一种结合场景检测的三维视频编码码率控制方法及存储设备技术

本发明专利技术属于三维视频编码技术领域，特别涉及一种结合场景检测的三维视频编码码率控制方法及存储设备。所述一种结合场景检测的三维视频编码码率控制方法，包括步骤：检测是否发生视频场景切换，若发生视频场景切换，则自适应调整画面组编码长度；根据视点间相关性进行视点间比特分配，并对帧层、宏块层码率等进行相关分配。通过上述方法，保证了图像质量的平稳过渡，且在视觉上不会感觉到明显的图像质量变化，且根据视点间相关性进行视点间比特分配，并且对帧层和宏块层的码率都进行针对性的分配，使得整个码率偏差较小，视频压缩性能提高，视觉效果得到提升。

A Bit Rate Control Method and Storage Device for 3D Video Coding Based on Scene Detection

【技术实现步骤摘要】
一种结合场景检测的三维视频编码码率控制方法及存储设备
本专利技术属于三维视频编码
，特别涉及一种结合场景检测的三维视频编码码率控制方法及存储设备。
技术介绍
3DTV/FTV系统结构由多视点视频采集、多视视频编码、网络传输、多视视频解码、视图合成和3D显示几部分组成。在3DTV/FTV系统中，不论多视采集部分和3D立体显示部分采用何种方法，其间的多视视频编码(MVC)和解码是共性的技术。目前，常见的视频都是二维或者不真实的三维场景。多视点视频(MultiviewVideo)是一种新型的具有真实三维立体感和视点交互功能的视频，用户裸眼就可以从多个角度选择和体检360度三维场景，已成为国内外学者研究新热点。国外有很多组织从事多视点视频编码码率控制的相关研究，如德国HHI、美国、日本、韩国等。Kim等人提出一种针对多视点视频的码率控制，此方法根据视觉权重较好的分配了比特数，而且充分考虑多视点视频编码的特殊结构，分析了B帧的QP和不同层次的B帧对码率的影响。Shun等人针对可分级视频编码类似多视点视频编码提出了一种新的码率控制方案，获得了更高的码率控制精度。同时，Lienhart等人也针对能量可分级视频编码，基于JND模型进行了宏块层的能量控制合理分配能量。此外，也有一些学者针对立体视频的码率控制作了相关研究。YangC等人通过联合纹理和深度虚拟视点失真函数求解出纹理和深度的码率，但是这种方法并没有考虑纹理和深度的码率利用效率,码率控制精度偏低平均码率误差达到2.4％。2018年，LeiJ等人建立R-λ模型的3D-HEVC码率控制算法，但尚未考虑场景切换。以上三维视频编码码率控制算法尚未考虑场景切换问题，然而实际视频中是存在大量的场景切换，而当场景切换时，视频在切换处的时域冗余消失，若此时仍将切换处相邻的视频帧作为同一编码单元，导致三维视频编码码率控制产生较大的误差，从而大大降低视频的压缩性能。
技术实现思路
为此，需要提供一种结合场景检测的三维视频编码码率控制方法，用以解决现有三维视频编码码率控制算法场景切换时，三维视频编码码率控制产生较大的误差，视频压缩性能变差的问题，具体技术方案如下：一种结合场景检测的三维视频编码码率控制方法，包括步骤：检测是否发生视频场景切换，若发生视频场景切换，则自适应调整画面组编码长度；根据视点间相关性进行视点间比特分配；结合编码帧的残差能量进行帧层比特分配；进行基本单元层比特分配；根据宏块复杂度进行比特分配，并确定量化参数对码率进行控制。进一步的，所述“检测是否发生视频场景切换”，还包括步骤：判断场景切换概率是否大于一预设阈值，若场景切换概率大于一预设阈值，则判定发生视频场景切换。进一步的，所述“根据宏块复杂度进行比特分配，并确定量化参数对码率进行控制”，还包括步骤：根据当前帧未编码部分中纹理部分的可用比特数来确定当前单元的量化参数。进一步的，所述“根据视点间相关性进行视点间比特分配”，还包括步骤：用权重wk表示视点k的重要程度，Tk表示第k个视点GOPk分配到的比特总数由式(1)-(3)得到：Tk＝Ttotal·wk(1)其中可以调节亮度、对比度及结构信息所占的比重，A,B分别为Sk,S0两个视点同一时刻采集的两幅图像，L(A,B),C(A,B)及S(A,B)分别为这两幅图像的亮度、对比度及结构信息。为解决上述技术问题，还提供了一种存储设备，具体技术方案如下：一种存储设备，其中存储有指令集，所述指令集用于执行：检测是否发生视频场景切换，若发生视频场景切换，则自适应调整画面组编码长度；根据视点间相关性进行视点间比特分配；结合编码帧的残差能量进行帧层比特分配；进行基本单元层比特分配；根据宏块复杂度进行比特分配，并确定量化参数对码率进行控制。进一步的，所述指令集还用于执行：所述“检测是否发生视频场景切换”，还包括步骤：判断场景切换概率是否大于一预设阈值，若场景切换概率大于一预设阈值，则判定发生视频场景切换。进一步的，所述指令集还用于执行：所述“根据宏块复杂度进行比特分配，并确定量化参数对码率进行控制”，还包括步骤：根据当前帧未编码部分中纹理部分的可用比特数来确定当前单元的量化参数。