2)生成得到的下采樣圖像超分辨率重建圖像相加，得到輸入圖像的重建圖像。
[0018]在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，當(dāng)輸入的圖像為視頻序列圖像，在所述圖像編碼過程中，解碼后的下采樣圖像先分解成單幅圖像，而后對每幅圖像進行超分辨率重建，得到超分辨率重建圖像，同時，輸入圖像先分解成單幅原始圖像，而后用原始單幅圖像減去對應(yīng)的超分辨率重建單幅圖像得到殘差單幅圖像，再把殘差單幅圖像合成為殘差視頻，殘差視頻用編解碼標(biāo)準(zhǔn)編碼得到壓縮的殘差圖像數(shù)據(jù)；在所述輸入圖像壓縮數(shù)據(jù)的解碼過程中，將輸入圖像壓縮后的數(shù)據(jù)中的壓縮的殘差數(shù)據(jù)用編解碼標(biāo)準(zhǔn)進行解碼，而后把得到的重建殘差視頻先分解為單幅殘差圖像；將輸入圖像壓縮后的數(shù)據(jù)中的壓縮的下采樣數(shù)據(jù)用編解碼標(biāo)準(zhǔn)進行解碼，而后把得到的重建下采樣視頻先分解為單幅重建下采樣圖像，再對每一幀重建下采樣圖像進行超分辨率重建，得到超分辨率重建圖像，之后再與單幅殘差圖像合并得到合成單幅重建圖像，再合成單幅重建圖像得到重建視頻。
[0019]在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，所述編解碼標(biāo)準(zhǔn)為選自JPEG、JPEG2000、HEVC-1,
H.264和HEVC的構(gòu)成組標(biāo)準(zhǔn)。特別是，靜止圖像的編解碼標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)先選用JPEG或JPEG2000 ；視頻序列圖像的編解碼標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)先選用HEVC-1、H.264或HEVC。[0020]在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，所述下采樣方法優(yōu)先選用Bicubic算法；所述下采樣的倍數(shù)優(yōu)先選為二倍。
[0021 ] 在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，所述超分辨率重建最好采用基于信號稀疏表示理論的圖像超分辨率算法。
[0022]在本發(fā)明技術(shù)方案的所述圖像編碼中，由于最終編碼碼率為下采樣后圖像編碼碼率和殘差輔助視頻及圖像編碼碼率之和，因此在本發(fā)明的技術(shù)方案中將最終編碼碼率定義為:
[0023]Bitrateproposed=Bitrate1/4+Bitrate2
[0024]其中，Bitrate1為步驟(2)中下采樣后視頻及圖像編碼碼率，由于本發(fā)明采樣為二倍下采樣，下采樣后圖像由原始輸入圖像二倍下采樣后得到，其圖像點陣數(shù)為原圖像1/4，故真實碼率為Bitrate1A ；Bitrate2為步驟(5)中殘差輔助視頻及圖像編碼碼率。由于下采樣圖像和殘差圖像的魯棒性不同，且各自編碼量化參數(shù)對最終碼率有明顯影響。所以Bitrateproposed的值是根據(jù)在步驟(2)和步驟(5)中分別多次設(shè)置不同量化參數(shù)，相加后與編解碼標(biāo)準(zhǔn)相比，在相同圖像峰值信噪比(PSNR)下碼率最小和值。具體設(shè)置方法為:
[0025]1、在步驟(2)，對于靜止圖像，采用JPEG或JPEG2000編碼，量化參數(shù)每間隔10，按照90~30設(shè)置量化參數(shù)分別進行多次編解碼，獲得每次編碼時的碼率，定義為Bitrate1 ；對于視頻序列圖像，采用H.264或HEVC編碼，量化參數(shù)按28、32、36、40設(shè)置分別進行多次編解碼，獲得每次編碼時的碼率，定義為Bitratei。
[0026]2、在步驟(5)，對于靜止圖像，采用HEVC-1編碼中，量化參數(shù)每間隔4，按照28~40設(shè)置量化參數(shù)分別進行 多次編解碼，獲得每次編碼時的碼率，定義為Bitrate2 ;對于視頻序列圖像，采用H.264或HEVC編碼，量化參數(shù)按28、32、36、40設(shè)置分別進行多次編解碼，獲得每次編碼時的碼率，定義為Bitrate2。
[0027]在本發(fā)明技術(shù)方案的所述圖像解碼中，本發(fā)明定義了以下兩個測試指標(biāo):
「 π λ σ', +:!-Bitmte.[0028]ABiIrale =-—-x 100%

Bitl a^JPEGlHlM
[0029]Δ SSIM=SSIMproposed-SSIMJPEG
