[發明專利]一種基于特征的幀間編碼方法

有效

• 申請號: 201810265603.2
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108419081B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 楊青;王軍;姜楠
• 申請（專利權）人: 佛山市順德區中山大學研究院;廣東順德中山大學卡內基梅隆大學國際聯合研究院;中山大學
• 主分類號: H04N19/503
• 分類號: H04N19/503;H04N19/136;H04N19/167;H04N19/147;H04N19/14;H04N19/119;H04N19/137;H04N19/154
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 左恒峰

1.一種基于特征的幀間編碼方法，其特征在于：包括以下步驟：

A、利用基于視覺領域的特征提取方法定位視頻中的每一幀的關鍵點，并提取出關鍵點的特征向量；

B、對關鍵點進行計算得到感興趣區域，采用幀差法將當前幀圖像與前一幀圖像的感興趣區域的關鍵點的特征向量進行比較，得到當前幀的運動特性，并對編碼單元進行編碼深度劃分；

其中，所述步驟B對關鍵點進行計算得到感興趣區域，采用幀差法將當前幀圖像與前一幀圖像的感興趣區域的關鍵點的特征向量進行比較，得到當前幀的運動特性，并對編碼單元進行編碼深度劃分，包括以下步驟：

B1、判斷當前幀是否為第一幀，若是，轉步驟B8，若否，轉步驟B2；

B2、判斷當前最大編碼單元是否為第一個最大編碼單元，若是，轉步驟B4，若否，轉步驟B3；

B3、判斷當前最大編碼單元是否在邊界上，若是，轉步驟B8，若否，以最大編碼單元為單位，遍歷每個最大編碼單元，轉步驟B4；

B4、采用特征映射函數將分布在當前最大編碼單元上的關鍵點數量進行感興趣區域參數的計算，根據設定的感興趣區域閾值判斷當前最大編碼單元是否處于感興趣區域，若為非感興趣區域，轉步驟B5，若為感興趣區域，轉步驟B6；

B5、判斷非感興趣區域是否為近似平滑區域，若是近似平滑區域，則當前最大編碼單元中的所有編碼單元劃分深度為0，且預測單元模式設為PART_2Nx2N，若為非近似平滑區域，轉步驟B9；

B6、將當前幀圖像與前一幀圖像的感興趣區域的特征向量進行比較，統計圖像中位置和方向都發生變動的關鍵點個數，并計算變動比其中Num_c為變動的關鍵點個數，Num_t為當前最大編碼單元中總的關鍵點個數；

B7、根據設定的變動關鍵點閾值判定當前最大編碼單元是否為運動劇烈區域，若為運動劇烈區域，轉步驟B8，若為非運動劇烈區域，轉步驟B9；

B8、采用xCompressCU函數對編碼單元進行HM標準的四叉樹遞歸劃分；

B9、參考前一幀圖像的對應位置最大編碼單元的劃分情況，對當前編碼的最大編碼單元按設定的深度進行劃分；

其中，所述步驟B5中判斷非感興趣區域是否為近似平滑區域，通過與設定的近似平滑區域閾值進行對比，當該區域的關鍵點個數低于近似平滑區域閾值時即為近似平滑區域，否則為非近似平滑區域，其中近似平滑區域閾值為Num_Thr＝32；

其中，所述步驟B4中采用特征映射函數將分布在當前最大編碼單元上的關鍵點數量進行感興趣區域參數的計算，其中特征映射函數的計算式為：

其中i表示視頻幀中子塊的編號，Num_key[i]表示第i個子塊中關鍵點的數量，表示視頻幀中非零的Num_key[i]的期望值，t和T分別表示上限和下限；

其中，所述步驟B4中根據設定的感興趣區域閾值判斷當前最大編碼單元是否處于感興趣區域，設定的感興趣區域閾值λ_Thr＝0.5，若計算得到的感興趣區域參數大于0.5，即當前最大編碼單元處于感興趣區域，否則處于非感興趣區域；

C、當需要參考前一幀對應的最大編碼單元劃分形式時，遍歷編碼單元所有深度下的預測單元預測模式，得到視頻編碼的幀間模式。

2.根據權利要求1所述的一種基于特征的幀間編碼方法，其特征在于：所述步驟A中利用基于視覺領域的特征提取方法定位視頻中的每一幀的關鍵點，所述特征提取方法為FGSIFT算法。

3.根據權利要求1所述的一種基于特征的幀間編碼方法，其特征在于：所述步驟A利用基于視覺領域的特征提取方法定位視頻中的每一幀的關鍵點，并提取出關鍵點的特征向量，包括以下步驟：

A1、對視頻中的每一幀進行尺度空間極值檢測，得到極值點；

A2、采用DoG函數定位關鍵點的位置；

A3、提取關鍵點的特征向量。

4.根據權利要求1所述的一種基于特征的幀間編碼方法，其特征在于：所述步驟B6中根據設定的變動關鍵點閾值判定當前最大編碼單元是否為運動劇烈區域，其中設定的變動關鍵點閾值為R_Thr＝0.5，當關鍵點的變動比大于0.5時，即為運動劇烈區域，否則為非運動劇烈區域。