进一步的，所述指令集还用于执行：所述“根据视点间相关性进行视点间比特分配”，还包括步骤：用权重wk表示视点k的重要程度，Tk表示第k个视点GOPk分配到的比特总数由式(1)-(3)得到：Tk＝Ttotal·wk(1)其中可以调节亮度、对比度及结构信息所占的比重，A,B分别为Sk,S0两个视点同一时刻采集的两幅图像，L(A,B),C(A,B)及S(A,B)分别为这两幅图像的亮度、对比度及结构信息。本专利技术的有益效果是：当检测到有场景发生切换时，自适应调整画面组编码长度，保证了图像质量的平稳过渡，且在视觉上不会感觉到明显的图像质量变化，且根据视点间相关性进行视点间比特分配，并且对帧层、基本单元层和宏块层的码率都进行针对性的分配，使得整个码率偏差较小，视频压缩性能提高，视觉效果得到提升。附图说明图1为具体实施方式所述一种结合场景检测的三维视频编码码率控制方法的流程图；图2为具体实施方式所述I、P、B帧示意图；图3为具体实施方式所述Balloons-Kendo序列PSNR波动图；图4为具体实施方式所述存储设备的模块示意图。附图标记说明：400、存储设备。具体实施方式为详细说明技术方案的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。请参阅图1至图3，在本实施方式中，一种结合场景检测的三维视频编码码率控制方法可应用在存储设备上，所述存储设备包括但不限于：个人计算机、服务器、通用计算机、专用计算机、网络设备、嵌入式设备、可编程设备、智能移动终端等。具体实施方式如下：首先对本实施方式中的一些名词做以下解释说明：码率控制：一种编码的优化算法，用于实现对视频码流大小的控制；视频码率：数据传输时单位时间传送的数据位数；帧率：称为帧的位图图像连续出现在显示器上的频率；GOP(Groupofpictures):视点图像组。具体实施方式如下：步骤S101：检测是否发生视频场景切换。步骤S102：自适应调整画面组编码长度。步骤S103：根据视点间相关性进行视点间比特分配。步骤S104：结合编码帧的残差能量进行帧层比特分配。步骤S105：进行基本单元层比特分配。步骤S106：根据宏块复杂度进行比特分配，并确定量化参数对码率进行控制。在本实施方式中，步骤S101还包括步骤：判断场景切换概率是否大于一预设阈值，若场景切换概率大于一预设阈值，则判定发生视频场景切换。具体可采用如下方式：假定Pi表示第i帧场景切换概率，Coffi,j为第i帧与第j帧之间的相关性，β阈值其中Coffi,j为第i帧与第j帧之间的相关性，由(1)可以得到。设A,B分别为两个视点同一时刻采集的两幅图像，L(A,B),C(A,B)及S(A,B)分别为这两幅图像的亮度比较、对比度比较及结构信息比较，则A与B它们之间的相关性定义为其中可以调节亮度、对比度及结构信息所占的比重。若发生视频场景切换，则执行步骤S102：自适应调整画面组编码长度。可采用如下方式：在三维视频编码中，帧内编码I帧、只有时间方向单向预测P帧、双向预测B帧，如图2所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结合场景检测的三维视频编码码率控制方法，其特征在于，包括步骤：检测是否发生视频场景切换，若发生视频场景切换，则自适应调整画面组编码长度；根据视点间相关性进行视点间比特分配；结合编码帧的残差能量进行帧层比特分配；进行基本单元层比特分配；根据宏块复杂度进行比特分配，并确定量化参数对码率进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种结合场景检测的三维视频编码码率控制方法，其特征在于，包括步骤：检测是否发生视频场景切换，若发生视频场景切换，则自适应调整画面组编码长度；根据视点间相关性进行视点间比特分配；结合编码帧的残差能量进行帧层比特分配；进行基本单元层比特分配；根据宏块复杂度进行比特分配，并确定量化参数对码率进行控制。2.根据权利要求1所述的一种结合场景检测的三维视频编码码率控制方法，其特征在于，所述“检测是否发生视频场景切换”，还包括步骤：判断场景切换概率是否大于一预设阈值，若场景切换概率大于一预设阈值，则判定发生视频场景切换。3.根据权利要求1所述的一种结合场景检测的三维视频编码码率控制方法，其特征在于，所述“根据宏块复杂度进行比特分配，并确定量化参数对码率进行控制”，还包括步骤：根据当前帧未编码部分中纹理部分的可用比特数来确定当前单元的量化参数。4.根据权利要求1所述的一种结合场景检测的三维视频编码码率控制方法，其特征在于，所述“根据视点间相关性进行视点间比特分配”，还包括步骤：用权重wk表示视点k的重要程度，Tk表示第k个视点GOPk分配到的比特总数由式(1)-(3)得到：Tk＝Ttotal·wk(1)其中φ,γ可以调节亮度、对比度及结构信息所占的比重，A,B分别为Sk,S0两个视点同一时刻采集的两幅图像，L(A,B),C(A,B)及S(A,B)分别为这两幅图像的亮度、对比...

【专利技术属性】
技术研发人员：严涛，闻辉，黄金火，黄淋云，谢莹，
申请(专利权)人：莆田学院，
类型：发明
国别省市：福建,35