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适用于视频编码的运动自适应帧内刷新方法技术

技术编号:20370314 阅读:113 留言:0更新日期:2019-02-16 20:26
本发明专利技术提供了一种适用于视频编码的运动自适应帧内刷新方法,包括:将待编码的视频帧划分为若干个区块,且每个区块包含有若干个子区域;根据每个区块中各个子区域的运动矢量信息,统计每个区块在不同刷新方向上的产生成本;根据各个区块在不同刷新方向上的产生成本,以及相邻区块之间的相关程度,得到所述待编码的视频帧中各个区块的目标刷新策略;根据所述目标刷新策略对所述待编码的视频帧的各个区块进行编码。从而改善了现有的周期性帧内刷新方法的不足,将运动状态信息引入帧内刷新策略,最大限度的降低了运动矢量逆向带来的率失真性能的下降,使得帧内刷新在保持低延迟特性的同时能够获得更高的视频质量。

A New Motion Adaptive Intra-frame Refresh Method for Video Coding

The invention provides a new method of motion adaptive intra-frame refresh suitable for video coding, which includes: dividing the video frame to be coded into several blocks, and each block contains several sub-regions; counting the production cost of each block in different refresh directions according to the motion vector information of each sub-region in each block; and according to the different refresh directions of each block, counting the production cost of each block in different refresh directions. The target refresh strategy of each block in the video frame to be coded is obtained from the generation cost and the correlation degree between adjacent blocks, and each block of the video frame to be coded is coded according to the target refresh strategy. This improves the shortcomings of the existing periodic intra refresh methods, introduces the motion state information into the intra refresh strategy, minimizes the degradation of rate-distortion performance caused by the reverse motion vector, and enables intra refresh to achieve higher video quality while maintaining low latency.

