基于AVS2视频编码标准的编码端码流分析方法技术

基于AVS2视频编码标准的编码端码流分析方法，包含编码信息获取和编码信息呈现。编码信息获取包含序列头、图像、编码单元信息的获取，编码信息呈现使用MFC类库，通过添加各功能控件搭建可视化平台，并根据AVS2编码端源码的工作方式，改变其入口函数配置参数，将其耦合到可视化平台。可视化平台主体分为视频播放、控制功能、数字显示，显示编码过程中的重要参数。视频播放具有选择图像帧、播放、暂停功能；控制功能根据用户的操作，可以选择显示编码单元、预测单元、变换单元、运动矢量的相关信息，在视频播放区域将所选信息图像化叠加到重建图像上；数字显示对选取的编码块以列表方式实时显示对应的序列头、编码图像、编码单元信息。

Code stream analysis method based on AVS2 video coding standard

AVS2 video coding standard based on the code stream analysis method, including coding information acquisition and coding information presentation. Getting information encoding sequence contains head, image, encoding unit information, encoding information is presented using the MFC library, by adding the control function to build visualization platform, and according to the AVS2 encoding source work, change the entrance function configuration parameters, which is coupled to a visualization platform. The visual platform is divided into video playback, control function, digital display, display the important parameters in the process of coding. Video playback with image frames, playback, pause function; control function according to the user's operation, you can choose to display the relevant information encoding unit, prediction unit, transform unit, motion vector, video playback in the region will be selected image superimposed on the reconstructed image; digital display of real-time encoding block selection list the display sequence head, corresponding encoding image, encoding information unit.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术基于我国自主研发的最新视频编码标准AVS2，提取视频编码过程中的重要信息进行直观呈现，可作为AVS2视频编码标准优化的一种工具与手段。
技术介绍
码流分析方法是对编码过程信息的直观呈现，可以对编码的宏块、预测模式、运动矢量等信息进行实时显示。对于视频编码工作者及视频生产供应商而言，能够快速查看视频编码过程中的重要信息，找出编码中存在的各种问题，优化视频压缩编码的效率并改善视频质量。现有的码流分析方法，主要是针对国际视频编码标准H.264或HEVC，针对国内视频压缩编码标准AVS2，目前还没有专门的码流分析方法作为压缩编码研究的辅助工具。同时，国内外现存的码流分析方法，主要是针对解码端的。视频压缩编码是一个择优的过程，解码端的码流分析方法仅仅是对编码后的最终码流进行分析还原，得到的只是最优的编码信息，忽略了编码过程中的其他重要信息，而这些过程信息有时可以对编码方式、搜索算法等的优化提供重要帮助，从而改善编码标准的性能。针对编码端的码流分析方法，可以内嵌在视频编码测试平台的编码端，提取编码过程中的重要信息，直观显示视频的序列、帧、块等各个层次的中间结果，评估编码方式对压缩性能的影响。鉴于上述分析，针对AVS2标准的编码端的码流分析方法，可以作为视频压缩编码性能分析的工具，促进压缩编码标准的优化。
技术实现思路
本专利技术基于AVS2视频编码标准，设计了一种嵌在编码端的码流分析方法，在显示最佳编码结果的同时，可以呈现编码过程中的重要信息，对不同编码方式进行分析对比。基于AVS2视频编码标准的编码端码流分析方法，包括以下步骤：步骤1.编码信息获取，包含序列头、图像、编码单元信息的获取；(1.1)在编码测试平台输入需编码的视频序列，编写编码配置文件，对视频进行编码；(1.2)在视频编码源码与可视化平台之间建立公共结构体，用于保存序列头、图像、编码块等相关参数；(1.3)在视频编码开始阶段将视频编码配置文件中序列头信息依次提取保存到自定义的Seq_info结构体；(1.4)将每帧图像编码后的信息，包括量化参数、编码顺序、类型帧(I、P、B)、参考帧等信息，提取保存到Ima_info结构体；(1.5)获取最小编码单元函数write_one_subMB，将编码单元拆分标志(SPLIT_FLAG)、单元预测类型(CU_TYPE)、帧内亮度预测模式(INTRA_LUMA_MODE)等重要编码信息，按照编码树遍历顺序依次保存到Cu_info结构体；(1.6)当编码单元是帧间预测单元，在LumaPrediction函数中获取到该预测单元的最优运动矢量模式，将前向运动矢量与后向运动矢量分别保存到Cu_info结构体中；(1.7)对于帧内次优模式，应用拉格朗日率失真(RDO)函数，判断所有模式后，将次优的模式保存到better变量，与最优模式一同放入Cu_info结构体。步骤2.