[發明專利]一種基于場景模型自適應更新的視頻編解碼方法

有效

• 申請號: 201210470731.3
• 申請日: 2012-11-20
• 公開（公告）號: CN103002284A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 黃鐵軍;陳偉;田永鴻;賈惠柱;高文
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/32;H04N21/234
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 毛燕生

技術領域

本發明涉及一種基于場景模型自適應更新的視頻編解碼方法，尤其涉及基于視頻序列的碼流大小信息，動態自適應的更新場景圖像，進而使用更新場景圖像完成更高效的預測編解碼。屬于數字媒體處理技術領域中的視頻編解碼技術。?

背景技術

視頻編碼技術是數字視頻處理的關鍵技術，針對未壓縮或已壓縮視頻文件，通過高性能、快速的編碼算法，可以將較大的視頻文件壓縮為占用空間更小的二進制文件。目前，視頻編碼技術已經在許多領域都得到了廣泛的應用，并經歷著日新月異的高速發展。?

視頻編解碼性能的評測由壓縮視頻的質量和壓縮視頻的碼率決定。壓縮視頻的質量分為主觀評測和客觀評測，碼率客觀的決定了視頻壓縮后的大小，因此視頻編解碼的目的是在視頻質量不降低的基礎上降低碼率，或是在碼率不升高的基礎上提高視頻質量。因此在視頻編解碼領域，一般用率失真曲線表示編碼方法的編解碼性能。率失真優化可以以圖像為單位進行，降低視頻中一些圖像的率失真代價，同時不影響其他圖像的編碼性能，可以提高整體的編碼性能。?

最近發展的視頻編碼技術證明，基于視頻內容的場景建模編碼技術，?相比不利用視頻場景信息的一般的編碼算法，可以實現較大的性能增益。針對視頻場景特性，基于解碼重建圖像進行訓練得到場景圖像用于預測編碼（黃鐵軍，張賢國，梁路宏，黃倩，高文.一種基于場景建模的靜態攝像機視頻壓縮方法與系統.專利申請號201010034117.3）,該方法可以獲得較高的性能提升，相比一般的編轉碼方式可以節省一半以上的碼率。?

雖然基于視頻內容的場景建模編轉碼技術可以獲得較高的性能提升，但是目前基于該方法的編碼方法均是采用固定幀數更新場景的方法。如果場景圖像更新得太頻繁，會導致場景圖像過多的編入碼流，從而會使編碼碼流變大；相反，如果場景圖像長期才更新一次，會降低場景幀的參考價值。因此，利用碼流大小關系，自適應動態更新場景很好地解決了以上問題。?

發明內容

本發明提出了一種基于場景模型自適應更新的視頻編解碼方法。該方法首先計算出場景圖像更新前若干幀，場景圖像更新后若干幀，以及場景圖像之間的碼流大小關系，并以此作為依據來判斷在當前位置上是否需要更新場景。然后，對于更新的場景，可以使用已編碼的場景圖像對其進行預測編碼，從而減小場景更新代價。以動態自適用更新的場景為基礎，輸入的待編碼圖像可以選擇性適用若干場景圖像或普通參考圖像作為參考圖像進行預測編碼。對應的，在解碼過程中，首先解碼場景更新標識，然后根據解碼出的場景更新標識對場景圖像進行解碼，再根據解碼出來的場景圖像，對視頻圖像進行解碼。?

以上述算法思想為基礎，本發明提出了一種基于場景模型自適應更新?的視頻編解碼方法，其特征在于使用自適應場景更新算法更新若干場景圖像，并使用這些場景圖像對視頻圖像進行編解碼。?

根據本發明的其中一發明目的，其中提供一種基于場景模型自適應更新的視頻編解碼方法，包括如下步驟：?

首先計算出場景圖像更新前若干幀，場景圖像更新后若干幀，以及場景圖像之間的碼流大小關系；?

依據上述條件來判斷在當前位置上是否需要更新場景；?

對于需要更新的場景，使用已編碼的場景圖像對其進行預測編碼，從而減小場景更新代價；?

以動態自適用更新的場景為基礎，輸入的待編碼圖像可以選擇性適用若干場景圖像或普通參考圖像作為參考圖像進行預測編碼；?

對應的，在解碼過程中，首先解碼場景更新標識，然后根據解碼出的場景更新標識對場景圖像進行解碼，再根據解碼出來的場景圖像，對視頻圖像進行解碼。?

根據本發明的又一發明目的，其中提供一種基于場景模型自適應更新的視頻編解碼方法，包括下列步驟：?

場景圖像訓練步驟：以若干已編碼的重建圖像為訓練集，使用場景模型生成算法獲得場景圖像；?

場景圖像編碼步驟：采用傳統的圖像編碼技術對場景圖像進行編碼；?

場景更新決策步驟：在場景圖像編碼之后，根據場景圖像更新前若干幀；更新后若干幀，以及場景圖像之間的碼流大小關系判定是否需要更新當前場景；?

視頻圖像編碼步驟：在編碼更新之后的視頻圖像時，在最近更新的場景和之前的更新場景中選擇較好的圖像，和普通參考圖像一起作為當前編碼圖像的預測參考。?

根據本發明進一步的發明目的，其中還在于場景圖像編碼步驟中，場景圖像可以使用的編碼方式包括：?

直接編碼：采用傳統的幀內預測編碼方法編碼該場景；?

或者場景圖像預測編碼：使用已編碼場景圖像做預測參考，編碼該更新場景幀；?