[發(fā)明專利]4K、8K、16K超高清視頻編碼運動估計優(yōu)化方法和裝置、設(shè)備及存儲介質(zhì)

有效

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• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112911307B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭海;隋治強(qiáng);徐言茂
• 申請（專利權(quán)）人: 北京銳馬視訊科技有限公司
• 主分類號: H04N19/513
• 分類號: H04N19/513
• 代理公司: 北京市鼎立東審知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11751
• 代理人: 陳佳妹;朱慧娟

本申請公開了一種4K、8K、16K超高清視頻編碼運動估計優(yōu)化方法，該4K、8K、16K超高清視頻編碼運動估計優(yōu)化方法包括獲取原始視頻數(shù)據(jù)，將原始視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為低分辨率視頻數(shù)據(jù)，對低分辨率視頻數(shù)據(jù)中每幀圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行運動估計得到運動矢量，將運動矢量映射至原始視頻數(shù)據(jù)的尺寸得到原始運動矢量，對原始運動矢量進(jìn)行優(yōu)化得到最優(yōu)運動矢量。從而大幅降低運動估計的計算量。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及視頻編碼技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種4K、8K、16K超高清視頻編碼運動估計優(yōu)化方法和裝置、設(shè)備及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

運動估計是H.264/H.265/AVS+/AVS2/AVS3等視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)中最重要且最耗時的一部分。一般情況下，大約占用視頻編碼的60％～80％的時間。運動搜索，運動矢量預(yù)測是運動估計計算的兩個主要環(huán)節(jié)。

運動搜索最常用的方法是塊匹配法。最簡單的塊匹配法是全搜索算法(FS)，其精度最高，性能最好，但是計算量太大，不適用于實時編碼。在此基礎(chǔ)上的改進(jìn)算法中，比較有代表性的快速算法有早期的三步搜索法(TSS)和二維對數(shù)搜索法(LOGS)等，該類算法的特點是限制運動搜索點數(shù)而減少計算量，但是很容易陷入局部最優(yōu)。目前被實際采用的算法，是改進(jìn)的新三步法(NTSS)，例如鉆石形算法(DIAS)和六邊形算法(HEXS)。

運動矢量預(yù)測包括幀內(nèi)預(yù)測和幀間預(yù)測。幀內(nèi)預(yù)測是指利用視頻空間域相關(guān)性，使用空間臨近已編碼圖像像素預(yù)測當(dāng)前圖像的像素。在幀內(nèi)預(yù)測模式中，預(yù)測塊是基于已編碼重建塊和當(dāng)前塊形成的，編碼器通常選取預(yù)測塊與編碼塊之間差異最小的預(yù)測模式。幀間預(yù)測是指利用視頻時間域相關(guān)性，使用時間臨近已編碼圖像像素預(yù)測當(dāng)前圖像的像素，以達(dá)到有效去除視頻時域冗余的目的。由于視頻序列通常包括較強(qiáng)的時域相關(guān)性，因此預(yù)測殘差值接近于0，將殘差信號作為后續(xù)模塊的輸入進(jìn)行變換、量化、掃描及熵編碼，可實現(xiàn)對視頻信號的高效壓縮。

隨著視頻編碼技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，新一代的編碼標(biāo)準(zhǔn)圍繞運動搜索和運動矢量預(yù)測兩個核心環(huán)節(jié)，進(jìn)行了大量的改進(jìn)和提升，并由此獲得了重要的視頻質(zhì)量提升。舉例來說，從H.264發(fā)展到H.265，幀內(nèi)運動預(yù)測模式，就從原來的最多9種增加到了最多35種之多。這些改進(jìn)是提升視頻編碼質(zhì)量的重要手段，但是也極大的增加了編碼運算量。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本公開提出了一種4K、8K、16K超高清視頻編碼運動估計優(yōu)化方法，包括：

獲取原始視頻數(shù)據(jù)，將所述原始視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為低分辨率視頻數(shù)據(jù)；

對所述低分辨率視頻數(shù)據(jù)中每幀圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行運動估計得到運動矢量；

將所述運動矢量映射至所述原始視頻數(shù)據(jù)的尺寸得到原始運動矢量；

對所述原始運動矢量進(jìn)行優(yōu)化得到最優(yōu)運動矢量。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，將所述原始視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為低分辨率視頻數(shù)據(jù)時采用像素抽樣的方式進(jìn)行。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，將所述原始視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為低分辨率視頻數(shù)據(jù)包括：

依據(jù)預(yù)設(shè)的抽樣比例對所述原始視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行下變換得到低分辨率視頻數(shù)據(jù)。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述預(yù)設(shè)的抽樣比例的范圍為四分之一至十六分之一。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，將所述運動矢量映射至所述原始視頻數(shù)據(jù)的尺寸得到原始運動矢量包括：

將所述運動矢量依據(jù)所述抽樣比例進(jìn)行上變換得到原始運動矢量。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，對所述原始運動矢量進(jìn)行優(yōu)化得到最優(yōu)運動矢量包括：

以所述原始運動矢量為起點在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)進(jìn)行運動搜索；

使用最小誤差和算法計算最小匹配誤差；