图像编码、解码方法及装置

文档序号:410498 发布日期:2021-12-17 浏览:10次 >En<

阅读说明:本技术 图像编码、解码方法及装置 (Image coding and decoding method and device ) 是由 王知明 刘江平 于 2021-08-16 设计创作,主要内容包括:本公开提供一种图像编码、解码方法及装置。该编码方法包括:采集当前雷达扫描图像;对所述当前雷达扫描图像进行背景图像检测,并确定所述当前雷达扫描图像中的雷达扫描区域的位置信息;对所述背景图像进行编码,得到编码数据;将所述雷达扫描区域的位置信息添加至所述编码数据后发送至图像解码端。本公开实施例的编码方法能够提高编码端对雷达扫描图像的压缩率,从而降低码流。(The present disclosure provides an image encoding method and apparatus, and an image decoding method and apparatus. The encoding method comprises the following steps: collecting a current radar scanning image; detecting a background image of the current radar scanning image, and determining position information of a radar scanning area in the current radar scanning image; encoding the background image to obtain encoded data; and adding the position information of the radar scanning area to the coded data and then sending the coded data to an image decoding end. The encoding method of the embodiment of the disclosure can improve the compression rate of the radar scanning image by the encoding end, thereby reducing the code stream.)

图像编码、解码方法及装置

技术领域

本公开涉及编码方法技术领域,具体涉及一种图像编码、解码方法及装置。

背景技术

雷达图像的特点是:图像中大部分区域是背景信息,不会变化,少部分是感兴趣区域,每帧图像变化较大。图1是雷达图像原图,图2是对图1标记后得到的图,参照图2,a线圈圈出来的是目标物体码块(区域A),b线圈圈出来的是扫描区域指示码块(区域B),其他都属于背景区域码块(区域C),其中区域A和区域B属于感兴趣区域。

现有技术大多是针对这种特点找出适合不同应用的压缩算法,降低传输带宽。但是,每次都需要将整帧的数据压缩后传输过去,冗余数据多,占带宽。

发明内容

本公开的目的在于克服现有技术的不足,提供一种图像编码、解码方法及装置,该编码方法能够提高编码端对雷达扫描图像的压缩率,从而降低码流。

根据本公开实施例的第一方面,提供一种图像编码方法,该方法包括:

采集当前雷达扫描图像;

对当前雷达扫描图像进行背景图像检测,并确定当前雷达扫描图像中的雷达扫描区域的位置信息;

对背景图像进行编码,得到编码数据;

将雷达扫描区域的位置信息添加至编码数据后发送至图像解码端。

在一个实施例中,对背景图像进行编码,得到编码数据之前,方法还包括:

确定当前雷达扫描图像中的雷达扫描区域的颜色信息;

将雷达扫描区域的位置信息添加至编码数据后发送至图像解码端包括:

将雷达扫描区域的位置信息和雷达扫描区域的颜色信息添加至编码数据后发送至图像解码端。

在一个实施例中,对当前雷达扫描图像进行背景图像检测,并确定当前雷达扫描图像中的雷达扫描区域的位置信息包括:

采用背景建模算法检测当前雷达扫描图像的背景图像;

对连续多帧雷达扫描图像进行处理,确定出雷达扫描图像中的雷达扫描区域;

根据雷达扫描图像中的雷达扫描区域,确定出雷达扫描区域的位置信息。

在一个实施例中,确定当前雷达扫描图像中的雷达扫描区域的颜色信息包括:

记录当前雷达扫描图像中的雷达扫描区域的像素值;

根据当前雷达扫描图像中的雷达扫描区域的像素值,生成雷达扫描区域的颜色信息。

在一个实施例中,背景建模算法包括非回归递推和回归递推中的至少之一;

非回归递推包括帧间差分法、中值滤波法中的至少之一;回归递推包括线性卡尔曼滤波法、混合高斯模型中的至少之一。

根据本公开实施例的第二方面,提供一种图像编码装置,该装置包括:

采集模块,采集当前雷达扫描图像;

第一处理模块,对当前雷达扫描图像进行背景图像检测,并确定当前雷达扫描图像中的雷达扫描区域的位置信息;

编码模块,对背景图像进行编码,得到编码数据;

