[發(fā)明專利]一種基于視頻內(nèi)容及聚類分析的壓縮碼率預(yù)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610378960.0
• 申請(qǐng)日: 2016-05-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105959685B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋利;朱雨桐;解蓉;張文軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H04N17/00
• 分類號(hào): H04N17/00
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31236
• 代理人: 徐紅銀,郭國(guó)中

1.一種基于視頻內(nèi)容及聚類分析的壓縮碼率預(yù)測(cè)方法，其特征在于包括如下步驟：

S1：對(duì)視頻的每一幀做sobel濾波，得到空間信息SI；對(duì)相鄰兩幀的亮度信息做差值，得到時(shí)間信息TI；

S2：對(duì)S1得到的空間信息SI及時(shí)間信息TI，利用k-means方法做聚類分析，得到多個(gè)類；

S3：在S2的每一個(gè)類上，做系數(shù)回歸，得到壓縮碼率預(yù)測(cè)模型，并利用該模型預(yù)測(cè)壓縮碼率；

所述S3：在S2完成聚類分析后，在每一個(gè)聚攏的類上，將S1中計(jì)算的空間信息SI及時(shí)間信息TI帶入以下壓縮碼率預(yù)測(cè)模型中，對(duì)應(yīng)不同的視頻的序列，帶入不同的視頻主觀質(zhì)量評(píng)測(cè)MOS分值，得到壓縮碼率的預(yù)測(cè)值，實(shí)現(xiàn)對(duì)特定質(zhì)量要求下視頻壓縮所需碼率的預(yù)測(cè)：

v_c＝TI·SI(2)

α(v_c)＝c₁+c₂·log(v_c)(3)

γ(v_c)＝c₄+c₅·log(v_c)(5)

其中，c₁到c₆為模型參數(shù)，α、β、γ只是中間參數(shù)，MOS表示視頻主觀測(cè)試分值，采取ITU-R BT-500文件中的DSI Variant II方法，并且采用了5分制的原則，即：1分表示質(zhì)量非常差，2分表示質(zhì)量較差，3分表示質(zhì)量一般，4分表示質(zhì)量較好，5分表示質(zhì)量非常好；TI及SI分別代表時(shí)間信息及空間信息；v_c代表的是視頻內(nèi)容，由SI及TI確定，BR_p則表示的是預(yù)測(cè)的壓縮碼率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視頻內(nèi)容及聚類分析的壓縮碼率預(yù)測(cè)方法，其特征在于：所述S1：對(duì)于原視頻序列的第n幀圖像，用下列兩個(gè)公式分別進(jìn)行處理，從而得 到空間信息SI及時(shí)間信息TI：

SI＝max_time{std_space[Sobel(F_n)]}

TI＝max_time{std_space[F_n(i,j)–F_n-1(i,j)]}

其中F_n是當(dāng)前幀的亮度信息，Sobel表示經(jīng)典圖像處理中的Sobel算子，std_space表示對(duì)該幀內(nèi)的經(jīng)過(guò)Sobel計(jì)算得到的結(jié)果求標(biāo)準(zhǔn)差，max_time表示對(duì)所有幀經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算得到的結(jié)果取最大值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視頻內(nèi)容及聚類分析的壓縮碼率預(yù)測(cè)方法，其特征在于：所述S2：取S1中的空間信息SI及時(shí)間信息TI結(jié)果，帶入K-means算法中做聚類分析，采用歐式距離的平方作為計(jì)算聚類的距離指標(biāo)，同時(shí)，采用K-means聚類分析中的silhouette值作為聚類結(jié)果分析指標(biāo)，通過(guò)分析該silhouette值，確定最終的聚類個(gè)數(shù)，最后，將具有相似空間信息SI及時(shí)間信息TI特征的視頻聚攏為一類。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的基于視頻內(nèi)容及聚類分析的壓縮碼率預(yù)測(cè)方法，其特征在于：所述模型參數(shù)c₁，c₂，c₃，c₄，c₅，c₆通過(guò)以下方法確定：在保證實(shí)際應(yīng)用中的編碼器類型、視頻分辨率和幀率與主觀視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)材料一致情況下，運(yùn)用主觀質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)提出的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行最小二乘回歸計(jì)算，求出針對(duì)特定應(yīng)用的模型參數(shù)。