[0030]其中，Bitrateproposed和 BitrateJPEe/H.264 分別表示本發(fā)明的方法、JPEG 和 H.264 標(biāo)準(zhǔn)編碼碼率，ABitrate表示本發(fā)明的方法相比JPEG標(biāo)準(zhǔn)編碼減少比特率的百分比，對于視頻圖像表示相比H.264標(biāo)準(zhǔn)編碼減少比特率的百分比；結(jié)構(gòu)相似度(SSM)是與主觀質(zhì)量評價關(guān)聯(lián)性較強的一種圖像評價標(biāo)準(zhǔn)。SSIMpmp^和SSIMipk分別表示兩種方法下的重建圖像的結(jié)構(gòu)相似度值，Λ SSIM表示本發(fā)明的方法相比JPEG標(biāo)準(zhǔn)編解碼方法提高的圖像質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明提出的方法，對于靜止圖像與JPEG標(biāo)準(zhǔn)，視頻圖像與H.264編碼算法相比，能夠在保持圖像PSNR基本不變的情況下，較大幅度地節(jié)省碼率。
[0031]本發(fā)明把傳統(tǒng)的JPEG、JPEG2000、H.264和HEVC編碼標(biāo)準(zhǔn)算法與超分辨圖像重建技術(shù)結(jié)合起來，設(shè)計了一種新的視頻及圖像編碼方法。首先將原始輸入視頻圖像或靜止圖像進行下采樣，而后對下采樣后圖像用傳統(tǒng)的編解碼標(biāo)準(zhǔn)編解碼，對于視頻圖像采用傳統(tǒng)
H.264或HEVC標(biāo)準(zhǔn)編解碼，對于靜止圖像采用JPEG或JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)編解碼。由于下采樣圖像的點陣數(shù)僅為原始輸入圖像的1/4，所以其編碼碼率遠(yuǎn)低于原始圖像編碼碼率。在本發(fā)明方法中，另一個重要環(huán)節(jié)是對下采樣后圖像的超分辨率重建。本發(fā)明采用了目前效果較好，公認(rèn)度較高的基于學(xué)習(xí)的圖像超分辨率算法對下采樣后的圖像進行超分辨率重建。然而，對于單幅圖像的超分辨率重建，由于從低分辨率圖像中提取的先驗信息畢竟有限，所以一定程度限制了重建圖像質(zhì)量。為了彌補在超分辨率重建環(huán)節(jié)中損失的部分高頻細(xì)節(jié)信息，提升重建圖像質(zhì)量，發(fā)明人在分析殘差圖像和一般圖像魯棒性區(qū)別的基礎(chǔ)上，設(shè)計引入了負(fù)反饋環(huán)節(jié)，用原始圖像減去超分辨率重建圖像得到殘差圖像，而該殘差圖像既包含了超分辨率重建時丟失的高頻細(xì)節(jié)，對該殘差圖像進行HEVC-1，殘差視頻進行H.264或HEVC編解碼后，再加回到之前的超分辨率重建圖像或視頻上，得到最終重建圖像。由于高頻殘差圖像的魯棒性高于一般圖像，所以高頻殘差圖像可以在較低的編碼碼率下，使得最終重建圖像質(zhì)量有較大提升。另外，本發(fā)明方法中的碼率節(jié)省主要來源于下采樣后圖像編碼，而殘差圖像是在編碼端提取并獨立于下采樣后圖像編碼的，所以殘差視頻圖像編碼方式可以任意選取。
[0032]發(fā)明人對本發(fā)明的方法與傳統(tǒng)的編解碼標(biāo)準(zhǔn)JPEG、H.264進行了對比實驗，實驗結(jié)果表明，靜止圖像采用JPEG標(biāo)準(zhǔn)編碼算法、視頻采用H.264標(biāo)準(zhǔn)編碼算法，在相同圖像PSNR下，本發(fā)明的方法較大幅度地降低了編碼碼率，且對于部分圖像一定程度提升了編碼圖像主觀視覺質(zhì)量。具體效果見實施例的表一至表三。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1為本發(fā)明適用于靜止圖像的編解碼框架圖。
[0034]圖2為本發(fā)明適用于視頻圖像的編解碼框架圖。
[0035]圖3為本發(fā)明適用于靜止圖像實施例的編解碼框架圖。
[0036]圖4為本發(fā)明適用于視頻圖像實施例的編解碼框架圖。
[0037]圖5-1至圖5-5為本發(fā)明實驗測試的靜止圖像。
[0038]圖6-1至圖6-5為本發(fā)明實驗測試的視頻圖像。
[0039]圖7-a至7-d為本發(fā)明與JPEG、H.264標(biāo)準(zhǔn)算法率失真對比曲線圖，其中7_a是測試圖像5-2編碼率失真曲線圖；7-b是測試圖像5-3編碼率失真曲線圖；7-c是測試視頻6_1編碼率失真曲線圖；7_d是測試視頻6_5編碼率失真曲線圖。
[0040]圖8-a和圖8-b為本發(fā)明與JPEG標(biāo)準(zhǔn)算法重建圖像主觀視覺效果對比圖，其中8-a是本發(fā)明算法的解碼圖像；8-b是JPEG標(biāo)準(zhǔn)算法解碼圖像。對比的對象為測試靜止圖像5-2，碼率相同。
