一種實(shí)時(shí)的基于avs的視頻幀率轉(zhuǎn)碼中幀間宏塊類型選擇方法
【專利摘要】一種實(shí)時(shí)的基于AVS的視頻幀率轉(zhuǎn)碼中幀間宏塊類型選擇方法，屬于多媒體信號處理領(lǐng)域，主要解決幀率轉(zhuǎn)碼中宏塊類型快速選擇的問題。本發(fā)明的關(guān)鍵是利用四個(gè)參數(shù)建立起來的模型進(jìn)行宏塊類型的選擇，宏塊類型的選擇過程就是參數(shù)計(jì)算，閾值選擇，并根據(jù)閾值決定宏塊類型。本方法不僅可以顯著加快轉(zhuǎn)碼速度，而且充分保證了重新編碼中的較優(yōu)的宏塊類型，從而得到很低的比特率。適用于無線視頻監(jiān)控，互聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控，無線視頻點(diǎn)播等領(lǐng)域。
【專利說明】—種實(shí)時(shí)的基于AVS的視頻幀率轉(zhuǎn)碼中幀間宏塊類型選擇方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種實(shí)時(shí)的基于AVS的視頻幀率轉(zhuǎn)碼中幀間宏塊類型選擇方法，屬于多媒體信號處理的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在視頻點(diǎn)播應(yīng)用中，為了能給更廣泛的用戶提供豐富的視頻資源，視頻內(nèi)容提供商需要保存各種格式下的視頻資源，如高清品質(zhì)的，標(biāo)清品質(zhì)的，一般品質(zhì)的等等，這樣才能滿足各類不同用戶的需求，如個(gè)人電腦用戶，手機(jī)用戶等。這就要求視頻內(nèi)容提供商必須配置大量的資源來保存不同的視頻源，因而增加了商家的負(fù)擔(dān)。視頻轉(zhuǎn)碼技術(shù)可以很好的解決此類問題。在該技術(shù)支持下，商家只需要提供單一的高清品質(zhì)視頻源。根據(jù)不同的用戶終端，轉(zhuǎn)碼技術(shù)實(shí)時(shí)地對視頻流中的圖像大小、幀率、圖像質(zhì)量等各參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，從而符合接入網(wǎng)絡(luò)和播放終端的要求。比如在圖1所述的視頻點(diǎn)播中，可以在視頻服務(wù)器中加入視頻轉(zhuǎn)碼模塊，用戶就可以通過無線終端完成視頻點(diǎn)播，解決了無線終端用戶因無線信道過窄而無法點(diǎn)播的問題。
[0003]視頻轉(zhuǎn)碼的輸入是一種比特流格式(如圖像大小，幀率，碼率，編碼標(biāo)準(zhǔn)等)，經(jīng)過轉(zhuǎn)碼模塊，輸出的可以是另一種比特流格式。根據(jù)輸入和輸出比特流的格式，視頻轉(zhuǎn)碼通常分為標(biāo)準(zhǔn)間轉(zhuǎn)碼和標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)轉(zhuǎn)碼兩種。標(biāo)準(zhǔn)間轉(zhuǎn)碼是指輸入比特流和輸出比特流屬于不同的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)轉(zhuǎn)碼是指輸入和輸出比特流屬于同一標(biāo)準(zhǔn)，又常分為圖像尺寸轉(zhuǎn)碼，幀率轉(zhuǎn)碼，比特率轉(zhuǎn)碼三個(gè)方面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種實(shí)時(shí)的基于AVS的視頻幀率轉(zhuǎn)碼中幀間宏塊類型選擇方法，該方法適用于無線視頻監(jiān)控，互聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控，視頻點(diǎn)播等，本發(fā)明所述的方法不僅顯著加快轉(zhuǎn)碼速度，而且保證了重新編碼后的圖像質(zhì)量，滿足了視頻信息實(shí)時(shí)性的要求。