【技术实现步骤摘要】
适用于视频编码的运动自适应帧内刷新方法
本专利技术涉及图像处理
,具体地,涉及适用于视频编码的运动自适应帧内刷新方法。
技术介绍
随着视频编码技术的不断发展,各项视频业务的广泛应用给人们的生产和生活带来了极大的便利。在需要实时交互的应用中,对端到端延迟的要求也越来越高。在任何需要实时视频交互的视频传输系统中,低延迟都是一项关键的技术和设计目标。帧内刷新技术通过将帧内编码的columns或者slices嵌入到P帧或B帧中,以达到替代I帧的效果,从而保持码率平稳,获得低延迟的性能。通过采用强制帧内编码和对已刷新区域的保护来防止错误的扩散,另外也可以使得码率较为平稳。根据刷新策略的不同,帧内刷新可以分为周期性帧内刷新(PeriodicIntraRefresh,PIR)、随机帧内刷新(RandomIntraRefresh,RIR)和自适应帧内刷新(AdaptiveIntraRefresh,AIR),但是只有PIR方法可以确保在定义的刷新周期内完全恢复错误。传统的周期性帧内刷新算法主要是通过一定的策略选取部分宏块,采用强制帧内编码实现,却没有充分利用视频的其他信息,比如运动矢量的信息。但是,SchreierRM等人发表的“A.MotionadaptiveintrarefreshfortheH.264videocodingstandard”一文中,就提出了一种在PIR的基础上提出了一种针对H.264/AVC的运动自适应帧内刷新方法。在该文章中,刷新周期被设定为一个常数,这意味着如果刷新周期的大小发生改变,该方案也就无法实现。另外,该方法需要对视频编码两次,第一次编码通过标准IP编码模式得到的运动矢量信息来选择合适的刷新策略,然后再进行编码,这使得该方法并不能用于实际的低延迟视频应用中。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷,本专利技术的目的是提供一种适用于视频编码的运动自适应帧内刷新方法。根据本专利技术提供的一种适用于视频编码的运动自适应帧内刷新方法,包括:将待编码的视频帧划分为若干个区块,且每个区块包含有若干个子区域;根据每个区块中各个子区域的运动矢量信息,统计每个区块在不同刷新方向上的产生成本;根据各个区块在不同刷新方向上的产生成本,以及相邻区块之间的相关程度,得到所述待编码的视频帧中各个区块的目标刷新策略;根据所述目标刷新策略对所述待编码的视频帧的各个区块进行编码。可选地,将待编码的视频帧划分为若干个区块,且每个区块包含有若干个子区域,包括:将所述待编码的视频帧划分为预设数量的区块,并根据预设的帧内刷新周期,将每个区块划分为若干个子区域;其中,每个区块具有独立的刷新方向。可选地,根据每个区块中各个子区域的运动矢量信息,统计每个区块在不同刷新方向上的产生成本,包括:假设任意一个刷新周期下,第n帧待编码的视频帧中的第m个区块的第i个子区域Regioni为已经采用强制帧内编码的区域,第m个区块中第j个子区域Regionj为未采用或正在采用帧内编码区域,并且Regioni的运动矢量指向Regionj时,产生的成本的计算公式如下:Cm,n,i,j=∑|MVxi|其中:MVxi为Regioni的水平分量,m=1,2,3,4;且i不等于j;若Regioni的运动矢量不指向Regionj时,产生的成本的计算公式如下:Cm,n,i,j=0则,一个刷新周期下,不同刷新方向产生的累计成本的计算公式如下:Cm=∑framesn∑regionsi∑neighborsjCm,n,i,j其中:Cm为区块m在一个刷新周期内计算得到的累计成本,∑framesn表示统计该周期内的所有帧的成本信息,∑regionsi表示统计视频帧中每一个已刷新子区域i产生的成本,neighborsj表示统计每一个与已刷新子区域i相邻的子区域j产生的成本,Cm,n,i,j为刷新周期的第n帧中的第m个区块中,子区域i和j产生的成本。可选地,根据各个区块在不同刷新方向上的产生成本,以及相邻区块之间的相关程度,得到所述待编码的视频帧中各个区块的目标刷新策略,包括:当相邻的区块的刷新方向一致时,选择区块产生成本最小的刷新方向作为对应区块的最终刷新方向;当相邻的区块的刷新方向不一致时,则以产生成本大的区块作为基准区块,计算基准区块以及与基准区块相邻的区块的平均运动矢量,根据平均运动矢量确定是否调整与基准区块相邻的区块所对应的最终刷新方向;根据各个区块的最终刷新方向,制定所述待编码的视频帧中各个区块的目标刷新策略。可选地,根据平均运动矢量确定是否调整与基准区块相邻的区块所对应的最终刷新方向,包括:假设第i个区块bandi和第j个区块bandj是具有不同刷新方向的两个相邻区块;其中,bandi为基准区块,当满足MVyi+MVyj>|MVxj|时,则调整bandj的刷新方向;其中:MVyi为bandi指向bandj的竖直分量,MVyj为bandj指向bandi的竖直分量,MVxj为bandj的水平分量。可选地,根据所述目标刷新策略对所述待编码的视频帧的各个区块进行编码,包括:根据所述待编码的视频帧的各个区块的最终刷新方向,对所述待编码的视频帧的各个区块内的各个子区域进行强制帧内编码。可选地,还包括:在对I帧进行编码时,关闭对I帧码率的修正,以使得I帧和P帧的目标码率近似。与现有技术相比,本专利技术具有如下的有益效果:本专利技术提供的适用于视频编码的运动自适应帧内刷新方法,通过将待编码的视频帧划分为若干个区块,且每个区块包含有若干个子区域;根据每个区块中各个子区域的运动矢量信息,统计每个区块在不同刷新方向上的产生成本;根据各个区块在不同刷新方向上的产生成本,以及相邻区块之间的相关程度,得到所述待编码的视频帧中各个区块的目标刷新策略;根据所述目标刷新策略对所述待编码的视频帧的各个区块进行编码。从而改善了现有的周期性帧内刷新方法的不足,将运动状态信息引入帧内刷新策略,最大限度的降低了运动矢量逆向带来的率失真性能的下降,使得帧内刷新在保持低延迟特性的同时能够获得更高的视频质量。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显:图1为本专利技术提供的适用于视频编码的运动自适应帧内刷新方法的流程图。图2为本专利技术实施例中缓存区充盈度的比较图;图3为本专利技术实施例中帧PSNR抖动的比较图;图4(a)为现有方法的编码效果示意图;图4(b)为应用本专利技术方法的编码效果示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术,但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本专利技术构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。图1为本专利技术提供的适用于视频编码的运动自适应帧内刷新方法的流程图,参见图1,本专利技术可以包括:S1:将视频帧横向划分为四个矩形band,各band拥有独立的刷新策略,同事根据预设的镇内刷新周期将各band分为若干各区域,每次刷新各band中的一个区域;S2:在进行一个刷新周期的编码时,统计各个band的运动矢量(MotionVector,MV)信息,并根据MV信息来计算各个band在本刷新周期的不同刷新策略的产生成本值;S3:各个band默本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种适用于视频编码的运动自适应帧内刷新方法,其特征在于,包括:将待编码的视频帧划分为若干个区块,且每个区块包含有若干个子区域;根据每个区块中各个子区域的运动矢量信息,统计每个区块在不同刷新方向上的产生成本;根据各个区块在不同刷新方向上的产生成本,以及相邻区块之间的相关程度,得到所述待编码的视频帧中各个区块的目标刷新策略;根据所述目标刷新策略对所述待编码的视频帧的各个区块进行编码。

