[發明專利]一種基于結構特征的HEVC碼率控制方法

有效

• 申請號: 201710208697.5
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106954077B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 曾煥強;楊愛勝;陳婧;朱建清;蔡燦輝;馬凱光
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: H04N19/96
• 分類號: H04N19/96;H04N19/124;H04N19/182;H04N19/132
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;楊鍇

本發明涉及一種基于結構特征的HEVC碼率控制方法，1)提取視頻的幀圖像，計算幀圖像的編碼樹單元的2×2區域降采集特征圖；2)基于各編碼樹單元的降采集特征圖，計算當前各編碼樹單元的結構強度；3)基于當前各編碼樹單元的結構強度，計算當前幀圖像的結構強度；4)基于各編碼樹單元的結構強度與當前幀圖像的結構強度，計算各編碼樹單元的碼率分配比重；5)根據各編碼樹單元的碼率分配比重計算各編碼樹單元的量化參數。本發明利用編碼樹單元降采樣特征圖的結構強度來表征編碼樹單元的結構強度，很好地反應該編碼樹單元的感知特性，準確引導目標碼率分配，獲得更符合人眼特性的編碼視頻。

技術領域

本發明涉及視頻編碼領域，更具體地說，涉及一種基于結構特征的HEVC碼率控制方法。

背景技術

在信息技術和互聯網技術快速發展的今天，視頻信息成為人們獲取信息的主要載體。人們對視頻質量的要求也越來越高，高清和超高清視頻的需求領越來越大。這也直接導致需要傳輸和存儲的視頻數據量變得越來越大，給視頻傳輸和存儲技術帶來了巨大挑戰。

為了解決這一問題，ISO-IEC/MPEG和ITU-T/VCEG兩大國際標準化組織成立了視頻編碼聯合開發小組(JCT-VC)，并于2013年提出了新一代高效視頻編碼標準HEVC(HighEfficiency Video Coding)。

新一代高效視頻編碼標準HEVC的壓縮效率比上一代國際視頻編碼標準H.264提高了一倍。然而HEVC中采用的依然是基于統計失真的碼率控制算法，其中量化參數QP由參考幀平均絕對誤差(MAD)決定，忽略了輸入視頻內容中人眼所關注的結構特征。

因此，現有技術的HEVC傳統率碼率控制方法的感知編碼性能還有很大提升空間。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種充分考慮輸入視頻內容中人眼感興趣的結構特征，提高HEVC編碼器碼率控制算法的感知性能的基于結構特征的HEVC碼率控制方法。

本發明的技術方案如下：

一種基于結構特征的HEVC碼率控制方法，步驟如下：

1)提取視頻的幀圖像，計算幀圖像的編碼樹單元的2×2區域降采樣特征圖；

2)基于各編碼樹單元的降采樣特征圖，計算當前各編碼樹單元的結構強度；

3)基于當前各編碼樹單元的結構強度，計算當前幀圖像的結構強度；

4)基于各編碼樹單元的結構強度與當前幀圖像的結構強度，計算各編碼樹單元的碼率分配比重；

5)根據各編碼樹單元的碼率分配比重計算各編碼樹單元的量化參數。

作為優選，步驟1)中，編碼樹單元的降采樣特征圖由每個不重疊的2×2的區域進行降采樣獲得。

作為優選，步驟2)中，編碼樹單元的結構強度通過如下公式獲取：

其中，ST_i表示編碼樹單元的結構強度；I表示降采樣特征圖；M,N表示降采樣特征圖的寬高。

作為優選，步驟3)中，當前幀圖像的結構強度通過如下公式獲取：

其中，K表示編碼樹單元的數目。

作為優選，步驟4)中，編碼樹單元的碼率分配比重通過如下公式獲取：

其中，C₁、C₂表示穩定系數。