重建圖像的自相似紋理區域的方法和設備技術

本發明專利技術提出一種用于重建圖像的自相似紋理區域的方法。所述方法包括通過復制來自所述自相似紋理區域的樣本部分的樣本像素來確定所述自相似紋理區域的一部分的像素，使用鄰域匹配來選擇所述樣本像素，其中，基于對根據所述樣本部分不同尺寸的塊的DCT變換的系數計算得到的描述符的分析，選擇用于匹配的鄰域的尺寸。所述對根據所述樣本部分不同尺寸的塊的DCT變換的系數計算得到的描述符的分析允許確定接近所述紋理的特征尺寸的鄰域尺寸。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術在重建自相似紋理圖像區域的領域內做出。
技術介紹
圖像中的自相似紋理區域引起編碼中，特別是但不僅僅在高分辨率編碼中的高比特率，而同時只引起觀眾有限的興趣。觀眾的興趣只集中在這些情況下的區域:該區域在結構或亮度上顯示出不連續。原則上，紋理的自相似性允許通過只對該紋理區域的樣本部分進行編碼來降低比特率并且通過復制該樣本部分的像素來重建該紋理區域的其它未編碼部分的像素。重建也被稱為合成。例如，L1-YiWei 和 Marc Levoy《Fast texture synthesis usingtree-structured vector quantization〉〉(2000 年，Proc.0f the27th annual conferenceon Computer graphics and interactive techniques(SIGGRAPH，00), ACM 出版社 /Addison-Wesley出版紐約公司，美國，紐約，第479-488頁)提出了一種基于像素的重建方案，其中，紋理區域的一部分基于逐個像素選擇的過程進行重建。對用于重建給定的未編碼像素的樣本像素的選擇可以基于給定的未編碼像素的鄰域與候選樣本像素中樣本像素的鄰域的最大相似性。
技術實現思路
樣本像素的選擇取決于用于選擇的鄰域的尺寸。不同的鄰域尺寸可能會導致用于對相同的未編碼像素進行重建的不同的樣本像素。大于紋理的特征尺寸的鄰域原則上適合很好地再現該紋理，但為了實際以良好的視覺質量再現該紋理，需要較大的樣本部分。小于紋理的特征尺寸的鄰域導致較差的再現。因此，理想的是提供自適應地選擇接近紋理的特征尺寸的鄰域尺寸的用于重建圖像的自相似紋理區域的方法和設備。因此，專利技術者提出了如權利要求1所述的方法和如權利要求3所述的設備。所述方法包括:通過復制來自所述自相似紋理區域的樣本部分的樣本像素來確定所述自相似紋理區域的一部分的像素，使用鄰域匹配來選擇所述樣本像素，其中，基于對根據所述樣本部分不同尺寸的塊的DCT變換的系數計算得到的描述符的分析，選擇用于匹配的鄰域的尺寸。在一個實施例中，所述方法進一步包括接收在其中對自相似紋理區域的樣本部分進行編碼的比特流和對所述樣本部分進行解碼的步驟。在所述方法的進一步實施例中，通過下列步驟自適應地選擇用于匹配的鄰域的尺寸:確定在不同尺寸的塊中的每一個上應用DCT變換的系數；對所述不同尺寸的塊中的每一個，確定相關聯的描述符序列，其中，通過使用沿平行路徑求和的系數的總和來確定每個描述符；選擇作為不單調下降的序列中與最小的塊尺寸相關聯的序列的描述符序列；以及使用與確定的序列相關聯的不同尺寸的塊的尺寸來確定鄰域的尺寸。所述設備包括處理設備。處理設備適用于通過從所述自相似紋理區域的樣本部分復制樣本像素確定所述自相似紋理區域的其它部分的像素，使用鄰域匹配來選擇所述樣本像素，其中，所述處理設備適用于使用對根據所述樣本部分不同尺寸的塊的DCT變換的系數計算得到的描述符序列的分析，選擇用于匹配的若干鄰域的尺寸。在一個實施例中，所述設備還包括接收器和解碼器。接收器適于接收在其中對自相似紋理區域的樣本部分進行編碼的比特流并且解碼器適于對所述樣本部分進行解碼。在用于確定合適的樣本部分的尺寸和/或用于確定未編碼部分的尺寸或兩者兼有的編碼設備上，也可以應用本專利技術的思想。如果在編碼器側應用，所選擇的鄰域尺寸可以進一步被發送到解碼器。