[發(fā)明專利]高效視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)幀內(nèi)圖像碼率估計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011107143.4
• 申請(qǐng)日: 2020-10-16
• 公開（公告）號(hào): CN112218083B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 公衍超;于孝鑫;楊楷芳;劉穎;林慶帆;王富平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04N19/146
• 分類號(hào): H04N19/146;H04N19/70
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責(zé)任公司 61201
• 代理人: 申忠才

一種高效視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)幀內(nèi)圖像碼率估計(jì)方法，由確定邊長、確定基本計(jì)算單元大小、確定圖像的標(biāo)準(zhǔn)差、確定圖像類型、獲得紋理簡單圖像模型參數(shù)、估計(jì)紋理簡單圖像碼率、獲得紋理復(fù)雜圖像模型參數(shù)、估計(jì)紋理復(fù)雜圖像碼率步驟組成。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)需要執(zhí)行全部編碼或部分編碼過程算法復(fù)雜度高、對(duì)于不同紋理復(fù)雜圖像使用相同的碼率估計(jì)模型碼率估計(jì)準(zhǔn)確度低，沒有同時(shí)考慮圖像內(nèi)容特性和編碼參數(shù)對(duì)于圖像碼率影響的技術(shù)問題。本發(fā)明具有碼率估計(jì)準(zhǔn)確、模型參數(shù)計(jì)算簡單、算法運(yùn)行速度快等優(yōu)點(diǎn)，可用于視頻編碼、視頻通信等領(lǐng)域中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于視頻編碼技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到高效視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)幀內(nèi)圖像碼率估計(jì)方法。

背景技術(shù)

在視頻多媒體通信系統(tǒng)中，由攝像機(jī)采集的原始視頻數(shù)據(jù)量非常龐大，如此龐大的原始視頻如果不經(jīng)過編碼是無法在當(dāng)前的多媒體系統(tǒng)中有效地傳輸和存儲(chǔ)。視頻編碼是保證視頻多媒體通信系統(tǒng)有效運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)，視頻編碼的目的是用更少的編碼碼率獲得更高質(zhì)量的編碼重建視頻。

目前隨著高清設(shè)備的大量普及，面向高清視頻的高效視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)被廣泛采用，使用高效視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)編碼視頻時(shí)，需要綜合各種因素給視頻選擇一組優(yōu)化的編碼參數(shù)組合，從而獲得更加優(yōu)化的編碼性能。高效視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)在選擇優(yōu)化的編碼參數(shù)組合時(shí)通常使用拉格朗日率失真優(yōu)化的方法，在此方法中需要用到圖像編碼的碼率信息。視頻圖像的真實(shí)的編碼碼率信息只有在圖像全部編碼完成之后才能獲得，但是編碼圖像要耗費(fèi)大量時(shí)間，所以通過全編碼過程獲得圖像碼率信息的方式由于復(fù)雜度過高的技術(shù)問題，在實(shí)際應(yīng)用中很少采用。

目前采用部分編碼過程的方式獲得圖像碼率的估計(jì)值，即對(duì)圖像進(jìn)行部分編碼操作，然后基于相關(guān)編碼信息，例如預(yù)測塊的殘差信息、量化后的變換系數(shù)、熵編碼的上下文模型等，得到圖像碼率估計(jì)值。相比于全編碼過程的方式，基于部分編碼過程的圖像碼率估計(jì)方法雖然降低了一定的復(fù)雜度，但其仍然要執(zhí)行部分編碼操作，所以其復(fù)雜度仍然較高。特別是對(duì)于一些實(shí)時(shí)性要求較高的視頻多媒體通信應(yīng)用，例如視頻會(huì)議、視頻監(jiān)控，基于部分編碼過程的方式仍然不適用。另外，不同的圖像具有不同的內(nèi)容特性，對(duì)于不同內(nèi)容復(fù)雜程度的圖像，其對(duì)應(yīng)的優(yōu)化的碼率估計(jì)模型形式通常不一樣。但目前部分碼率估計(jì)模型對(duì)于所有的圖像類型都使用相同的模型形式，例如冪函數(shù)形式，這類方法的碼率估計(jì)準(zhǔn)確度還有待于提升。此外，視頻圖像的內(nèi)容特性及編碼參數(shù)配置(例如量化參數(shù))是影響圖像碼率的兩個(gè)基本因素，一些圖像碼率估計(jì)方法只考慮了圖像的內(nèi)容特性，并沒有考慮同樣對(duì)圖像碼率有重要影響的編碼參數(shù)。所以這類方法的復(fù)雜度雖然很低，但其碼率估計(jì)的準(zhǔn)確度很難保證。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種碼率估計(jì)準(zhǔn)確、模型參數(shù)計(jì)算簡單、計(jì)算速度快的高效視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)幀內(nèi)圖像碼率估計(jì)方法。

解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是由下述步驟組成：

(1)確定邊長

輸入視頻圖像的空間分辨率，按照式(1)得到邊長l：

其中round()為四舍五入取整函數(shù)，w_p為圖像寬，h_p為圖像高，γ∈[0.5,3.5]，σ∈[0.05,0.4]，w_c∈{88,89,...,704}，h_c∈{72,73,...,576}。

(2)確定基本計(jì)算單元大小

基本計(jì)算單元為矩形像素塊，由邊長l確定基本計(jì)算單元的寬w_b和高h(yuǎn)_b：

w_b＝αl (2)