[發明專利]面向智慧法院場景的多層次感知視頻編碼算法優化方法

有效

• 申請號: 202110384146.0
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113099226B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 殷海兵;周華健
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H04N19/124
• 分類號: H04N19/124;H04N19/147;H04N19/176;H04N19/625
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 楊小凡

本發明公開了面向智慧法院場景的多層次感知視頻編碼算法優化方法，包括如下步驟：S1，構建多層次感知編碼框架，通過結合內容自適應比特分配、時域感知量化控制和空域感知量化控制，實現感知碼率控制，通過心理視覺率失真優化，實現有效幀內和幀間預測的模式決策，通過系數級心理視覺率失真優化量化，實現系數級感知量化；S2，模塊間相關性分析，度量模塊間相關性的定量參數，評估兩個算法模塊之間的影響程度，通過選擇關鍵控制參數，將復雜的多模塊優化轉化為連續的單模塊優化，確定多個可定制模塊的算法決策順序；S3，構建在線自適應參數模型，利用模塊間的內在關聯性構建內容自適應的參數計算模型。

技術領域

本發明涉及視頻編碼領域，尤其是涉及面向智慧法院場景的多層次感知視頻編碼算法優化方法。

背景技術

智慧法院庭審、調解、執行等多個業務環節都需要錄制視頻，并根據視頻進行瀏覽、分析、智能化處理，以提高法院業務智能化水平。眾多案件案例導致視頻存儲管理面臨較大壓力，繼續進一步壓縮視頻數據，以提升法院業務視頻處理能力。

在過去的三十多年中，視頻編碼標準極大地加速了視頻應用。視頻壓縮通過去除原始視頻序列中的冗余來實現，基于信號處理的視頻編碼技術正逐漸接近壓縮上限，編碼性能的提高是以計算復雜度呈指數級增加為代價的。相比較而言，在進一步消除感知冗余方面，還有可挖掘的潛力。人類視覺系統(HVS)是重構視頻的視覺質量的最終判斷者，并且它具有幾個重要的感知特性，可以利用這些特性來提高編碼性能而不會顯著降低感知質量。

在視頻編碼算法定制和優化方面，有兩個階段的任務，算法框架(算法控制流程)和關鍵算法參數選擇。前一個任務是設計使用什么樣的算法，例如運動估計模塊中的全搜索、三步搜索和菱形搜索。后一項任務是在給定算法流程的情況下，通過權衡率失真性能和計算復雜度來確定最佳控制參數，例如選擇搜索范圍，給定菱形搜索算法的參考像素精度。一般來說，這兩個任務在單模塊級算法優化中是聯合考慮的，在系統級算法優化的情況下，多個算法可定制模塊應該被共同優化，這是一個非常復雜的問題。率失真優化(RDO)被廣泛用作視頻編碼器中多層次可定制模塊的算法優化的理論基石，包括碼率控制、模式決策、運動估計、變換和量化。這些相互作用的模塊之間存在著復雜的模塊間關系。

目前的研究只針對于單個模塊的算法優化進行了深入的研究，如量化、模式決策、運動估計和碼率控制。從深度優化的角度來看，學術界對多層次感知編碼的研究仍然不足，模塊間相關性分析和多層次感知編碼的聯合優化在開放文獻中仍然難以捉摸，包括如下技術問題：

(1)缺少一個多層次感知編碼算法框架；

(2)多層次感知編碼框架的各算法模塊之間存在著復雜的關系，如何定量的確定模塊間的相關性用于評估模塊間的影響程度；

(3)如何通過一種方法來確定多個可定制模塊的算法決策順序，通過選擇一系列關鍵控制參數，來實現將復雜的多模塊優化問題轉化為連續的單模塊優化問題。

(4)如何利用模塊間的內在關聯性，提出一個內容自適應的參數計算模型，以實現在線自適應多模塊聯合優化。

發明內容

為解決現有技術的不足，實現提高視頻的感知質量的目的，本發明采用如下的技術方案：

面向智慧法院場景的多層次感知視頻編碼算法優化方法，包括如下步驟：

S1，構建多層次感知編碼框架，通過結合內容自適應比特分配、時域感知量化控制和空域感知量化控制，實現感知碼率控制，通過心理視覺率失真優化，實現感知RDO意義上的有效幀內和幀間預測的模式決策，通過系數級心理視覺率失真優化量化，實現系數級感知量化；