【技术特征摘要】
1.一种适用于视频编码的运动自适应帧内刷新方法,其特征在于,包括:将待编码的视频帧划分为若干个区块,且每个区块包含有若干个子区域;根据每个区块中各个子区域的运动矢量信息,统计每个区块在不同刷新方向上的产生成本;根据各个区块在不同刷新方向上的产生成本,以及相邻区块之间的相关程度,得到所述待编码的视频帧中各个区块的目标刷新策略;根据所述目标刷新策略对所述待编码的视频帧的各个区块进行编码。2.根据权利要求1所述的适用于视频编码的运动自适应帧内刷新方法,其特征在于,将待编码的视频帧划分为若干个区块,且每个区块包含有若干个子区域,包括:将所述待编码的视频帧划分为预设数量的区块,并根据预设的帧内刷新周期,将每个区块划分为若干个子区域;其中,每个区块具有独立的刷新方向。3.根据权利要求1所述的适用于视频编码的运动自适应帧内刷新方法,其特征在于,根据每个区块中各个子区域的运动矢量信息,统计每个区块在不同刷新方向上的产生成本,包括:假设任意一个刷新周期下,第n帧待编码的视频帧中的第m个区块的第i个子区域Regioni为已经采用强制帧内编码的区域,第m个区块中第j个子区域Regionj为未采用或正在采用帧内编码区域,并且Regioni的运动矢量指向Regionj时,产生的成本的计算公式如下:Cm,n,i,j=∑|MVxi|其中:MVxi为Regioni的水平分量,m=1,2,3,4;且i不等于j;若Regioni的运动矢量不指向Regionj时,产生的成本的计算公式如下:Cm,n,i,j=0则,一个刷新周期下,不同刷新方向产生的累计成本的计算公式如下:Cm=∑framesn∑regionsi∑neighborsjCm,n,i,j其中:Cm为区块m在一个刷新周期内计算得到的累计成本,∑framesn表示统计该周期内的所有帧的成本信息,∑regionsi表示统计视频帧中每一个已刷新子区域i产...

【专利技术属性】
技术研发人员:宋利马兆良杨小康安平
申请(专利权)人:上海大学
类型:发明
国别省市:上海,31

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