[發(fā)明專利]基于HEVC降視頻分辨率的快速幀間轉(zhuǎn)碼的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510034310.X
• 申請(qǐng)日: 2015-01-23
• 公開（公告）號(hào): CN104581170B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何小海;李雪晴;熊淑華;李向群;羅芳芳;王正勇;滕奇志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): H04N19/40
• 分類號(hào): H04N19/40;H04N19/154;H04N19/503
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司 51202
• 代理人: 劉雙蘭

本發(fā)明涉及一種基于HEVC降視頻分辨率的快速幀間轉(zhuǎn)碼的方法，屬于視頻分辨率技術(shù)領(lǐng)域。該方法從分析HEVC高分辨率視頻與其對(duì)應(yīng)的低分辨率視頻CU劃分和PU編碼方式的相似性入手的快速幀間轉(zhuǎn)碼算法，利用高分辨率視頻在HEVC解碼端幀間預(yù)測的CU劃分、MV等信息，來確定與之對(duì)應(yīng)的低分辨率視頻在HEVC編碼端中CU的劃分和PU的預(yù)測模式，從而節(jié)省了幀間轉(zhuǎn)碼過程中模式判決的計(jì)算復(fù)雜度。本發(fā)明的轉(zhuǎn)碼方法，在比特率和視頻質(zhì)量損失非常小的情況下，較大幅度地降低了編碼的計(jì)算復(fù)雜度；從而節(jié)約編碼時(shí)間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及視頻編碼中視頻分辨率技術(shù)，特別涉及一種基于高效視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)(HEVC)的降視頻分辨率的快速幀間轉(zhuǎn)碼的方法，屬于視頻分辨率技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著網(wǎng)絡(luò)和攝像技術(shù)的發(fā)展以及終端處理能力的提高，人們對(duì)于視頻質(zhì)量的需求也隨之提高，普及高清視頻的觀念已深入人心，人們迫切希望高清視頻能夠廣泛的應(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域。然而視頻分辨率的提高對(duì)視頻壓縮編碼的壓縮性能提出了更高的要求，高級(jí)視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)(Advanced Video Coding，H.264/AVC)，也稱新視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)的宏塊機(jī)制帶來的局限性也就越發(fā)明顯。為解決這一問題，ITU_T視頻編碼專家組(Video CodingExperts Group，VCEG)和ISO/IEC運(yùn)動(dòng)圖像專家組(Moving Picture Experts Group，MPEG)在H.264/AVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上提出了新一代高效視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)(High EfficiencyVideo Coding，HEVC)，又稱H.265。相較于H.264/AVC新視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，該H.265標(biāo)準(zhǔn)能夠在保證相同視頻圖像質(zhì)量的前提下，將壓縮效率提高一倍，即能使視頻流的碼率減少50％。因此它適用于處理高清視頻圖像，尤其適合應(yīng)用在視頻的網(wǎng)絡(luò)傳輸中。由于它自身具有的高視頻壓縮率，會(huì)大大減少視頻在網(wǎng)絡(luò)傳輸中所占的帶寬，降低視頻傳輸?shù)某杀?；以及減少用戶下載視頻時(shí)耗費(fèi)的流量，使視頻的下載速度更快，在線觀看更加流暢，大幅度地緩解了卡機(jī)情況，在提高視頻網(wǎng)站的用戶體驗(yàn)上發(fā)揮著舉足輕重的作用。

與此同時(shí)隨著寬帶的普及和第四代移動(dòng)通信技術(shù)(以下簡稱4G)網(wǎng)絡(luò)的興起，再加上網(wǎng)絡(luò)視頻自身所具有的快速、開放、共享、自由、可存儲(chǔ)的特性，越來越多人群選擇使用各種移動(dòng)終端設(shè)備如手機(jī)、PAD等新興起的網(wǎng)絡(luò)視頻播放平臺(tái)上網(wǎng)觀看視頻；視頻網(wǎng)站也緊跟用戶需求，為用戶提供了越來越多的高清網(wǎng)絡(luò)視頻。視頻播放設(shè)備通過有限帶寬的信道獲得網(wǎng)絡(luò)中存儲(chǔ)的高清視頻流，然后對(duì)其進(jìn)行解碼繼而播放。但是由于移動(dòng)終端設(shè)備的各項(xiàng)性能比傳統(tǒng)的個(gè)人計(jì)算機(jī)要低得多，如中央處理器(CPU)，顯卡，顯示屏等，這就限制了移動(dòng)終端所播放的視頻的分辨率。如果解碼后得到的視頻分辨率高于視頻播放器所能處理的最大視頻分辨率，為保證視頻的正常播放，就需要將視頻從高分辨率轉(zhuǎn)換到低分辨率。從以上可知，降視頻分辨率轉(zhuǎn)碼在視頻的網(wǎng)絡(luò)傳輸中十分普遍，同時(shí)HEVC是當(dāng)前主流的編碼標(biāo)準(zhǔn)，因而基于HEVC的降視頻分辨率轉(zhuǎn)碼具有十分廣闊的應(yīng)用前景。

降視頻分辨率轉(zhuǎn)碼屬于視頻的空間分辨率轉(zhuǎn)碼范疇，由于空間分辨率轉(zhuǎn)碼應(yīng)用十分廣泛，因此它一直是眾多學(xué)者研究的熱點(diǎn)問題。傳統(tǒng)的HEVC空間分辨率轉(zhuǎn)碼如下:首先對(duì)高分辨率視頻進(jìn)行下采樣，然后對(duì)下采樣得到的低分辨率視頻進(jìn)行HEVC全編碼，該方法又稱HEVC直接級(jí)聯(lián)轉(zhuǎn)碼方法，其算法復(fù)雜度高，耗費(fèi)時(shí)間長。與此同時(shí)，在進(jìn)行HEVC全編碼的過程中，其算法的復(fù)雜度又主要集中在對(duì)編碼單元(Coding Unit，CU)的四叉樹劃分上，四叉樹劃分的目的在于確定CU的尺寸和預(yù)測單元(PredictionUnit，PU)的PU模式。鑒于此，本課題組研究人員進(jìn)行探索研究，提出一種如果能夠?qū)⒏叻直媛室曨l的HEVC編碼模式應(yīng)用于對(duì)低分辨率視頻的編碼中，通過削減對(duì)低分辨率視頻進(jìn)行HEVC編碼時(shí)確定CU尺寸和PU模式的四叉樹劃分來降低轉(zhuǎn)碼算法復(fù)雜度，從而減少對(duì)低分辨率視頻進(jìn)行編碼的時(shí)間，進(jìn)而達(dá)到對(duì)低分辨率視頻進(jìn)行快速編碼的目的，這正是本發(fā)明的任務(wù)所在。

發(fā)明內(nèi)容