一种基于视频运动特征的宏块自适应帧场编码方法及设备技术

本发明专利技术涉及一种基于视频运动特征的宏块自适应帧场编码方法及设备，所述方法包括如下步骤：ａ．判断当前帧是否是视频的第一帧或者处于场景切换处；ｂ．在步骤ａ的判断结果为否定的情况下，根据当前宏块对的运动特征来判断是否能够直接为当前宏块对选择编码模式；ｃ．在步骤ｂ的判断结果为肯定的情况下，基于所述判断结果对当前宏块对进行帧编码或者场编码。本发明专利技术通过对于当前宏块对的编码模式进行预先的选择，在保证现有宏块自适应帧场编码技术所获得的编码效率的同时，加速了编码过程，降低了运算复杂度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种自适应帧场编码方法及设备，尤其涉及一种基于视频运动特征的宏块自适应帧场编码方法及设备。
技术介绍
隔行扫描技术自电视技术诞生以来得到了广泛的应用，该技术将一帧图像分解为两场，其中顶场只包含图像的奇数行，底场只包含图像的偶数行，它依赖人眼的视觉暂留特征以及显示器的一些特征，使两个场的扫描线看起来交织在一起，成为一幅完整的图像。迄今为止，很多珍贵的视频资料都是隔行扫描格式的，所以在相当长的时间内，隔行扫描格式仍然会作为主要视频格式之一而活跃在历史舞台上。 图像级自适应帧场(PAFF， picture adaptive frame-field)编码技术在处理隔行(interlace)序列时可将两场合成一帧，按照帧编码方式进行；也可以将其作为两场，分别按照场编码方式进行。目前，图像自适应帧场编码技术的实现方法通常为对于每一帧图像或一帧中的两场，分别进行帧编码和场编码，从中选择代价较小的作为这帧图像的编码模式。 在一帧图像当中，一部分区域的运动量相对较大，另一部分区域的运动量相对较小。基于这个事实，如果依照不同宏块的特性来对帧/场编码进行调整，将会获得更好的压縮效率。现有的宏块自适应帧场编码方法是对于一帧中的每一宏块对，分别进行帧编码和场编码，选择其中代价较小的一个作为该宏块对的编码模式。这种现有的方法虽然能获得很好的压縮效率，但是计算量也很大。 因此，需要一种快速的宏块自适应帧场编码方法及设备，以便在保证较好的压縮效率的同时降低计算量。
技术实现思路
本专利技术提供了一种能解决以上问题的基于视频运动特征的宏块自适应帧场编码方法及设备。 在第一方面，本专利技术提供了一种基于视频运动特征的宏块自适应帧场编码方法，其特征在于包括如下步骤a.判断当前帧是否是视频的第一帧或者处于场景切换处；b.在步骤a的判断结果为否定的情况下，根据当前宏块对的运动特征来判断是否能够直接为当前宏块对选择编码模式；c.在步骤b的判断结果为肯定的情况下，基于所述判断结果对当前宏块对进行帧编码或者场编码。 在本专利技术的第一方面中，优选地，所述运动特征是当前宏块对的运动偏移量，步骤b包括在前一帧图像中为当前宏块对寻找最匹配宏块对，计算当前宏块对的运动偏移量；将当前宏块对与其在前一帧中的对应宏块对的运动偏移量进行比较，根据比较结果判断是否能够直接为当前宏块对选择编码模式，所述对应宏块对是在前一帧中与当前宏块对位置相同的宏块对。4 在本专利技术的第一方面中，优选地，令当前宏块对的运动偏移量为当前宏块对与其在前一帧中的最匹配宏块对的x、 y位置的相对偏移量的绝对值和，所述x、 y是在宏块对同一坐标系下的横纵坐标。 在本专利技术的第一方面中，优选地，步骤c还包括如果当前宏块对在前一帧中的对应宏块对是场编码的，并且当前宏块对的运动偏移量的值大于其前一帧中的对应宏块对的运动偏移量的值，则对当前宏块对进行场编码；如果当前宏块对在前一帧中的对应宏块对是帧编码的，并且当前宏块对的运动偏移量的值小于其前一帧中的对应宏块对的运动偏移量的值，则对当前宏块对进行帧编码。 在本专利技术的第一方面中，优选地，所述方法还包括步骤d.