编码信息呈现，包含视频播放、控制功能、数字显示，显示编码过程中的重要参数，包括以下步骤：(2.1)视频播放：根据编码图像的分辨率与色度格式，在内存中开辟一帧图像像素值大小的空间，获取视频编码后对应的重建图像，将图像像素值依次插入内存，在播放时不断刷新像素值，实现图像帧的播放、暂停、前进、后退；(2.2)控制功能：利用MFC中radio控件激活时状态值变化的特性，根据状态值作为甄选条件，判断是否要显示对应编码信息，具体包括：(2.2.1)信息显示的选择：设置最大编码单元(LCU)、编码单元(CU)、帧间预测单元(INTER_PU)、变换单元(LUMA_TU)、运动矢量(MV)、帧内预测单元(INTRA_PU)、SKIP、DIRECT的选项；(2.2.2)图像上叠加信息：根据splitflag数值对每一帧图片中最大编码单元进行四叉树先序遍历，获取每一个CU的像素位置uiPositionInPic、宏块划分深度uiSizeInBit、宏块划分类型，使用类库中MoveTo、LineTo等函数在图像上划出分割线，使其分成64×64、32×32、16×16、8×8等不同的大小块，并用不同的颜色表示不同的宏块类型，将颜色叠加到相应的图像块上；根据运动矢量的类型、大小、方向，在图像上叠加相应的图示进行显示；(2.3)数字显示：根据MFC中list、tab、dialog控件综合特性，将序列头、图像、编码单元三部分信息并列在一排，使用SetWindowPos函数将其固定在可视化平台右下角，点击其一功能时，刷新所选信息并隐藏另外两种编码信息。本专利技术的优点为：可以提取重要的编码过程信息，对不同的编码方式进行对比，为视频编码研究者进行压缩编码优化提供帮助。附图说明图1是本专利技术的流程框图。图2是本专利技术的工作界面图。图3全I帧配置下帧内编码序列头与图像信息，其中图3a是帧内编码序列头信息，图3b是帧内编码图像信息。图4帧内编码单元、预测单元划分结果。图5帧内编码单元与预测模式图图6帧内最优与次优预测模式对比图，其中图6a是帧内最优模式，图6b是帧内次优模式，图6c是某一宏块的具体信息。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明。图1为编码端码流分析方法的流程框图，包括以下步骤：步骤1.编码信息获取，包含序列头、图像、编码单元信息的获取；(1.1)在编码测试平台输入需编码的视频序列，编写编码配置文件，对视频进行编码；(1.2)在视频编码源码与可视化平台之间建立公共结构体，用于保存序列头、图像、编码块等相关参数；(1.3)在视频编码开始阶段将视频编码配置文件中序列头信息依次提取保存到自定义的Seq_info结构体；(1.4)将每帧图像编码后的信息，包括量化参数、编码顺序、类型帧(I、P、B)、参考帧等信息，提取保存到Ima_info结构体；(1.5)获取最小编码单元函数write_one_subMB，将编码单元拆分标志(SPLIT_FLAG)、单元预测类型(CU_TYPE)、帧内亮度预测模式(INTRA_LUMA_MODE)等重要编码信息，按照编码树遍历顺序依次保存到Cu_info结构体；(1.6)当编码单元是帧间预测单元，在LumaPrediction函数中获取到该预测单元的最优运动矢量模式，将前向运动矢量与后向运动矢量分别保存到Cu_info结构体中；(1.7)对于帧内次优模式，应用拉格朗日率失真(RDO)函数，判断所有模式后，将次优的模式保存到better变量，与最优模式一同放入Cu_info结构体。步骤2.编码信息呈现，包含视频播放、控制功能、数字显示，显示编码过程中的重要参数，包括以下步骤：(2.1)视频播放：根据编码图像的分辨率与色度格式，在内存中开辟一帧图像像素值大小的空间，获取视频编码后对应的重建图像，将图像像素值依次插入内存，在播放时不断刷新像素值，实现图像帧的播放、暂停、前进、后退；(2.2)控制功能：利用MFC中radio控件激活时状态值变化的特性，根据状态值作为甄选条件，判断是否要显示对应编码信息，具体包括：(2.2.1)信息显示的选择：设置最大编码单元(LCU)、编码单元(CU)、帧间预测单元(INTER_PU)、变换单元(LUMA_TU)、运动矢量(MV)、帧内预测单元(INTRA_PU)、SKIP、DIRECT的选项；(2.2.2)图像上叠加本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于AVS2视频编码标准的编码端码流分析方法，，包括以下步骤：步骤1.编码信息获取，包含序列头、图像、编码单元信息的获取；(1.1)在编码测试平台输入需编码的视频序列，编写编码配置文件，对视频进行编码；(1.2)在视频编码源码与可视化平台之间建立公共结构体，用于保存序列头、图像、编码块等相关参数；(1.3)在视频编码开始阶段将视频编码配置文件中序列头信息依次提取保存到自定义的Seq_info结构体；(1.4)将每帧图像编码后的信息，包括量化参数、编码顺序、类型帧(I、P、B)、参考帧等信息，提取保存到Ima_info结构体；(1.5)获取最小编码单元函数write_one_subMB，将编码单元拆分标志(SPLIT_FLAG)、单元预测类型(CU_TYPE)、帧内亮度预测模式(INTRA_LUMA_MODE)等重要编码信息，按照编码树遍历顺序依次保存到Cu_info结构体；(1.6)当编码单元是帧间预测单元，在LumaPrediction函数中获取到该预测单元的最优运动矢量模式，将前向运动矢量与后向运动矢量分别保存到Cu_info结构体中；(1.7)对于帧内次优模式，应用拉格朗日率失真(RDO)函数，判断所有模式后，将次优的模式保存到better变量，与最优模式一同放入Cu_info结构体。步骤2.编码信息呈现，包含视频播放、控制功能、数字显示，显示编码过程中的重要参数，包括以下步骤：(2.1)视频播放：根据编码图像的分辨率与色度格式，在内存中开辟一帧图像像素值大小的空间，获取视频编码后对应的重建图像，将图像像素值依次插入内存，在播放时不断刷新像素值，实现图像帧的播放、暂停、前进、后退；(2.2)控制功能：利用MFC中radio控件激活时状态值变化的特性，根据状态值作为甄选条件，判断是否要显示对应编码信息，具体包括：(2.2.1)信息显示的选择：设置最大编码单元(LCU)、编码单元(CU)、帧间预测单元(INTER_PU)、变换单元(LUMA_TU)、运动矢量(MV)、帧内预测单元(INTRA_PU)、SKIP、DIRECT的选项；(2.2.2)图像上叠加信息：根据splitflag数值对每一帧图片中最大编码单元进行四叉树先序遍历，获取每一个CU的像素位置uiPositionInPic、宏块划分深度uiSizeInBit、宏块划分类型，使用类库中MoveTo、LineTo等函数在图像上划出分割线，使其分成64×64、32×32、16×16、8×8等不同的大小块，并用不同的颜色表示不同的宏块类型，将颜色叠加到相应的图像块上；根据运动矢量的类型、大小、方向，在图像上叠加相应的图示进行显示；(2.3)数字显示：根据MFC中list、tab、dialog控件综合特性，将序列头、图像、编码单元三部分信息并列在一排，使用SetWindowPos函数将其固定在可视化平台右下角，点击其一功能时，刷新所选信息并隐藏另外两种编码信息。...

