[發明專利]基于直方圖的加權預測方法

無效

• 申請號: 200710046143.6
• 申請日: 2007-09-20
• 公開（公告）號: CN101141648A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發明（設計）人: 李萍;李國平
• 申請（專利權）人: 上海廣電（集團）有限公司中央研究院
• 主分類號: H04N7/32
• 分類號: H04N7/32;H04N7/26
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所
• 代理人: 屈蘅;李時云

技術領域

本發明涉及數字音視頻編解碼技術，特別涉及一種基于直方圖的加權預測方法。

背景技術

近年，在國內外出現了一批數字音視頻編解碼標準，其中較具代表性的有國際標準H.264/MPEG-4AVC，我國自主制定的標準AVS等，在這些標準中都引入了一種稱為加權預測的技術，該技術在相同視頻質量的前提下，能夠從一定程度上提高視頻的壓縮率，特別是對一些特殊的序列，例如：視頻序列中每幀的亮度存在漸變情況的，或者在新聞類節目中在打閃光燈時，連續的幀之間的亮度會突然變化很大，而這些幀的圖像內容并沒有很明顯的變化。由于在上述情況下，編碼的當前幀與其參考幀的相關性要小于該幀與其參考幀經過一定的線性變換后的圖像間的相關性，這樣用加權預測技術就可以更好的進行預測編碼，提高壓縮效率。雖然在H.264或者AVS標準中提出了加權預測這種技術，但是并沒有明確應該怎樣使用該技術，怎樣確定加權系數和偏移值等問題。因此，如何將加權預測有效應用到音視頻編解碼技術中，已成為業界亟待解決的一個技術問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種適用于視頻編碼的加權預測方法，以判斷視頻序列中是否發生了場景切換，是否需要應用加權預測算法，通過合理運用不同的編碼技術，可在確保相同壓縮效率的情況下，提高視頻的壓縮質量。

為了解決上述技術問題，本發明是這樣實現的：一種基于直方圖的加權預測方法，用于判斷并驗證由數個連續的幀所組成的視頻序列中連續的兩幀之間是否發生了場景切換，以及后一幀是否適合利用前一幀進行加權預測編碼，同時計算加權預測編碼時的加權系數和偏移值，所述方法包括下列步驟：

(1)根據當前幀和前一幀的數據，統計出每一幀的直方圖，并計算兩個直方圖的χ²統計距離，判斷該兩幀之間是否發生了場景切換，若是，則進入步驟(2)，若否，則對該幀進行普通的幀間預測編碼，同時對下一幀繼續執行步驟(1)；

(2)將所述前后兩幀的圖像分別分成大小相同的數個宏塊，并計算每個宏塊的亮度平均值；

(3)通過比較前后兩幀中相同位置的宏塊的亮度平均值，找出適合直線擬合的有效宏塊，并利用最小二乘法根據這些有效宏塊的亮度平均值計算出加權預測中的加權系數和偏移值；

(4)根據加權系數和偏移值計算出經過加權預測得到的幀數據；

(5)統計該幀數據的直方圖，并計算該直方圖與當前幀的直方圖的χ²統計距離，判斷該加權預測是否有效，以此驗證是否發生了場景切換。

上述步驟(2)中每個宏塊的大小表示為MicroSize*MicroSize，且0＜MicroSize＜64。

上述步驟(3)中，若前后兩幀中相同位置的宏塊的亮度平均值的差值大于等于一門限值，且小于等于該門限值的10倍，則判定該宏塊是有效宏塊，其中，該門限值大于5且小于30。

進一步地，若當前幀中每個有效宏塊的亮度平均值為y₁，y₂，...，y_n，與之相對應的前一幀的每個有效宏塊的亮度平均值為x₁，x₂...，x_n，則加權系數A和偏移值B的計算公式為：