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]本發(fā)明提供一種實(shí)時(shí)的基于AVS視頻標(biāo)準(zhǔn)的幀率轉(zhuǎn)碼中幀間宏塊類型選擇方法，步驟如下:
[0007]I)選擇當(dāng)前宏塊:選擇圖像中16x16像素的子塊作為一個(gè)宏塊，稱為當(dāng)前宏塊，該宏塊為待編碼宏塊；所述圖像是指在初始時(shí)對樣本視頻序列進(jìn)行AVS解碼所得的像素域數(shù)據(jù)；當(dāng)進(jìn)入轉(zhuǎn)碼階段后，所述圖像是對輸入的視頻流進(jìn)行AVS解碼得到的像素域數(shù)據(jù)；
[0008]2)確定當(dāng)前宏塊的初始運(yùn)動矢量:使用現(xiàn)有技術(shù)的各種公開算法計(jì)算當(dāng)前宏塊的初始運(yùn)動矢量；
[0009]在視頻幀率轉(zhuǎn)碼中，有些幀會被舍棄，如附圖2給出了視頻幀率轉(zhuǎn)碼中一個(gè)宏塊的運(yùn)動示意:Fn為當(dāng)前幀，F(xiàn)lri為被丟棄幀，則Fn中指向Flri中的運(yùn)動矢量就要重新計(jì)算，即初始運(yùn)動矢量為當(dāng)前幀F(xiàn)n指向幀F(xiàn)n_2 ；
[0010]3)統(tǒng)計(jì)當(dāng)前宏塊的NZ值:所述NZ值是指當(dāng)前宏塊運(yùn)動路徑上殘差數(shù)據(jù)的非零系數(shù)的個(gè)數(shù)比例，這里的宏塊運(yùn)動路徑是指附圖2中陰影部分圖像，在輸入視頻流經(jīng)AVS解碼得到像素域數(shù)據(jù)后經(jīng)統(tǒng)計(jì)算出當(dāng)前宏塊的NZ值；
[0011]4)計(jì)算閾值TL和TH:TL和TH分別是確定當(dāng)前宏塊幀間類型所用的兩個(gè)閾值，按照以下公式⑴和公式(ii)計(jì)算:
[0012]TL=B^b1.Q ⑴
[0013]TH=a2+b2.Q (ii)
[0014]在上面公式(i)和公式(ii)中，Q為當(dāng)前宏塊的量化參數(shù)，該量化參數(shù)是編碼時(shí)賦予當(dāng)前宏塊的，由公開的率失真算法決定a2，b2是四個(gè)參數(shù)，所述四個(gè)參數(shù)的計(jì)算公式如公式(iii):
【權(quán)利要求】
1.一種實(shí)時(shí)的基于AVS的視頻幀率轉(zhuǎn)碼中幀間宏塊類型選擇方法，其特征在于，所述宏塊類型的選擇方法，步驟如下: 1)選擇當(dāng)前宏塊:選擇圖像中16x16像素的子塊作為一個(gè)宏塊，稱為當(dāng)前宏塊，該宏塊為待編碼宏塊；所述圖像是指在初始時(shí)對樣本視頻序列進(jìn)行AVS解碼所得的像素域數(shù)據(jù)；當(dāng)進(jìn)入轉(zhuǎn)碼階段后，所述圖像是對輸入的視頻流進(jìn)行AVS解碼得到的像素域數(shù)據(jù)； 2)確定當(dāng)前宏塊的初始運(yùn)動矢量:使用現(xiàn)有技術(shù)的各種公開算法計(jì)算當(dāng)前宏塊的初始運(yùn)動矢量； 在視頻幀率轉(zhuǎn)碼中，有些幀會被舍棄，如附圖2給出了視頻幀率轉(zhuǎn)碼中一個(gè)宏塊的運(yùn)動示意:Fn為當(dāng)前幀，F(xiàn)lri為被丟棄幀，則Fn中指向Flri中的運(yùn)動矢量就要重新計(jì)算，即初始運(yùn)動矢量為當(dāng)前幀F(xiàn)n指向幀F(xiàn)n_2 ； 3)統(tǒng)計(jì)當(dāng)前宏塊的NZ值:所述NZ值是指當(dāng)前宏塊運(yùn)動路徑上殘差數(shù)據(jù)的非零系數(shù)的個(gè)數(shù)比例，輸入視頻流經(jīng)AVS解碼得到像素域數(shù)據(jù)后經(jīng)統(tǒng)計(jì)算出當(dāng)前宏塊的NZ值； 4)計(jì)算閾值TL和TH:TL和TH分別是確定當(dāng)前宏塊幀間類型所用的兩個(gè)閾值，按照以下公式(i)和公式(ii)計(jì)算: 在上面公式(i)和公式(ii)中，Q為當(dāng)前宏塊的量化參數(shù)，該量化參數(shù)是編碼時(shí)賦予當(dāng)前宏塊的，由公開的率失真 算法決定a2，b2是四個(gè)參數(shù)，所述四個(gè)參數(shù)的計(jì)算公式如公式(iii):
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)時(shí)的基于AVS的視頻幀率轉(zhuǎn)碼中幀間宏塊類型選擇方法，其特征在于，所述離線建模得到TL-Q和TH-Q初始集合的流程包括如下步驟I) -5): 1)挑選視頻:首先需要挑選出常用的具備各種典型特征的視頻序列，并將這些視頻序列使用AVS標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編碼；所述各種典型特征是指視頻中如運(yùn)動是否劇烈，是否存在鏡頭切換，紋理是否豐富等特征； 2)視頻解碼:使用AVS解碼器，將壓縮好的樣本視頻序列進(jìn)行完全解碼，得到像素域數(shù)據(jù)； 3)舍棄幀:根據(jù)終端的需要，丟棄某些幀；此處所述的舍棄幀可以使用公開的算法；4)提取信息:從視頻解碼得到的數(shù)據(jù)中提取出宏塊類型，殘差數(shù)據(jù)，量化參數(shù)三類信息；同時(shí)使用全模式搜索法獲取當(dāng)前宏塊的最優(yōu)模式； 5)模型建立:用步驟4)所述三類信息和最優(yōu)模式，使用閾值的方法確定初始TL-Q和TH-Q集合；經(jīng)過步驟1) _4)，可以得到量化參數(shù)Q，殘差數(shù)據(jù)，最優(yōu)宏塊類型的對應(yīng)關(guān)系；在固定的Q值時(shí)，以80%的宏塊是選擇最優(yōu)宏塊為前提，選擇TL和TH值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)時(shí)的基于AVS的視頻幀率轉(zhuǎn)碼中幀間宏塊類型選擇方法，其特征在于，所述a1; b1； a2，b2四個(gè)參數(shù)是按照如下流程更新參數(shù)的: 1)輸入初始TL-Q和TH-Q集合；所述初始TL-Q和TH-Q集合是通過統(tǒng)計(jì)大量視頻并計(jì)算得到，作為先驗(yàn)知識輸入到計(jì)算流程中； 2)使用當(dāng)前TL-Q和TH-Q集合，根據(jù)公式(iii)計(jì)算參數(shù)a1，b1,a2,b2; 3)使用參數(shù)a1，b1,a2,b2，根據(jù)公式(i)和公式(ii)計(jì)算TL和TH; 4)需要對待轉(zhuǎn)碼的每一幀的所有宏塊按同樣流程逐一處理，下面是單個(gè)宏塊的處理過程: 為當(dāng)前宏塊統(tǒng)計(jì)NZ值；

【文檔編號】H04N19/147GK103596012SQ201310566428
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】徐新艷, 劉兆廣, 李冬蕓, 劉新峰, 劉學(xué) 申請人:山東電子職業(yè)技術(shù)學(xué)院