【技术实现步骤摘要】
HEVC全I帧编码基于显著性的CTU层码率分配方法
本专利技术涉及视频编码特别是视频主观质量优化编码
,具体涉及一种HEVC全I帧编码基于显著性的CTU层码率分配方法。
技术介绍
:视频编码的目标是在码率的限制下获得最优的主观视频质量。高性能视频编码(HEVC)即H.265是目前国际上最新的视频编码标准,相比上一代视频编码标准H.264其编码效率提高了一倍,支持全I帧编码、低延迟(LD)与随机接入(RA)多种配置。其中全I帧编码仅利用帧内像素进行空间预测而不利用帧间像素进行时间预测,具有编码速度快以及便于帧间并行编码等特点,适合对编码速度与图像质量要求高而对压缩效率要求相对较低的场合。但目前提出的HEVC码率分配与码率控制算法大多针对LD与RA配置下P帧或B帧的帧层或编码树单元(CTU)层进行优化,而针对全I帧编码配置的帧层或CTU层的码率分配与控制算法极少且常常较为简单,比如为I帧所有CTU分配相同的目标比特或使用相同的量化参数(QP)进行编码而不考虑CTU的特性,这两种方法实现简单,但都会造成码率资源的浪费而无法得到最优的主观图像质量。传统码率分配与控制的另一个问题是极少考虑人眼观察图像时对不同区域的敏感性差异,而仅考虑图像内容的客观复杂度,导致码率分配及编码后的质量与主观视觉不一致。截止目前,有少数文献尝试利用视觉显著性对H.264及HEVC编码的P帧与B帧帧层或编码单元层进行QP调整与码率控制。比如胡瑞敏等人在2012年获得授权的专利技术专利:一种基于视觉显著度模型的视频编码码率控制方法(CN102164281B),该专利技术专利对H.264 ...
【技术保护点】
1.一种HEVC全I帧编码基于显著性的CTU层码率分配方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:在全I帧编码配置下读入当前编码帧,以4×4像素块为单位计算当前帧不同区域的显著性;S2:对CTU包含的4×4像素块的显著性取平均作为CTU的显著性,并对整帧CTU层的显著性进行归一化,对整帧CTU层的显著性取平均作为帧层显著性;S3:根据编码当前帧时的视频剩余比特数、缓冲区充满度和当前帧的显著性为当前帧分配目标比特;S4:根据当前帧剩余比特数、当前CTU的帧内和帧间显著性权重为当前CTU分配目标比特;S5:由码率模型计算当前CTU编码的Lagrange乘子(λ),再根据λ得到当前CTU的量化参数进行编码;S6:对剩余比特数以及各种模型参数进行更新,继续编码下一个CTU直到当前帧所有CTU以及全部I帧编码完成。
【技术特征摘要】
1.一种HEVC全I帧编码基于显著性的CTU层码率分配方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:在全I帧编码配置下读入当前编码帧,以4×4像素块为单位计算当前帧不同区域的显著性;S2:对CTU包含的4×4像素块的显著性取平均作为CTU的显著性,并对整帧CTU层的显著性进行归一化,对整帧CTU层的显著性取平均作为帧层显著性;S3:根据编码当前帧时的视频剩余比特数、缓冲区充满度和当前帧的显著性为当前帧分配目标比特;S4:根据当前帧剩余比特数、当前CTU的帧内和帧间显著性权重为当前CTU分配目标比特;S5:由码率模型计算当前CTU编码的Lagrange乘子(λ),再根据λ得到当前CTU的量化参数进行编码;S6:对剩余比特数以及各种模型参数进行更新,继续编码下一个CTU直到当前帧所有CTU以及全部I帧编码完成。2.根据权利要求1所述的一种HEVC全I帧编码基于显著性的CTU层码率分配方法,其特征在于:所述步骤S1包括如下步骤:S11:读入当前编码帧的YUV像素值,将亮度通道(Y)按照4×4像素块大小进行划分,联合Y通道的4×4像素块及其对应的UV通道的像素值形成4×4块层的特征向量S12:利用4×4块层的特征向量使用局部对比度原理计算4×4块的显著性,计算公式如下:其中,k表示当前编码帧号,m表示第m个4×4块,n表示局部相邻8邻域4×4块的块号,dist()表示两个特征向量之间的欧氏距离,表示第k帧第m个4×4块的显著性。3.根据权利要求1所述的一种HEVC全I帧编码基于显著性的CTU层码率分配方法,其特征在于:所述步骤S2包括如下步骤:S21:对CTU包含的4×4块的显著性取平均作为CTU的显著性,计算公式如下:其中,表示第k帧第i个CTU包含4×4块的数目,Ski是第k帧第i个CTU的显著性;S22:对整帧CTU层的显著性进行归一化处理;S23:对整帧CTU层的显著性取平均作为帧层显著性,计算公式如下:其中,表示第k帧CTU的数目,Sk是第k帧帧层的显著性。4.根据权利要求1所述的一种HEVC全I帧编码基于显著性的CTU层码率分配方法,其特征在于:所述步骤S3包括如下步骤:S31:根据编码当前帧时的视频剩余比特数为当前帧分配目标比特Tk,r,计算公式如下:其中,k表示当前编码帧号,Tr是编码当前帧时视频剩余比特数,Nr是编码当前帧时视频剩余未编码的帧数,Tk,r是根据视频剩余比特数为当前帧分配的目标比特;S32:根据编码当前帧时的实际缓冲区充...
【专利技术属性】
技术研发人员:崔子冠,张梦男,干宗良,唐贵进,刘峰,
申请(专利权)人:南京邮电大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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