附圖說明本專利技術的示例性實施例在附圖中示出并在下面的說明中更詳細地描述。解釋該示例性實施例僅用于闡明本專利技術，但不限制在權利要求中定義的本專利技術的公開、范圍或精神。附圖中:圖1示出覆蓋有示例性平行路徑的8X8的塊的示例性DCT變換；圖2示出由Wei和Lehoy提出的基本的現有技術的基于像素的重建方案；圖3示出不同尺寸的塊的示例性描述符曲線；圖4示出更多的不同尺寸的塊的示例性描述符曲線；圖5示出示例性基于紋理重建的編碼-解碼框架，以及圖6示出其它示例性平行路徑。具體實施例方式定義為靜態區域的紋理，可以從圖案在不同的位置重新復制(磚墻)的規則的或近似規則的紋理到隨機噪聲紋理(沙地，草地……)變化。本專利技術提出了一種新的可以應用在自動自適應算法和圖像/視頻壓縮方案的計算機圖形領域的特征步驟。本專利技術是基于對描述符的研究，該描述符是從圖1中示出的8X8的塊的2D離散余弦變換(DCT)系數計算得到的。計算自相似紋理圖像區域的塊的DCT系數后，根據被以DC系數為中心的平行路徑穿過的AC系數(例如示例性地示于圖1的以DC系數為中心的圓形線)計算描述符向量分量。該描述符向量分量對應于被這些平行路徑穿過的系數的總和。這個和可以通過對對等距離的平行路徑進行計算得到。并且，這個和可以包括求和系數的加權因子，這些加權因子依賴于穿過相應系數的路徑部分的長度。然后，必須對至少兩個尺寸進行測試以通過研究描述符向量的變化來選擇較佳的一個。DCT系數從下面計算得到:. 2 r-1'.1 (2τ +1 } κ、 ^ i 2.Y +1) /λ 'lC, (f,i): —αμL/(.υ.y) mi ~~ cos ~ !\ ζΛ.j 、J其中I (χ, y)對應位置(χ, y)處的亮度值，N是支持塊(support block)的大小，a k按下面計算:權利要求1.一種用于重建圖像的自相似紋理區域的方法，所述方法包括以下步驟: 通過復制來自所述自相似紋理區域的樣本部分的樣本像素來確定所述自相似紋理區域的一部分的像素，使用鄰域匹配來選擇所述樣本像素，其中，基于對根據所述樣本部分不同尺寸的塊的DCT變換的系數計算得到的描述符的分析，選擇用于匹配的鄰域的尺寸。2.如權利要求1所述的方法，其中，所述方法進一步包括以下步驟: 接收在其中對所述樣本部分進行編碼的比特流，以及 對所述樣本部分進行解碼。3.如權利要求1或2所述的方法，其中，通過如下步驟自適應地選擇用于匹配的鄰域的尺寸: 通過在不同尺寸的塊中的每一個上應用DCT變換以確定系數， 對所述不同尺寸的塊中的每一個，確定相關聯的描述符序列，其中，通過使用沿平行路徑求和的系數的總和來確定每個描述符， 選擇作為不單調下降的序列中與最小的塊尺寸相關聯的序列的描述符序列以及 使用與所選的序列相關聯的不同尺寸的塊的尺寸來確定鄰域的尺寸。4.一種用于重建圖像的自相似紋理區域的設備，所述設備包括: 處理設備，適用于通過從所述 自相似紋理區域的樣本部分復制樣本像素確定所述自相似紋理區域的一部分的像素，使用鄰域匹配來選擇所述樣本像素，其中，所述處理設備適用于使用對根據所述樣本部分不同尺寸的塊的DCT變換的系數計算得到的描述符序列的分析，選擇用于匹配的若干鄰域的尺寸。5.如權利要求4所述的設備，所述設備進一步包括: 接收器，用于接收在其中對所述樣本部分進行編碼的比特流，以及 解碼器，用于對所述樣本部分進行解碼。全文摘要本專利技術提出一種用于重建圖像的自相似紋理區域的方法。所述方法包括通過復制來自所述自相似紋理區域的樣本部分的樣本像素來確定所述自相似紋理區域的一部分的像素，使用鄰域匹配來選擇所述樣本像素，其中，基于對根據所述樣本部分不同尺寸的塊的DCT變換的系數計算得到的描述符的分析，選擇用于匹配的鄰域的尺寸本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：F雷卡普，J維隆，S勒福特，O德芙格斯，M巴貝爾，
申請(專利權)人：湯姆遜許可公司，
類型：
國別省市：