添加模块,将雷达扫描区域的位置信息添加至编码数据后发送至图像解码端。

在一个实施例中,处理模块包括:

检测子模块,对当前雷达扫描图像进行背景图像检测

确定子模块,确定当前雷达扫描图像中的雷达扫描区域的位置信息。

根据本公开实施例的第三方面,提供一种上述的图像编码方法对应的图像解码方法,该图像解码方法包括:

接收图像编码端发送的编码数据,并对编码数据进行解码,得到背景图像和雷达扫描区域的位置信息;

获取雷达扫描区域的颜色信息,并根据雷达扫描区域的颜色信息和雷达扫描区域的位置信息绘制雷达扫描区域的显示图像;

将雷达扫描区域的显示图像显示于背景图像中的相应位置上。

在一个实施例中,根据雷达扫描区域的颜色信息和雷达扫描区域的位置信息绘制雷达扫描区域的显示图像包括:

根据雷达扫描区域的位置信息,确定出雷达扫描区域在当前背景图像上的位置;

根据雷达扫描区域的颜色信息,在确定出的雷达扫描区域进行像素值填充,生成雷达扫描区域的显示图像。

根据本公开实施例的第四方面,提供一种图像解码装置,该装置包括:

解码模块,接收图像编码端发送的编码数据,并对编码数据进行解码,得到背景图像和雷达扫描区域的位置信息;

第二处理模块,获取雷达扫描区域的颜色信息,并根据雷达扫描区域的颜色信息和雷达扫描区域的位置信息绘制雷达扫描区域的显示图像;

显示模块,将雷达扫描区域的显示图像显示于背景图像中的相应位置上。

本公开实施例提供的一种图像编码方法,图像编码端不需要对每一帧雷达扫描图像进行编码传输,而只需要对变化较少的背景图像进行编码同时将旋转变化的雷达扫描扇形区域的位置信息发送给解码端,由解码端一方面解码出背景图像,另一方面根据接收到的位置信息在背景图像上绘制出相应的雷达扫描扇形区域。通过这种方式能够提供编码端对雷达扫描图像的压缩率,从而降低码流。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本公开的实施例,并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为雷达图像原图。

图2为对图1标记后得到的图。

图3为本公开实施例提供的一种图像编码方法的流程图。

图4为本公开实施例提供的一种图像编码方法的流程图。

图5为本公开实施例提供的一种图像解码方法的流程图。

图6为本公开实施例中的雷达扫扫描区域的位置信息示意图。

图7为本公开实施例提供的一种图像编码装置的架构图。

图8为本公开实施例提供的一种图像编码装置的架构图。

图9为本公开实施例提供的一种图像编码装置的架构图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图3为本公开实施例提供的一种图像编码方法的流程图。如图3所示,该方法包括:

步骤301、当采集当前雷达扫描图像;

在本步骤中,可以通过硬件或软件方式对雷达扫描图像进行采集。

步骤302、对当前雷达扫描图像进行背景图像检测,并确定当前雷达扫描图像中的雷达扫描区域的位置信息;

在一个实施例中,对背景图像进行编码,得到编码数据之前,该方法还包括:

确定当前雷达扫描图像中的雷达扫描区域的颜色信息;

将雷达扫描区域的位置信息添加至编码数据后发送至图像解码端包括:

将雷达扫描区域的位置信息和雷达扫描区域的颜色信息添加至编码数据后发送至图像解码端。

在一个实施例中,如图4所示,对当前雷达扫描图像进行背景图像检测,并确定当前雷达扫描图像中的雷达扫描区域的位置信息包括:

步骤401、采用背景建模算法检测当前雷达扫描图像的背景图像;

在本步骤中,针对背景图像检测,通常可以通过背景建模算法实现。背景建模算法从总体上来讲大致可以分为非回归递推和回归递推两类。其中,非回归递推算法的主要思想是:利用从某一时刻开始到当前一段时间内存储的图像数据作为样本来进行背景建模,常用的非回归背景建模方法有帧间插分法、中值滤波法、Toyama等利用缓存的样本像素来估计背景模型的线性滤波器等。回归算法主要是通过回归的方式基于输入的每一帧图像来更新某个时刻的背景模型,其特点是在背景估计中无需维持保存背景估计帧的缓冲区,常用的回归背景建模方法有线性卡尔曼滤波法、混合高斯模型等。

