[發(fā)明專利]一種面向內(nèi)容分析的視頻編碼優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710228418.1
• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號(hào): CN107087173B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱策;劉宇洋;毛敏;宋方良;張翔
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04N19/147
• 分類號(hào): H04N19/147;H04N19/124
• 代理公司: 成都點(diǎn)睛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

本發(fā)明屬于視頻壓縮技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是涉及一種面向內(nèi)容分析的視頻編碼優(yōu)化方法。本發(fā)明的方法包括四個(gè)部分：內(nèi)容分析失真模型、內(nèi)容分析失真預(yù)測模型、率失準(zhǔn)模型及率失真優(yōu)化。通過構(gòu)建內(nèi)容分析失真模型，量化視頻壓縮失真對內(nèi)容分析算法性能的影響；采用壓縮失真SAD(Sum of Absolute Difference)預(yù)測內(nèi)容分析失真；采用e指數(shù)函數(shù)擬合內(nèi)容分析失真與碼率之間的關(guān)系；將內(nèi)容分析失真引入到率失真優(yōu)化中，以最小化像素失真和內(nèi)容分析失真為優(yōu)化目標(biāo)，改進(jìn)現(xiàn)有率失真優(yōu)化方法。最終降低了內(nèi)容分析失真，削弱了視頻壓縮失真對內(nèi)容分析算法的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于視頻壓縮技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是涉及一種面向內(nèi)容分析的視頻編碼優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

隨著視頻通信技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，視頻數(shù)據(jù)呈爆炸式增長，尤其在視頻監(jiān)控領(lǐng)域，超大體量的監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)經(jīng)壓縮、傳輸至服務(wù)器端，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行內(nèi)容分析，達(dá)到各種目的，如動(dòng)目標(biāo)檢測、人臉識(shí)別、行為分析等。如今，大多數(shù)視頻編碼器以最大化人眼視覺質(zhì)量為優(yōu)化目標(biāo)，造成壓縮失真降低后續(xù)內(nèi)容分析算法的性能。在過去幾十年中，研究者們提出了許多方法來降低壓縮失真對分析算法的影響，其中大部分都是針對保存局部特征點(diǎn)的。

Chao和Steinbac提出了一種基于SIFT特征匹配程度的率失真模型，并在靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)JPEG中驗(yàn)證，結(jié)果表明，即使在低碼率條件下也能保存關(guān)鍵SIFT特征，但是該方法需要消耗額外的比特用以傳輸SIFT特征描述子(J.S.Chao and E.Steinbach,“PreservingSIFT features in JPEG-encoded images,”IEEE International Conference on ImageProcessing,Brussels,Belgium,Sept.2011,pp.301-304.)。Baroffio等人針對提取的局部特征(如SIFT、SURF)提出了一種新的視頻編碼框架，該框架采用幀內(nèi)和幀間模式對提取的特征信息進(jìn)行編碼，但是該方法僅僅傳輸局部特征描述子，因此無法在解碼端得到視頻圖像信息(L.Baroffio,M.Cesana,A.Redondi,M.Tagliasacchi,and S.Tubaro,“Codingvisual features extracted from video sequences”,IEEE Transactions on ImageProcessing,vol.23,no.5,pp.2262-2276,May 2014.)。上述方法大都針對特征點(diǎn)保存的視頻壓縮方法，不能有效解決碼率、壓縮失真和內(nèi)容分析失真的平衡問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為能夠降低視頻壓縮失真對內(nèi)容分析的影響，提出一種面向內(nèi)容分析的視頻編碼優(yōu)化方法，旨在解決碼率、壓縮失真和分析失真的平衡問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種面向內(nèi)容分析的視頻編碼優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、定義內(nèi)容分析失真D_A用以量化視頻壓縮失真D_P對內(nèi)容分析算法的影響，根據(jù)下列公式(1)計(jì)算內(nèi)容分析失真D_A，壓縮失真D_P可根據(jù)公式(2)或公式(3)得到；

D_A＝|D^o-D^c| (公式1)

SAD＝∑|recpixel-orgpixel| (公式3)

其中，D^o為在未壓縮視頻上內(nèi)容分析算法的分析結(jié)果，D^c為在壓縮后視頻上內(nèi)容分析算法的分析結(jié)果；respixel為重構(gòu)像素，orgpixel為原始像素，Imagesize為圖像尺寸；