[發明專利]基于背景建模和可選差分模式的視頻編/解碼方法及系統

有效

• 申請號: 201010203823.6
• 申請日: 2010-06-21
• 公開（公告）號: CN101883284A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: 高文;張賢國;梁路宏;黃鐵軍
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/50;G06T7/20
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 毛燕生

1.一種基于背景建模和可選差分模式的視頻編碼方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

背景建模步驟，使用輸入的視頻序列建模生成背景圖像，背景圖像經過編解碼后重建背景圖像；

全局運動估計步驟，對每幅輸入圖像進行像素或亞像素精度的全局運動估計，得到全局運動矢量；

模式選擇步驟，基于所述重構的背景圖像和所述全局運動矢量，選擇性地使用原始模式、差分模式對每一個視頻塊進行編碼。

2.根據權利要求1所述的視頻編碼方法，其特征在于，所述背景建模步驟中，所述使用輸入的視頻序列建模生成背景圖像包括：

對于每一個像素點，在訓練集內找到該像素點的像素集合，然后開始遍歷；

對于每一個像素值，根據這個像素集合內當前像素值與下一個相鄰像素值之間的差，利用當前時刻生成的動態閾值進行判斷，如果差的絕對值大于閾值，則判定當前數據段結束，開始下一個數據段；進而，將整個當前像素位置的像素集合劃分為若干數據段；

為每一段分配一個權重，所述權重為該段數據集合的大小；

基于所述權重，計算出的所述像素的背景像素值。

3.根據權利要求2所述的視頻編碼方法，其特征在于，所述背景建模步驟還包括定期重新選取訓練集以更新所述背景圖像的步驟。

4.根據權利要求1所述的視頻編碼方法，其特征在于，所述背景建模步驟中，對背景圖像進行編碼以獲取重構的背景圖像中，所述編碼方法包括：

使用有損或無損的、圖像或視頻的編碼方法編碼建模生成的背景圖像；或把所有背景圖像看作一個序列，使用視頻編碼方法進行編碼，所述視頻編碼方法為：MPEG-1/2/4、H.263、H.264/AVC、VC1、AVS、JPEG、JPEG2000或MJPEG。

5.根據權利要求1所述的視頻編碼方法，其特征在于，所述全局運動估計步驟中，所述全局運動估計包括：

以數據塊為基本單位，令當前圖像以重構背景圖像為參考圖像進行全局的，整像素或分像素運動搜索，取運動矢量集合的中值、最大聚類或平均值為當前圖像的全局運動矢量。

6.根據權利要求1所述的視頻編碼方法，其特征在于，所述模式選擇步驟中，所述選擇性地使用原始模式、差分模式對每一個視頻塊進行編碼，選擇的方法為：通過比較原始模式和差分模式的率失真結果。

7.根據權利要求6所述的視頻編碼方法，其特征在于，所述原始模式編碼為：

根據全局運動矢量，找到待編碼數據的預測參考數據在背景圖像中的對應數據，若預測參考數據已編碼為差分模式，則以二者的解碼疊加值為參考，否則則直接以預測參考數據的解碼原始值為參考來直接編碼待編碼數據。

8.根據權利要求7所述的視頻編碼方法，其特征在于，所述差分模式編碼為：

根據全局運動矢量，為待編碼數據的預測參考數據在背景圖像中的匹配對應的數據，若所預測參考數據已編碼為原始模式，則以二者的解碼差分值為參考，否則則直接以預測參考像素的解碼原始值為參考來編碼待編碼數據與背景圖像中對應的數據的差分數據。

9.根據權利要求3所述的視頻編碼方法，其特征在于，所述定期重新選取訓練集以更新所述背景圖像具體為：

依據視頻段進行背景圖像的更新，所述視頻段為使用同一個重構的背景圖像進行編碼的一段輸入視頻序列，整個輸入視頻序列可以看作是由若干首尾相接的視頻段構成，編碼時，從當前視頻段中選取訓練圖像集進行背景建模并生成一幅背景圖像，供下一個視頻段編碼使用，使當前視頻段編碼時，使用的是在前一個視頻段編碼的同時生成的背景圖像。

10.一種基于背景建模和可選差分模式的視頻編碼系統，其特征在于，包括：

背景建模模塊，用于使用輸入的視頻序列建模生成背景圖像，背景圖像經過編解碼后重建背景圖像；

全局運動估計模塊，用于對每幅輸入圖像進行像素或亞像素精度的全局運動估計，得到全局運動矢量；

模式選擇模塊，用于基于所述重構的背景圖像和所述全局運動矢量，選擇性地使用原始模式、差分模式對每一個視頻塊進行編碼。