步骤402、对连续多帧雷达扫描图像进行处理,确定出雷达扫描图像中的雷达扫描区域;

具体地,对于雷达扫描扇形区域的检测问题则相当于对运动目标进行检测的问题,该运动目标是不断旋转的,可以被称为旋转MV。该步骤中,在确定了背景图像之后,可以利用背景减除法来进行旋转MV检测,其基本思想是:利用通过背景建模得到的模型来近似背景图像的像素值;将当前帧与背景图像进行差分比较来实现运动区域的检测;再对差分结果进行分析,将其中区别较大的像素区域确定为运动区域,将区别较小的像素区域确定为背景区域。另外,在本发明的另一种可选实现方式中,也可以利用帧差分法来进行运动目标检测,其基本实现步骤包括:将相邻帧图像对应像素值相减得到差分图像;对差分图像进行二值化;判断对应像素值变化是否小于预设阈值,如果小于预设阈值可以认为此处像素为背景像素;如果对应像素值变化大于等于预设阈值,则可以认为这些这是由于图像中的运动目标引起的,将这些图像确定为前景像素,这样,可以利用标记处的像素区域来确定运动目标在图像中的位置。

在对当前雷达扫描图像进行运动目标检测后可以确定出运动目标区域,这些运动目标区域中有一些是雷达扫描扇形区域,有一些是目标物体,这个时候可以通过以下方式来确定哪些是我们需要的雷达扫描扇形区域:根据相应扇形区域的特征信息比如:夹角、弧长等来确定出符合条件的区域作为所需要的雷达扫描扇形区域。

步骤403、根据雷达扫描图像中的雷达扫描区域,确定出雷达扫描区域的位置信息。

在本步骤中,需要确定的雷达扫描扇形区域的位置信息包括图3中P0、P1和P2三点的位置信息;或者,雷达扫描扇形区域的位置信息包括P0和P1的位置信息以及雷达扫描扇形区域的夹角:θ。

在一个实施例中,确定当前雷达扫描图像中的雷达扫描区域的颜色信息包括:

记录当前雷达扫描图像中的雷达扫描区域的像素值;

根据当前雷达扫描图像中的雷达扫描区域的像素值,生成雷达扫描区域的颜色信息。

在本步骤中,确定出雷达扫描扇形区域之后,对相应区域内的像素点进行像素值识别,对所有像素值进行记录,可以生成雷达扫描扇形区域的颜色信息列表。

步骤303、对背景图像进行编码,得到编码数据;

步骤304、将雷达扫描区域的位置信息添加至编码数据后发送至图像解码端。

图5为本公开实施例提供的一种上述的图像编码方法对应的图像解码方法的流程图。如图5所示,该图像解码方法包括:

步骤501、接收图像编码端发送的编码数据,并对编码数据进行解码,得到背景图像和雷达扫描区域的位置信息;

步骤502、获取雷达扫描区域的颜色信息,并根据雷达扫描区域的颜色信息和雷达扫描区域的位置信息绘制雷达扫描区域的显示图像;

在一个实施例中,根据雷达扫描区域的颜色信息和雷达扫描区域的位置信息绘制雷达扫描区域的显示图像包括:

根据雷达扫描区域的位置信息,确定出雷达扫描区域在当前背景图像上的位置;

根据雷达扫描区域的颜色信息,在确定出的雷达扫描区域进行像素值填充,生成雷达扫描区域的显示图像。

具体地,解码端根据雷达扫描扇形区域的位置信息,确定出雷达扫描扇形区域在当前背景图像上的位置,并在相应位置信息所划定的扇形范围内,按照接收到的颜色信息进行像素值填充,从而生成雷达扫描扇形区域的显示图像;

在本步骤中,参照图6,假设解码端所接收到的位置信息包括:P0、P1和P2的位置信息,则解码端以P0为圆心位置,以P1和P2作为扇形半径与圆弧的角点来确定扇形的范围。假设解码端接收到的位置信息包括:P0、P1的位置信息以及扇形的夹角θ,则解码端可以利用CORDIC(坐标旋转数字计算方法)算法计算出P2的位置后,进而确定扇形的范围。