[0041]圖9-a和圖9-b為本發(fā)明與H.264標(biāo)準(zhǔn)算法重建圖像主觀視覺效果對比圖，其中9_a是本發(fā)明算法的解碼圖像；9-b是H.264標(biāo)準(zhǔn)算法解碼圖像。對比的對象為測試視頻圖像6-1，碼率相同。
【具體實施方式】
[0042]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)說明，有必要指出的是，以下的實施例只用于對本發(fā)明做進一步的說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)熟悉人員根據(jù)上述
【發(fā)明內(nèi)容】
，對本發(fā)明做出一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整進行具體實施，應(yīng)仍屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0043]編碼的對象為標(biāo)準(zhǔn)靜止圖像編碼測試圖像，它們的名稱為:圖5_1、圖5_2、圖5_3、圖5-4、圖5-5，以上測試圖像分辨率均為512X512。視頻編碼的對象為標(biāo)準(zhǔn)測試視頻，它們的名稱、分辨率和幀率分別為:圖6-1 (352X288,30幀/秒)、圖6-2 (416X240，60幀/秒)、圖 6-3 (832X480,60 幀 / 秒)、圖 6-4 (1280 X 720，50 幀 / 秒)和圖 6-5 (1920X1080，50幀/秒)。
[0044]對于靜止圖像編碼，采用本發(fā)明的方法與直接采用JPEG編碼的方法；對于視頻，采用本發(fā)明的方法與直接采用H.264編碼的方法在相同圖像PSNR下進行編碼碼率比較，比較過程如下:
[0045]1、對于靜止圖像:
[0046](I)對輸入圖像使用本發(fā)明方法編解碼。首先將輸入圖像進行下采樣，得到下采樣圖像。下采樣采用Bicubic方法，下采樣倍數(shù)為二倍。其次，對下采樣圖像采用JPEG或JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)進行編解碼。接著對解碼的下采樣圖像進行超分辨率重建。用輸入圖像減去超分辨率重建圖像，得到殘差圖像。對殘差圖像采用HEVC-1編解碼，把解碼的殘差圖像與超分辨率重建圖像相加得到最終重建圖像，并計算重建圖像PSNR值和SSM值。
[0047](2)對于下采樣圖像編解碼，設(shè)定一個下采樣圖像編碼的QP^ QP=30。對于殘差圖像按照QP=28、32、36、40分別進行HEVC-1編碼。最終碼率按照以下定義計算:
[0048]Bitrateproposed=Bitrate1/4+Bitrate2
[0049]其中，Bitrate1為下采樣圖像編碼碼率，由于下采樣圖像為原始輸入圖像二倍下采樣后得到，其圖像點陣數(shù)為原圖像1/4，故真實碼率為Bitratei/4 ；Bitrate2為殘差輔助圖像編碼碼率。之后，改變下采樣圖像編碼的QP值，殘差圖像同樣按照QP=28、32、36、40分別進行HEVC-1編碼。最終分別在殘差圖像編碼QP=28、32、36、40時選取出碼率最小和值并得到對應(yīng)的編碼圖像PSNR和SSM值。
[0050](3)對輸入圖像使用JPEG標(biāo)準(zhǔn)編解碼。調(diào)整QP值，使其編碼圖像PSNR值分別與過程1-(I)得到的四個PSNR值基本相同(誤差為±0.2dB)，分別記錄對應(yīng)的碼率。再調(diào)整QP值，使其編碼圖像碼率和過程1-(I)得到的四個本發(fā)明算法碼率基本相同(誤差為±0.05kb/s)，分別記錄對應(yīng)的SSM值。
[0051](4)將本發(fā)明的方法與直接采用JPEG編碼的方法進行比較，在相同圖像PSNR下，用以下指標(biāo)對編碼碼率進行比較:

[0052]
【權(quán)利要求】
1.一種結(jié)合超分辨率重建的圖像壓縮方法，其特征在于主要包括圖像編碼和圖像解碼兩個部分，所述圖像編碼主要包括以下步驟: (1)將輸入圖像進行下采樣，得到下采樣后的圖像； (2)對下采樣后的圖像用編解碼標(biāo)準(zhǔn)進行編碼，得到壓縮的下采樣數(shù)據(jù)，用相同的編解碼標(biāo)準(zhǔn)對壓縮的下采樣數(shù)據(jù)進行解碼，得到解碼后的下采樣圖像； (3)對解碼后的下采樣圖像進行超分辨率重建，得到超分辨率重建圖像； (4)用輸入圖像減去超分辨率重建圖像，得到殘差圖像； (5)將步驟(4)獲得的殘差圖像用編解碼標(biāo)準(zhǔn)進行編碼，得到壓縮的殘差圖像數(shù)據(jù)； (6)將步驟(2)獲得的壓縮后的下采樣數(shù)據(jù)和步驟(5)得到的壓縮的殘差數(shù)據(jù)合并得到輸入圖像壓縮后的數(shù)據(jù)； 