【技术特征摘要】
1.基于AVS2视频编码标准的编码端码流分析方法，，包括以下步骤：步骤1.编码信息获取，包含序列头、图像、编码单元信息的获取；(1.1)在编码测试平台输入需编码的视频序列，编写编码配置文件，对视频进行编码；(1.2)在视频编码源码与可视化平台之间建立公共结构体，用于保存序列头、图像、编码块等相关参数；(1.3)在视频编码开始阶段将视频编码配置文件中序列头信息依次提取保存到自定义的Seq_info结构体；(1.4)将每帧图像编码后的信息，包括量化参数、编码顺序、类型帧(I、P、B)、参考帧等信息，提取保存到Ima_info结构体；(1.5)获取最小编码单元函数write_one_subMB，将编码单元拆分标志(SPLIT_FLAG)、单元预测类型(CU_TYPE)、帧内亮度预测模式(INTRA_LUMA_MODE)等重要编码信息，按照编码树遍历顺序依次保存到Cu_info结构体；(1.6)当编码单元是帧间预测单元，在LumaPrediction函数中获取到该预测单元的最优运动矢量模式，将前向运动矢量与后向运动矢量分别保存到Cu_info结构体中；(1.7)对于帧内次优模式，应用拉格朗日率失真(RDO)函数，判断所有模式后，将次优的模式保存到better变量，与最优模式一同放入Cu_info结构体。步骤2.编码信息呈现，包含视频播放、控制功能、数字显示，显示编码过程中的重要参数，包括以下步骤：(2.1)视频播放：根...

【专利技术属性】
技术研发人员：李如春，李赛，施朝霞，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33