一种基于预处理的视频高倍压缩方法技术

本发明专利技术针对低码率高压缩倍数的视频，其主观体验和客观评价都比较差的问题，提出了一种基于预处理的视频高倍压缩方法。该算法在视频进入编解码模块之前先进行相关的预处理，去除冗余信息和噪声从而改善视频的主观和客观质量。该方法包括如下的具体步骤：视频处理单元划分；视频复杂度检测及区域划分；视频去噪预处理；视频自适应下采样；下采样模式编码；视频编码。本发明专利技术实例尤其是针对低码率高压缩比视频，在不增加任何时延且用较少的资源的情况下，提高压缩视频的主观视觉体验和客观评价。

【技术实现步骤摘要】
一种基于预处理的视频高倍压缩方法
本专利技术涉及视频压缩编解码
，特别涉及一种基于预处理的视频高倍压缩方法。
技术介绍
随着计算机和互联网的快速发展，以图像和视频为重要表现形式的多媒体数据通信技术迅速飞起，简单的文本、语音通信形式不再满足人们的日常需求。多媒体通信得到各行各业的厚爱，被广泛应用在远程教育、远程会议、可视电话、安防监控等领域，并且改变着我们的生活、学习和工作方式。但在多媒体铺天盖地而来之时，通信中的数据量变的非常庞大。例如，一幅大小为1280*720的24位真彩图，其原始数据量约为18.9Mb，在4Mbps的网络传输下，传输一幅图大约需要4.7秒。由此可见，多媒体技术对存储介质容量、信道带宽和计算机处理速度带来了极大的压力。虽然生产容量更大的存储介质、提高通信带宽及研发性能更高的计算机可以缓解这个问题，但实际却要付出很大的代价。所以，在储存之前对视频进行压缩编码从而减少通信中的数据量是势在必行的。很多应用场景信道带宽和传输时延都是有固定要求的，尤其是目标码率较低的情况下，采用直接进行视频压缩是传统的做法，但是直接进行是品压缩，解码重建的图像会出现明显的方块效应及振铃效应，给视觉上造成严重不适。这种现象主要是由于在低码率下必须采用粗量化获得高压缩率。但是低码率传输在多媒体通信应用中非常广泛，例如在PSTN上的可视电话、IP网以及无线网络的视频传输等。为了改善图像质量提高视觉效果。对于分辨率较大的视频尤其是高清视频在固定低码率下传输，在压缩之前对视频进行预处理是必不可少的。其中滤波和插值采样是最常用的算法。常用的滤波方法就是高斯滤波、双边滤波等，插值算法一般为最近邻插值、线性插值、双立方插值。但是传统做法一般都是针对整帧图像进行处理，即整帧图像采用一种滤波器，整帧图像实现1/2或者1/4采样。类似传统算法带来的问题：对于滤波来讲，细节部分希望保留，否则会使图像变得模糊。平坦区域希望尽可能的减小冗余，为提高压缩效率提供条件。但是所有区域用同一种滤波器很难既兼顾细节又兼顾平滑效果。因此，研究一种根据图像纹理及复杂度自适应选择合适的滤波器成为一种迫切的需求。为了提高视频压缩效率，改善重建视频质量，低码率下对视频进行下采样是必不可少的。但是传统的所有区域等比例缩放会造成垂直纹理水平采样或者较强的边缘细节无论水平还是垂直采样，在解码完恢复上采样的时候都会出现很明显的锯齿效应，振铃效应因为插值而扩散等问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提出一种基于预处理的视频高倍压缩方法将图像分成互不重叠的处理单元，一定程度上降低图像时延减少图像存储，另一方面为自适应滤波和自适应下采样提供了处理单元和区域划分；改善重建视频的质量。为实现上述目的，本专利技术提出的一种基于预处理的高倍视频压缩方法，包括如下步骤：S1、根据原始视频的分辨率将一帧图像划分成互不重叠的N*M的处理单元；S2、利用Sobel算子模板检测边缘信息，以所述处理单元为单位进行复杂度检测及纹理区域划分；S3、即根据S2中标记的不同复杂度，对所述处理单元进行自适应性滤波去噪；S4、即根据S2中标记的不同复杂度，对所述处理单元进行自适应性下采样；S5、对每一所述处理单元进行下采样模式编码；S6、对每一所述处理单元的视频内容进行视频编码；其中，N和M根据图像分辨率以及压缩倍数自定义。进一步地，N和M均为2的倍数。进一步地，利用Sobel算子计算得到的值Value＝abs(SumX)+abs(SumY)，设定两个阀值T1和T2，T1<T2，设定满足上述阈值条件的计数分别为Counter1和Counter2；Value>T2时，Counter2加1，为强边缘像素计数；T1<Value<T2时，Counter1加1，为纹理像素值；Value<T1时，说明像素为平坦像素值。设定T3、T4两个阈值，用来判断当前区域的类型，即当前区域是平坦区域还是纹理区域还是边缘区域。其中，当Conuter2>T3时，划分为边缘区；，即当Conuter1>T4，划分为纹理区；否则该区域标记为平坦区。对于纹理区的纹理走向，统计其方向，该方向角度的计算公式如下：θ＝arctan(abs(SumY)/abs(SumX))纹理走向判断计数分别为CounterH和CounterV，其CounterH计数条件如下：其CounterV的计数条件如下：若CounterH>CounterV，则该纹理区域走向标记为水平走向，否则标记为垂直走向。