[發明專利]基于Wyner-Ziv視頻編碼系統的GOP層編碼方法

有效

• 申請號: 201110057717.6
• 申請日: 2011-03-10
• 公開（公告）號: CN102123282A
• 公開（公告）日: 2011-07-13
• 發明（設計）人: 宋彬;楊明明;彭學露;屈蓓;劉海華
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種基于Wyner-Ziv視頻編碼系統的GOP層編碼方法，包括如下步驟：

(1)確定關鍵幀碼率在圖像組GOP碼率中所占比例因子k的定義域：k∈[ε，1]及比例因子k的變化步長step，ε取值為[0.01，0.3]，step取值范圍為[0.02，0.4]，k的初始值k′＝ε；

(2)根據當前GOP的總碼率R_GOP和當前比例因子k，計算關鍵幀碼率R_k和WZ幀碼率R_wz；

R_k＝R_GOP·k

R_wz＝R_GOP-R_k

(3)根據關鍵幀碼率R_k、WZ幀碼率R_wz和率失真模型估計當前GOP內關鍵幀和WZ幀所需的量化因子Qp和量化矩陣Qm，并用量化因子Qp和量化矩陣Qm預編碼當前GOP，得到當前GOP的相鄰重構關鍵幀，對該相鄰重構關鍵幀內插，得到邊信息SI；

(4)根據相鄰重構關鍵幀和邊信息SI計算當前GOP內關鍵幀和邊信息SI峰值信噪比PSNR的均值D₁(k)＝mean(PSNR_key，PSNR_SI)和方差D₂(k)＝var(PSNR_key，PSNR_SI)，得到編碼端估計的整體失真D(k)＝αD₁(k)+βD₂(k)，其中，mean和var分別為求均值和求方差運算，PSNR_key和PSNR_SI分別代表關鍵幀和邊信息的峰值信噪比，α為D₁(k)的權重因子，β為D₂(k)的權重因子，α和β取值范圍均為[0，1]，且α+β＝1；

(5)判斷比例因子k值是否超過定義域[ε，1]上界，如果是，則選擇整體失真D(k)最小時對應的k作為最佳比例因子k^*，執行步驟(6)，否則，令k＝k+step，返回步驟(2)；

(6)根據量化因子Qp和量化矩陣Qm編碼當前GOP，并判斷當前GOP是否是最后一個，若是，則結束本次編碼；否則執行步驟(7)；

(7)重復執行步驟(1)到步驟(6)，對剩余的GOP進行編碼，直至所有的GOP編碼完畢。

2.根據權利要求1所述的GOP層編碼方法，其中步驟(3)所述的根據關鍵幀碼率R_k、WZ幀碼率R_wz和率失真模型，估計當前GOP內關鍵幀和WZ幀所需的量化因子Qp和量化矩陣Qm，按如下步驟進行：

(2a)根據關鍵幀碼率R_k，由公式計算得到量化因子Qp，其中，m和n為率失真模型中兩個不同的參量，取值范圍為實數；

(2b)根據8個量化矩陣Qm和Wyner-Ziv視頻編碼方法編碼WZ幀，得到8個預估計的WZ幀碼率其中i為量化矩陣的序號，取值為自然數1～8；選擇與WZ幀碼率R_wz差距最小的預估計的WZ幀碼率所對應的量化矩陣，作為當前WZ幀的量化矩陣；

(2c)根據步驟(2a)中計算得到的量化因子Qp，利用H.264/AVC?INTRA編碼方法編碼當前關鍵幀；根據步驟(2b)中計算得到的量化矩陣Qm，利用Wyner-Ziv視頻編碼方法編碼當前WZ幀。

3.根據權利要求1所述的GOP層編碼方法，其中步驟(3)所述的對相鄰重構關鍵幀內插，是指用均值內插算法或快速運動補償內插算法對相鄰的兩幀重構關鍵幀進行求均值或對相鄰的兩幀重構關鍵幀進行前后向低復雜度的運動搜索得到邊信息。

4.根據權利要求1所述的GOP層編碼方法，其中步驟(6)所述根據量化因子Qp和量化矩陣Qm編碼當前GOP，按如下步驟進行：

(4a)用比例因子k中的最佳比例因子k^*，計算關鍵幀碼率R_k和WZ幀碼率R_wz；

R_k＝R_GOP·k^*

R_wz＝R_GOP-R_k

其中，R_GOP為當前GOP的總碼率。

(4b)根據關鍵幀碼率R_k，利用H.264/AVC?INTRA編碼方法，對當前關鍵幀進行編碼；

(4c)根據WZ幀碼率R_k，利用Wyner-Ziv視頻編碼方法，對當前WZ幀進行編碼。