在步骤a的判断结果为肯定或者步骤c的判断结果为否定的情况下，对当前宏块对分别进行帧编码和场编码，从中选择代价较小的一个作为当前宏块对的编码模式。 在本专利技术的第一方面中，优选地，如果帧编码模式代价小，则将当前宏块对的运动偏移量设置为0 ;如果场编码模式代价小，则将当前宏块对的运动偏移量设置为+①。 在本专利技术的第一方面中，优选地，基于灰度值检测、基于运动搜索检测和基于边缘轮廓检测之一来判断当前帧是否处于场景切换。在本专利技术的第一方面中，优选地，基于灰度值检测的场景切换判断包括DY(F， Fp)/mean(Y) +Du(F， Fp)/mean(U) +DV(F， Fp)/mean(V) > tlDY (F， Fp) +Du (F， Fp) +DV (F， Fp) > t2 当上面两式同时满足时，判定当前帧有场景切换发生， 其中，mean (Y)、mean (U)和mean(V)分别是当前N帧内，当前帧之前所有帧的各分量均值的平均值；Dy(F，Fp)、Du(F，Fp)和Dv(F，Fp)分别是当前帧和参考帧的3个分量Y、U、V的均值的绝对差值，Y为亮度分量，U、 V为色度分量；tl和t2为判决门限，分别描述当前帧和参考帧之间亮度和色度均值的相对差异和绝对差异。 在第二方面，本专利技术提供了一种基于视频运动特征的宏块自适应帧场编码设备，其特征在于包括第一判断模块，用于判断当前帧是否是视频的第一帧或者处于场景切换处；第二判断模块，用于在当前帧不是视频的第一帧或者不处于场景切换处的情况下，根据当前宏块对的运动特征来判断是否能够直接为当前宏块对选择编码模式；在能够直接为当前宏块对选择编码模式的情况下，基于所述判断结果对当前宏块对进行帧编码或者场编码的模块。 在本专利技术的第二方面中，优选地，所述运动特征是当前宏块对的运动偏移量，第二判断模块包括在前一帧图像中为当前宏块对寻找最匹配宏块对，计算当前宏块对的运动偏移量的模块；将当前宏块对与其在前一帧中的对应宏块对的运动偏移量进行比较，根据比较结果判断是否能够直接为当前宏块对选择编码模式的模块，所述对应宏块对是在前一帧中与当前宏块对位置相同的宏块对。 在本专利技术的第二方面中，优选地，所述设备还包括在判断当前帧是视频的第一帧或者是处于场景切换处的情况下以及在判断不能够直接为当前宏块对选择编码模式的情况下，对当前宏块对分别进行帧编码和场编码，从中选择代价较小的一个作为当前宏块对的编码模式的模块。 在第三方面，本专利技术提供了一种基于视频运动特征的宏块自适应帧场编码方法，其特征在于包括如下步骤 判断当前帧是否是视频的第一帧或者处于场景切换处； 如果是，则对当前帧的当前宏块对分别进行帧编码和场编码，从中选择代价较小的一个作为当前帧的当前宏块对的编码模式，在选择了帧编码作为当前帧的当前宏块对的编码模式时，给当前帧的当前宏块对的运动特征值赋予一初始值，在选择了场编码作为当前帧的当前宏块对的编码模式时，给当前帧的当前宏块对的运动特征值赋予另一初始值； 如果否，则计算当前帧的当前宏块对的运动特征值，在当前帧的当前宏块对对应的前一帧的宏块对采用了帧编码且当前帧的当前宏块对的运动特征值小于前一帧的对应宏块对的运动特征值时，对当前帧的当前宏块对进行帧编码，在当前帧的当前宏块对对应的前一帧的宏块对采用了场编码且当前帧的当前宏块对的运动特征值大于前一帧的对应宏块对的运动特征值时，对当前帧的当前宏块对进行场编码，否则，则对当前帧的当前宏块对分别进行帧编码和场编码，从中选择代价较小的一个作为当前帧的编码模式，所述对应宏块对是在前一帧中与当前宏块对位置相同的宏块对。 本专利技术通过对于当前宏块对的编码模式进行预先的选择，在保证现有宏块自适应帧场编码技术所获得的编码效率的同时，加速了编码过程，降低了运算复杂度。