进一步地，所述Sobel算子的检测模板如下：Sx表示垂直检测模板，Sy表示水平检测模板；SumX＝Sx*A，SumY＝Sy*A；其中A为3*3的像素矩阵。进一步地，对所述平坦区域采用9抽头的加权均值滤波器进行自适应性滤波去噪，对所述纹理区域和所述边缘区域采用双边滤波器进行自适应性滤波去噪。进一步地，所述9抽头的加权均值滤波器的Filter为：进一步地，对所平坦区域的水平和垂直都进行下采样，采样倍数为4；其下采样滤波器为MPEG4用的12抽头滤波器；对所述纹理区域采用复杂度较高的双立方线性滤波器进行下采样，根据纹理走向选择水平下采样或者垂直下采样；采样倍数为2。进一步地，所述12抽头滤波器为Filter_down＝{2,-4,-3,5,19,26,19,5,-3,-4,2,64}。该滤波器可以根据处理单元划分大小来确定抽头系数的个数以及系数值；其中抽头系数的个数小于所述处理单元的行数或列数的最小值的一半。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：利用不同的纹理特性对编码前的视频进行自适应的处理。可以很好的保护图像纹理细节，去除图像冗余性。在高倍视频压缩应用中，可以很大程度上改善人的视觉感受。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本专利技术的步骤流程示意图；图2为本专利技术中视频处理单元划分的流程示意图；图3为本专利技术中视频复杂度检测及区域划分的流程示意图；图4为本专利技术中视频去噪预处理的流程示意图；图5为本专利技术中一实施例中采样模式的流程示意图；图6为本专利技术中视频编码示意图；图7为本专利技术中视频复杂度检测的流程示意图；本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式本实施例提出的本专利技术提出的一种基于预处理的高倍视频压缩方法，包括如下步骤如图1所示：S1、视频处理单元划分，即根据原始视频的分辨率将一帧图像划分成互不重叠的N*M的处理单元；S2、视频复杂度检测及区域划本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于预处理的高倍视频压缩方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、根据原始视频的分辨率将一帧图像划分成互不重叠的N*M的处理单元；/nS2、利用Sobel算子模板检测边缘信息，以所述处理单元为单位进行复杂度检测及纹理区域划分；/nS3、即根据S2中标记的不同复杂度，对所述处理单元进行自适应性滤波去噪；/nS4、即根据S2中标记的不同复杂度，对所述处理单元进行自适应性下采样；/nS5、对每一所述处理单元进行下采样模式编码；/nS6、对每一所述处理单元的视频内容进行视频编码；/n其中，N和M根据图像分辨率以及压缩倍数自定义。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于预处理的高倍视频压缩方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、根据原始视频的分辨率将一帧图像划分成互不重叠的N*M的处理单元；
S2、利用Sobel算子模板检测边缘信息，以所述处理单元为单位进行复杂度检测及纹理区域划分；
S3、即根据S2中标记的不同复杂度，对所述处理单元进行自适应性滤波去噪；
S4、即根据S2中标记的不同复杂度，对所述处理单元进行自适应性下采样；
S5、对每一所述处理单元进行下采样模式编码；
S6、对每一所述处理单元的视频内容进行视频编码；
其中，N和M根据图像分辨率以及压缩倍数自定义。


2.如权利要求1所述的基于预处理的高倍视频压缩方法，其特征在于，N和M均为2的倍数。


3.如权利要求2所述的基于预处理的高倍视频压缩方法，其特征在于，S2的具体步骤为：利用Sobel算子计算得到的值Value＝abs(SumX)+abs(SumY)，设定两个阀值T1和T2，T1<T2，设定满足上述阈值条件的计数分别为Counter1和Counter2；Value>T2时，Counter2加1，为强边缘像素计数；T1<Value<T2时，Counter1加1，为纹理像素值；Value<T1时，说明像素为平坦像素值；设定T3、T4两个阈值，用来判断当前区域的类型，即当前区域是平坦区域还是纹理区域还是边缘区域；其中，当Conuter2>T3时，划分为边缘区；，即当Conuter1>T4，划分为纹理区；否则该区域标记为平坦区。对于纹理区的纹理走向，统计其方向，该方向角度的计算公式如下：
θ＝arctan(abs(SumY)/abs(SumX))

【专利技术属性】
技术研发人员：李焕青，周彩章，李根，
申请(专利权)人：深圳市迪威码半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44