The invention relates to a complexity optimization method and equipment based on the latitude characteristics of panoramic video. Firstly, after the panoramic video is projected through experiments, the rate distortion loss of the latitude area on both sides under the same complexity change is lower than that of the middle latitude area; secondly, the rate of the remaining latitude area and the whole frame is analyzed by analyzing the complexity change of the current latitude area Based on this model, a scheme of intra frame complexity allocation is proposed. Finally, the intra frame complexity allocation method is combined with the existing inter frame complexity allocation method to form a complexity optimization method based on the latitude characteristics of panoramic video. The invention can effectively reduce the complexity and coding time in the panoramic video coding process.
【技术实现步骤摘要】
一种基于全景视频纬度特性的复杂度优化方法及设备
本专利技术涉及全景视频处理
，特别是一种基于全景视频纬度特性的复杂度优化方法及设备。
技术介绍
与传统的平面视频相比，全景视频可以让用户从任何角度观看视频，从而显著提高观众的沉浸式体验。与此同时，它需要超高分辨率(4k或更高)以保证视觉体验，然而这将会导致编码复杂度和编码时间急剧增加。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提出一种基于全景视频纬度特性的复杂度优化方法及设备，能够有效降低全景视频编码过程中的复杂度和编码时间。本专利技术采用以下方案实现：一种基于全景视频纬度特性的复杂度优化方法，全景视频的编码方式是将球形视角的全景视频平铺展开成平面视频，在此过程中球形区域的纬度区域也就相应地展开，然后使用与平面视频相同的编码技术进行编码。本专利技术首先通过实验测得全景视频经过投影之后，在相同复杂度变化下的两侧纬度区域的率失真损失低于中间纬度区域的率失真损失；然后通过分析当前纬度区域的复杂度改变对剩余纬度区域以及整帧的率失真损失影响，建立纬度-...
【技术保护点】
1.一种基于全景视频纬度特性的复杂度优化方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1：设置全局复杂度为Θ，其中，全局复杂度是指选择一个0到1之间的复杂度，用于整个视频序列的编码；/n步骤S2：将全局复杂度Θ根据帧间复杂度分配方案分配到每帧；/n步骤S3：如果编码的当前帧是GOP的I帧或分配的复杂度为1，则通过高效视频编码的原始算法进行编码并且记录编码块在纬度上的分布信息；否则使用帧内复杂度分配方案，为每个纬度区域分配不同的复杂度进行编码；/n步骤S4：在编码完当前帧后，判断当前帧是否为视频的最后一帧；若是，则结束；否则，返回步骤S3。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于全景视频纬度特性的复杂度优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：设置全局复杂度为Θ，其中，全局复杂度是指选择一个0到1之间的复杂度，用于整个视频序列的编码；
步骤S2：将全局复杂度Θ根据帧间复杂度分配方案分配到每帧；
步骤S3：如果编码的当前帧是GOP的I帧或分配的复杂度为1，则通过高效视频编码的原始算法进行编码并且记录编码块在纬度上的分布信息；否则使用帧内复杂度分配方案，为每个纬度区域分配不同的复杂度进行编码；
步骤S4：在编码完当前帧后，判断当前帧是否为视频的最后一帧；若是，则结束；否则，返回步骤S3。
2.根据权利要求1所述的一种基于全景视频纬度特性的复杂度优化方法，其特征在于，步骤S2具体包括以下步骤：
步骤S21：当前纬度区域的率失真损失变化ΔCd与相邻下一纬度区域的率失真损失变化ΔCd+1存在斜率大于0的一次方程的线性关系，如下式所示：
ΔCd+1＝δ·ΔCd；(1)
式中，δ表示相邻层之间的率失真损失关系的线性系数；
步骤S22：通过递归调用(1)式得到Random-Access编码结构除了最底层以外的第d层率失真损失对整个GOP的总率失真损失影响的比例γd；分析最底层中的连续p帧的数量确定最底层的率失真损失对整个GOP的总率失真损失影响的比例，其中γd的计算采用下式：
式中，M表示GOP中总的层数，d表示在Random-Access编码结构中的第d层；
步骤S23：通过把第d层的率失真损失变化ΔCd和导致其他层的率失真损失变化一起累加得到总的率失真损失变化ΔCtot，并且根据编码过程中总的率失真损失最小原则，最小总率失真损失变化ΔCtot由下式所示：
步骤S24：根据Random-Access的编码结构，得到第d层中的编码帧数目与GOP中总帧数的比例通过将所有编码帧的复杂度相加就是用户设置的全局复杂度Θ，全局复杂度Θ和第d层中的编码帧数目与GOP中总帧数的比例计算过程如下式所示：
式中，θd表示表示第d层所分配的复杂度因子；
步骤S25：将(3)式中的ΔCd替换成θd，由于ΔCd与复杂度θd之间呈斜率小于0的一次方程式的负线性关系，故求解其最大值，即求解率失真最小值，将(3)式转换成在全局复杂度约束条件下的帧间复杂度分配最优化的线性规划问题，具体如下式子表示：
式中，θd的取值区间为为编码器将用户设置的全局复杂度根据上述帧间复杂度分配公式(5)，为每帧分配不同的复杂度。
3.根据权利要求1所述的一种基于全景视频纬度特性的复杂度优化方法，其特征在于，步骤S3中，所述使用帧内复杂度分配方案，为每个纬度区域分配不同的复杂度进行编码具体包括以下步骤：
步骤S31：在全景视频投影成平面视频之后，测试在相同复杂度变化下不同纬度的率失真损失；
步骤S32：依据编码总体率失真损失最小的原则，建立纬度与率失真之间的关系，进行帧内复杂度分配。
4.根据权利要求3所述的一种基于全景视频纬度特性的复杂度优化方法，其特征在于，步骤S32具体包括以下步骤：
步骤S321：改变当前纬度的区域的复杂度时，计算当前纬度区域的率失真损失；
步骤S322：...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐艺文，刘航，李玮蒙，赵铁松，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35
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