附图说明 下面将参照附图对本专利技术的具体实施方案进行更详细的说明，在附图中 图1是根据本专利技术的基于视频运动特征的宏块自适应帧场编码方法的流程图。具体实施例方式通过在实际应用中对帧编码和场编码的编码特性的试验分析而得出，帧编码模式适合用在运动量较小，邻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于视频运动特征的宏块自适应帧场编码方法，其特征在于包括如下步骤：ａ．判断当前帧是否是视频的第一帧或者处于场景切换处；ｂ．在步骤ａ的判断结果为否定的情况下，根据当前宏块对的运动特征来判断是否能够直接为当前宏块对选择编码模式；ｃ．在步骤ｂ的判断结果为肯定的情况下，基于所述判断结果对当前宏块对进行帧编码或者场编码。

【技术特征摘要】
一种基于视频运动特征的宏块自适应帧场编码方法，其特征在于包括如下步骤a.判断当前帧是否是视频的第一帧或者处于场景切换处；b.在步骤a的判断结果为否定的情况下，根据当前宏块对的运动特征来判断是否能够直接为当前宏块对选择编码模式；c.在步骤b的判断结果为肯定的情况下，基于所述判断结果对当前宏块对进行帧编码或者场编码。2. 根据权利要求l的方法，其特征在于所述运动特征是当前宏块对的运动偏移量，步 骤b包括在前一帧图像中为当前宏块对寻找最匹配宏块对，计算当前宏块对的运动偏移量； 将当前宏块对与其在前一帧中的对应宏块对的运动偏移量进行比较，根据比较结果判断是否能够直接为当前宏块对选择编码模式，所述对应宏块对是在前一帧中与当前宏块对位置相同的宏块对。3. 根据权利要求2的方法，其特征在于令当前宏块对的运动偏移量为当前宏块对与其在前一帧中的最匹配宏块对的x、 y位 置的相对偏移量的绝对值和，所述x、 y是在宏块对同一坐标系下的横纵坐标。4. 根据权利要求2的方法，其特征在于步骤c还包括如果当前宏块对在前一帧中的对应宏块对是场编码的，并且当前宏块对的运动偏移量 的值大于其前一帧中的对应宏块对的运动偏移量的值，则对当前宏块对进行场编码；如果当前宏块对在前一帧中的对应宏块对是帧编码的，并且当前宏块对的运动偏移量 的值小于其前一帧中的对应宏块对的运动偏移量的值，则对当前宏块对进行帧编码。5. 根据权利要求1的方法，其特征在于还包括步骤d. 在步骤a的判断结果为肯定或者步骤c的判断结果为否定的情况下，对当前宏块对 分别进行帧编码和场编码，从中选择代价较小的一个作为当前宏块对的编码模式。6. 根据权利要求5的方法，其特征在于如果帧编码模式代价小，则将当前宏块对的运动偏移量设置为0 ;如果场编码模式代价小，则将当前宏块对的运动偏移量设置为+①。7. 根据权利要求1的方法，其特征在于基于灰度值检测、基于运动搜索检测和基于边缘轮廓检测之一来判断当前帧是否处于 场景切换。8. 根据权利要求7的方法，其特征在于基于灰度值检测的场景切换判断包括DY(F， Fp) /mean (Y) +Du(F， Fp) /mean (U) +DV (F， Fp) /mean (V) > tl DY (F， Fp) +Du (F， Fp) +DV (F， Fp) > t2 当上面两式同时满足时，判定当前帧有场景切换发生，其中，mean (Y)、mean (U)和mean(V)分别是当前N帧内，当前帧之前所有帧的各分量均 值的平均值；DY(F， Fp) 、 Du(F， Fp)和DV(F， Fp)分别是当前帧和参考帧的3个分量Y、 U、 V的均值的 绝对差值，Y为亮度分量，U、 V为色度分量；tl和t2为判决门限，分别描述当前帧和参考帧之间亮度和色度均值的相对差异和绝 对差异。...

【专利技术属性】
技术研发人员：于烨，
申请(专利权)人：北京中星微电子有限公司，中星电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]