一種視頻編碼方法
2023-12-07 23:00:36 1
專利名稱：一種視頻編碼方法
技術領域：
本發明涉及數字視頻信號的處理，具體地說，涉及一種視頻編碼方法。
背景技術：
近年來，隨著通信技術，網絡媒體的迅速發展，視頻數據呈爆炸式增長。儘管多媒體處理器計算能力不斷增強，存儲容量不斷增大，網絡帶寬不斷提高，依然滿足不了不斷增長的用戶需要。如何利用有限的帶寬資源，最大限度的滿足用戶對視頻質量的要求成為一個很有意義的研究課題。視頻信號具有龐大的數據量，在實際應用中必須經過壓縮之後才能進行傳輸與存儲。因此人們看到的通常是解壓之後的重建視頻信號。碼率控制算法的作用就是使視頻壓縮碼率符合目標碼率的同時，能夠獲得儘可能好的重建視頻質量。率失真優化(RDO)在碼率控制算法中佔據重要位置，傳統的率失真優化系統是從信號處理的角度出發度量重建視頻的失真，並未充分考慮到人的視覺特性。在人的視覺系統中，人不僅僅關注一個個孤立的信號點，更關注信號之間的時空相關性。例如圖像的局部對比度，結構基元等。並且，人對視頻信號中的不同區域的失真敏感度也不相同。通常人更關注的是運動中的物體及畫面的主體對象，而對背景失真的感知度會有一定程度的降低。充分利用人的視覺特性的目的就是在保證視頻的主觀質量的前提下，有效地降低編碼比特率。Z. Chen, W. Lin, K. Ngan在2010 年 ICME 白勺第 784-789 頁白勺「Perceptual video coding -challenges and approaches, 」一文中總結了近年來基於視覺感知的視頻編碼的發展狀況和遇到的挑戰，其指出基於視覺感知的視頻編碼是未來視頻編碼發展的一個重要方向。目前，已有一些方法致力於視頻編碼RDO模型的改進。Xiang Li,Norbert Oertel, Andreas Hutter 和 AndreKaup 在 2009 年 CSVT 的第 19 卷的第 193-205 頁的 「Laplace distribution based lagrangian rate distortion optimization for hybrid video coding, 」一文中提出了一種基於變換殘差拉普拉斯分布的動態RDO模型。但該模型並未充分考慮人的主觀視覺特性，依然是使用傳統的失真度量方法，難以在保證人的主觀視頻質量的條件下有效降低碼率。
發明內容
本發明的目的在於在有限帶寬的條件下，使解碼後的視頻質量最大限度的滿足人的視覺要求。根據本發明一個方面，提供了一種視頻編碼方法，包括1)根據每個宏塊的受關注程度確定待選編碼模式編碼的視頻與原始視頻之間的視頻失真D ；2)根據視頻失真D計算率失真優化(RDO)模型；3)根據RDO模型進行視頻編碼。上述方法中，優選地，所述步驟1)進一步包括
11)利用根據關注度加權後的像素的均值、無偏估計標準差和協方差計算結構相似性度量SSIM ；12)根據SSIM計算基於關注度的失真DAssim ；13)根據基於關注度的失真DAssim和每個宏塊的受關注程度確定視頻失真D。上述方法中，優選地，所述步驟12)中進一步包括121)基於窗口的重要程度，根據所述SSIM計算基於關注度的結構相似性度量 ASSIM ；122)根據所述基於關注度的結構相似性度量ASSIM計算所述基於關注度的失真上述方法中，優選地，所述步驟2~)進一步包括21)用量化參數的函數表達所述視頻失真D ；22)用量化參數的函數表達視頻編碼比特率；23)根據所述視頻失真D和視頻編碼比特率二者的量化參數的函數表達確定拉格朗日乘數入；24)根據視頻失真D和所述拉格朗日乘數λ計算RDO模型。上述方法中，優選地，所述
權利要求
1.一種視頻編碼方法，包括1)根據每個宏塊的受關注程度確定待選編碼模式編碼的視頻與原始視頻之間的視頻失真D;2)根據視頻失真D計算率失真優化(RDO)模型；3)根據RDO模型進行視頻編碼。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟1)進一步包括11)利用根據關注度加權後的像素的均值、無偏估計標準差和協方差計算結構相似性度量SSIM ；12)根據SSIM計算基於關注度的失真DAssim；13)根據基於關注度的失真DAssim和每個宏塊的受關注程度確定視頻失真D。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述步驟12)中進一步包括121)基於窗口的重要程度，根據所述SSIM計算基於關注度的結構相似性度量ASSIM；122)根據所述基於關注度的結構相似性度量ASSIM計算所述基於關注度的失真DAssim。
4.根據權利要求1至3任一項所述的方法，其特徵在於，所述步驟2、進一步包括21)用量化參數的函數表達所述視頻失真D；22)用量化參數的函數表達視頻編碼比特率；23)根據所述視頻失真D和視頻編碼比特率二者的量化參數的函數表達確定拉格朗日乘數入；24)根據視頻失真D和所述拉格朗日乘數λ計算RDO模型。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述步驟23)中包括所述OldTbbb X eCCC.QP，其中aaa、bl3b和ccc為常數，σ&為視頻中圖像的變換殘差標準差，QP為量化參數。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，對於分式+ 的取值小於10的情況，所述分式(JsTd + 的值取10。
全文摘要
本發明提供了一種視頻編碼方法，包括1)根據每個宏塊的受關注程度確定待選編碼模式編碼的視頻與原始視頻之間的視頻失真D；2)根據視頻失真D計算率失真優化(RDO)模型；3)根據RDO模型進行視頻編碼。本發明的上述方法考慮了人的主觀視覺特性，能夠在保證人的主觀視頻質量的條件下有效降低碼率。
文檔編號H04N7/26GK102300094SQ201110262029
公開日2011年12月28日 申請日期2011年9月6日 優先權日2011年9月6日
發明者王茜, 秦磊, 蘇荔, 蔣樹強, 黃慶明 申請人:中國科學院計算技術研究所