[發(fā)明專利]通過基于ABT的最小可覺差模型進(jìn)行視頻編碼的方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010174145.5
• 申請(qǐng)日: 2010-04-30
• 公開（公告）號(hào): CN101835048A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顏慶義;馬林;湛偉權(quán);劉雨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 香港應(yīng)用科技研究院有限公司
• 主分類號(hào): H04N7/26
• 分類號(hào): H04N7/26;H04N7/50
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明通常涉及數(shù)字視頻處理，特別涉及包括編碼和解碼的數(shù)字視頻編碼。

【背景技術(shù)】

由于攝像裝置的進(jìn)步，無(wú)論何時(shí)何地都能夠產(chǎn)生越來(lái)越多的視頻(圖像序列，也被稱為運(yùn)動(dòng)圖像)。此外，為了追求更高的分辨率，視頻尺寸不斷增加，從而涉及到大量數(shù)據(jù)需要處理。這給諸如顯示、傳輸和存儲(chǔ)視頻的過程帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。所以，需要一種視頻編碼技術(shù)，使得視頻在不犧牲其質(zhì)量的情況下能夠被壓縮。

至于質(zhì)量，期望發(fā)生較少的失真，傳統(tǒng)上失真通常是由量化度量如均方差(MSE)和峰值信噪比(PSNR)來(lái)衡量的。但是，這些量化度量并不能反映觀看者的感受以及失真在觀看者眼中的嚴(yán)重程度。因此，通過考慮人類如何視覺感受事物的特性，在不帶來(lái)額外視覺失真的前提下，需要進(jìn)一步提高壓縮比。換言之，人類如何視覺感受圖像的主觀試驗(yàn)非常重要。所以，需要保持用戶的視覺感受，同時(shí)更有效地進(jìn)行視頻處理。

此外，按照視頻標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，越來(lái)越多的特征被結(jié)合到當(dāng)前和未來(lái)的視頻編準(zhǔn)里。其中一個(gè)特征是允許視頻編碼過程里有各種塊尺寸，例如，自適應(yīng)塊尺寸變換(ABT)。通過考慮圖像內(nèi)容，這有助于改善圖像質(zhì)量。所以，需要在視頻編碼時(shí)能夠進(jìn)行ABT，例如，與視頻標(biāo)準(zhǔn)如H.264/AVC兼容。

【發(fā)明概述】

基于空間內(nèi)容信息和運(yùn)動(dòng)特性距離，本發(fā)明產(chǎn)生基于ABT的最小可覺差(JND)模型，其通過殘差濾波方法可以應(yīng)用于視頻編碼系統(tǒng)。JND模型也被稱為JND方案。由于JND模型能夠以矩陣格式表示，JND模型也被稱為JND圖。

本發(fā)明其中一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是通過使用基于ABT的JND模型進(jìn)行視頻編碼能夠節(jié)省高達(dá)50％的比特率，而不會(huì)降低主觀視覺質(zhì)量。本發(fā)明使用人類如何視覺感受事物的特性以降低比特率，而不會(huì)帶來(lái)可覺察的視覺失真。一個(gè)模擬人類視覺感受事物過程的系統(tǒng)被稱為視覺感受模型(VPM)。一個(gè)視覺感受模型的例子是最小可覺差(JND)模型。建立基于ABT的JND模型，并提供JND閾值給幀內(nèi)的每個(gè)塊，如果非零殘差系數(shù)的數(shù)值小于JND閾值，非零殘差系數(shù)被濾波。如果非零殘差系數(shù)的數(shù)值大于相應(yīng)的JND閾值，將從非零殘差系數(shù)中減去相應(yīng)的JND閾值。

就本發(fā)明JND模型的特性而言，不同于圖像域內(nèi)的現(xiàn)有JND模型，或頻率域內(nèi)產(chǎn)生的基于固定塊尺寸DCT的JND模型，本發(fā)明采用基于不同塊尺寸的基于ABT的JND模型。另外，基于ABT的JND模型在不同塊尺寸變換時(shí)考慮人類如何視覺感受事物的特性。基于ABT的JND模型是根據(jù)空間內(nèi)容信息(SCI)和運(yùn)動(dòng)特性距離(MCD)而確定的。

就本發(fā)明JND模型的應(yīng)用而言，不同于現(xiàn)有JND模型用于圖像/視頻水印和質(zhì)量評(píng)估，本發(fā)明使用JND模型以增強(qiáng)視頻編碼效率并降低比特率。

此外，依照一個(gè)預(yù)設(shè)的圖像質(zhì)量度量，本發(fā)明使用基于ABT的JND模型進(jìn)行視頻編碼，而不需要調(diào)整量化矩陣。

本發(fā)明的一個(gè)方面是將固定尺寸的JND模型擴(kuò)展到不同塊尺寸。不同塊尺寸的JND模型被用來(lái)描述人類對(duì)不同尺寸變換如何視覺感受事物的特性。

本發(fā)明的另一個(gè)方面是確定空間內(nèi)容信息(SCI)，其描述宏塊及其子塊之間的空間外觀相似性。

本發(fā)明的另一個(gè)方面是確定運(yùn)動(dòng)特性距離(MCD)，其描述宏塊及其子塊之間的運(yùn)動(dòng)特性相似性。

本發(fā)明的另一個(gè)方面是基于宏塊的SCI使用圖像或幀內(nèi)的不同塊尺寸變換之間的平衡策略。

本發(fā)明的另一個(gè)方面是基于宏塊的SCI和MCD使用幀間的不同塊尺寸變換之間的平衡策略。

本發(fā)明的另一個(gè)方面是對(duì)不同尺寸變換進(jìn)行殘差濾波以降低比特率并保持相同的視覺質(zhì)量。

本發(fā)明的其它方面也將披露，如以下所述的實(shí)施例。

【附圖說(shuō)明】

以下將參照附圖，詳細(xì)描述本發(fā)明的目的、方面和實(shí)施例，其中：

圖1顯示本發(fā)明一個(gè)視頻編碼的典型實(shí)施例的流程圖；

圖2顯示一個(gè)產(chǎn)生基于ABT的JND模型的典型實(shí)施例的流程圖；

圖3顯示一個(gè)基于ABT的JND濾波的典型實(shí)施例的流程圖；

圖4顯示在一個(gè)實(shí)施例里分別在一個(gè)16x16塊和一個(gè)4x4塊內(nèi)分配測(cè)試DCT子帶。

圖5描述宏塊及其相應(yīng)子塊的運(yùn)動(dòng)矢量以解釋MCD一致性概念用于幀間的時(shí)間平衡策略。

圖6描述一個(gè)視頻編碼裝置的典型實(shí)施例的模塊示意圖。

【發(fā)明詳述】