所述圖像解碼主要包括以下步驟: (1)對編碼生成的輸入圖像壓縮后的數(shù)據(jù)中的壓縮的殘差數(shù)據(jù)用編解碼標(biāo)準(zhǔn)進行解碼，得到重建殘差圖像； (2)對生成的輸入圖像壓縮后的數(shù)據(jù)中的壓縮的下采樣數(shù)據(jù)用編解碼標(biāo)準(zhǔn)進行解碼，得到重建下采樣圖像，對重建下采樣圖像進行超分辨率重建，得到下采樣圖像的超分辨率重建圖像； (3)把步驟(1)生成得到的重建殘差圖像和步驟(2)生成得到的下采樣圖像超分辨率重建圖像相加，得到輸入圖像的重建圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)合超分辨率重建的圖像壓縮方法，其特征在于當(dāng)輸入的圖像為視頻序列圖像，在所述圖像編碼過程中，解碼后的下采樣圖像先分解成單幅圖像，而后對每幅圖像進行超分辨率重建，得到超分辨率重建圖像，同時，輸入圖像先分解成單幅原始圖像，而后用原始單幅圖像減去對應(yīng)的超分辨率重建單幅圖像得到殘差單幅圖像，再把殘差單幅圖像合成為殘差視頻，殘差視頻用編解碼標(biāo)準(zhǔn)編碼得到壓縮的殘差圖像數(shù)據(jù)；在所述輸入圖像壓縮數(shù)據(jù)的解碼過程中，將輸入圖像壓縮后的數(shù)據(jù)中的壓縮的殘差數(shù)據(jù)用編解碼標(biāo)準(zhǔn)進行解碼，而后把得到的重建殘差視頻先分解為單幅殘差圖像；將輸入圖像壓縮后的數(shù)據(jù)中的壓縮的下采樣數(shù)據(jù)用編解碼標(biāo)準(zhǔn)進行解碼，而后把得到的重建下采樣視頻先分解為單幅重建下采樣圖像，再對每一幀重建下采樣圖像進行超分辨率重建，得到超分辨率重建圖像，之后再與單幅殘差圖像合并得到合成單幅重建圖像，再合成單幅重建圖像得到重建視頻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的結(jié)合超分辨率重建的圖像壓縮方法，其特征在于所述編解碼標(biāo)準(zhǔn)為選自JPEG、JPEG2000、HEVC-1、H.264和HEVC的構(gòu)成組標(biāo)準(zhǔn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的結(jié)合超分辨率重建的圖像壓縮方法，其特征在于在對下采樣圖像采用JPEG或JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)編碼中，量化參數(shù)間隔為10，按照90~30設(shè)置量化參數(shù)分別進行多次編解碼。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的結(jié)合超分辨率重建的圖像壓縮方法，其特征在于在對殘差圖像采用HEVC-1標(biāo)準(zhǔn)編碼中，量化參數(shù)間隔為4，按照28~40設(shè)置量化參數(shù)分別進行多次編解碼。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的結(jié)合超分辨率重建的圖像壓縮方法，其特征在于在對殘差圖像采用HEVC標(biāo)準(zhǔn)編碼中，量化參數(shù)按28、32、36、40設(shè)置分別進行多次編解碼。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的結(jié)合超分辨率重建的圖像壓縮方法，其特征在于所述下采樣方法選擇Bicubic算法,下采樣倍數(shù)為二倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的結(jié)合超分辨率重建的圖像壓縮方法，其特征在于在超分辨率重建采用基于信號稀疏表示理論的圖像超分辨率算法。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的結(jié)合超分辨率重建的圖像壓縮方法，其特征在于在超分辨率重建過程中，根據(jù)低分辨率圖像和稀疏分解算法生成訓(xùn)練字典。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的結(jié)合超分辨率重建的圖像壓縮方法，其特征在于所述訓(xùn)練過程和字典的生成是在編`解碼前完成。
【文檔編號】H04N19/103GK103607591SQ201310518474
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】何小海, 吳笛, 滕奇志, 黃建秋, 卿粼波, 吳曉紅, 王正勇 申請人:四川大學(xué)