步骤503、将雷达扫描区域的显示图像显示于背景图像中的相应位置上。

需要说明的是,在图像传输阶段,由于编码端已经将当前雷达扫描图像中雷达扫描扇形区域的颜色信息发送给了图像解码端,而图像解码端将此信息保存在本地,因此,后续不需要再传输此信息。为了使解码端能够在正确的位置上绘制出每一帧雷达扫描图像的雷达扫描扇形区域,因此,在后续编码传输过程中,针对每帧图像,编码端仅需要将背景图像和雷达扫描扇形区域的位置信息编码后发送给解码端。

在实际实现时,编码端在可以在数据传输协议中加入如下表中的域来标识雷达扫描扇形区域(旋转MV)的位置信息:

在上表中:

active:1bit,解码侧雷达扫描区域渲染功能开启标志。

1’b0:解码侧不渲染,雷达扫描区域数据包含在压缩数据中;

1’b1:解码侧自己渲染雷达扫描区域;

active有效时后面域存在,否则不存在;

update:1bit,解码侧更新雷达扫描区域位置标志。

1’b0:不更新位置,雷达扫描区域数据包含在压缩数据中;

1’b1:更新位置,数据为pixel position0/1/2域;

update有效时后面pixel position0/1/2域存在,否则后面域不存在。

解码侧需要维护一个变量,表征该扇形区域在当前帧和上一帧中的位置变化,当update无效时,解码侧根据这个变量和上一次的pixel position0/1/2值,简单计算得出当前帧的pixel position0/1/2值。

pixel position0/1/2:21bit,解码侧雷达扫描扇形区域渲染点0/1/2,决定扇形区域位置;

pixel position0/1/2这三个域的位宽根据实际情况确定,这里的21bit是按照1280*720P分辨率下像素点的绝对位置计算所得,也可以根据情况不要pixel position0域以减少码流(约定为图像中心点);或者,将pixel position2换成8bit的旋转角rotationangleθ,利用CORDIC(坐标旋转数字计算方法)算法计算出P2的位置。

本公开实施例提供的一种图像编码方法,图像编码端不需要对每一帧雷达扫描图像进行编码传输,而只需要对变化较少的背景图像进行编码同时将旋转变化的雷达扫描扇形区域的位置信息发送给解码端,由解码端一方面解码出背景图像,另一方面根据接收到的位置信息在背景图像上绘制出相应的雷达扫描扇形区域。通过这种方式能够提供编码端对雷达扫描图像的压缩率,从而降低码流。

图7为本公开实施例提供的一种图像编码装置的架构图。如图7所示,该装置包括:采集模块701、第一处理模块702、编码模块703、以及添加模块704;其中,采集模块701用于采集当前雷达扫描图像;处理模块702用于对当前雷达扫描图像进行背景图像检测,并确定当前雷达扫描图像中的雷达扫描区域的位置信息;编码模块703用于对背景图像进行编码,得到编码数据;添加模块704用于将雷达扫描区域的位置信息添加至编码数据后发送至图像解码端。

图8为本公开实施例提供的一种图像编码装置的架构图。如图8所示,该装置包括:采集模块801、处理模块802、编码模块803、以及添加模块804;其中,处理模块802包括检测子模块802和确定子模块803;其中,检测子模块8021用于对当前雷达扫描图像进行背景图像检测;确定子模块8022用于确定当前雷达扫描图像中的雷达扫描区域的位置信息。

图9为本公开实施例提供的一种图像解码装置的架构图。如图9所示,该装置包括:解码模块901、第二处理模块902、以及显示模块903;其中,解码模块901用于接收图像编码端发送的编码数据,并对编码数据进行解码,得到背景图像和雷达扫描区域的位置信息;第二处理模块902用于获取雷达扫描区域的颜色信息,并根据雷达扫描区域的颜色信息和雷达扫描区域的位置信息绘制雷达扫描区域的显示图像;显示模块903用于将雷达扫描区域的显示图像显示于背景图像中的相应位置上。

本领域普通技术人员可以理解:实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以预置于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时,执行包括上述各方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后,将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是,本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

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