一种在视频图像压缩中对率失真进行优化的方法技术

本发明专利技术涉及视频图像处理领域，提供了一种在视频图像压缩中对率失真进 行优化的方法。所述方法包括以下步骤：A.编码器对获取到的图像进行空间域 到频域的变换，并生成变换后的频域能量分布；B.编码器根据编码输入参数和频 域能量分布求取率失真最优化值；C.编码器根据率失真最优化值，控制图像的编 码压缩。本发明专利技术在率失真估算时，与现有技术相比的区别在于，将编码输入参 数和变换后的频域能量分布同时引入了评估参数，从而根据该评估参数求取率 失真最优化值，提高了评估精度，因此进一步增强了图像压缩的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及视频图像处理领域，更具体地说，涉及一种在视频图像压缩中 对率失真进4于优化的方法。
技术介绍
对于现代视频压缩技术来说， 一般采用混合编码框架，这样的编码框架一 般都提供了运动搜索，空间紋理预测、变换编码、熵编码等系列工具与算法。 根据信息论，对于不同特征的图像区域，熵有很大的变化，其理论最大压縮率 在波动，需要用不同的工具来实施压缩。而在编码方式及编码压缩工具的选择方面，现代编码理论及已经被纳为国际标准的H.264, MPEG-4, H.264等，均使 用率失真优4t ( Rate-Distortion Optimization)方法。现有技术中的率失真优化过程，包括以下步骤(1 )通过码率函数R(Qp) 估算某种编码方式下的输出码率；(2)通过失真函数D(Qp)估算某种编码方式 下产生的失真；(3)根据率失真函数^D(Qp)+入.R(Qp)进行最优化选择。在 上述过程中，编码输入参数Qp是唯一的量化参数，入也是根据经验值从Qp计算 所得。现有技术通过对该单一参数的经验性估计，来近似求取各个编码纟莫式或 参数下产生的码率和失真，生成率失真曲线。由此可知，现有技术仅仅根据Qp求取码率和失真，将使得率失真函数精度 不够，尤其是编码器在无损压缩或过量化时，导致的偏差更大。因此需要一种新的在视频图像压缩中对率失真进行优化的方法，提高编码 器的率失真评估精度，从而进一 步增强图像压缩的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供， 旨在解决现有技术在视频图像压缩中率失真的评估精度较低，导致图像压缩性 能较差的问题。为了实现专利技术目的，所述在视频图像压缩中对率失真进行优化的方法包括以下步骤A. 编码器对获取到的图像进行空间域到频域的变换，并生成变换后的频域 能量分布；B. 编码器根据编码输入参数和频域能量分布求取率失真最优化值；C. 编码器根据率失真最优化值，控制图像的编码压缩。优选地，所述步骤A进一步包括，通过傅立叶变换或者离散余弦变换，对视 频图像进行空间域到频域的变换。 优选地，所述步骤B进一步包括 Bl.根据编码输入参数及频域能量分布计算评估参数； B2.根据所述评估参数计算率失真值；B3.遍历编码模式，求取使率失真值达到最优时的参数，即率失真最优化值。 优选地，所述步骤B1中评估参数的计算公式为Qp2 ;其中，a、 P是经验值常数，a、 b是修正因子，Qp是编码输入参数，y是 变换后的频域能量分布。优选地，所述步骤B2中率失真值的计算公式为 J= R(p) + pD(p);其中J是率失真值，P是评估参数，R(p)是码率，D(p)是失真。 优选地，所述步骤B2的率失真值的计算公式中码率的计算公式为= ; + (1 /5 -,其中5是经验值调节因子，R(o) 是一个编码模式下求得的码率；失真的计算公式为D(P卜(2]l访T(x,力l)/2,其中(x，y)表示视频图像中各象素的位置坐标，i)z;^r(x,力是:海、始图象与目标图象在(x,y)位置对应象素的 能量差转换到频域后的系数。优选地，所述步骤C进一步包括通过遍历各种编码模式，对率失真值采取拉格朗日逼近的方式，求取使率 失真值达到最小时的参数，即率失真最优化值。为了更好的实现专利技术目的，前述方法基于编码器而实现，该编码器包括根 据编码输入参数求取率失真最优化值的率失真优化单元、根据率失真最优化值 控制图像编码的编码压缩单元，所述编码器还包括与率失真优化单元进行数据5交互的图像域变换单元，用于对视频图像进行空间域到频域的变换，并将变换后的频域能量分布输入率失真优化单元；所述率失真优化单元根据编码输入参数及所述频域能量分布，求取率失真 最优化值，并将其送入编码压缩单元。优选地，所述图像域变换单元通过傅立叶变换或者离散余弦变换，对视频 图像进行空间域到频域的变换。优选地，所述率失真优化单元进一步包括评估参数判定模块、率失真计算 模块、轮询优化模块；所述评估参数判定模块用于根据编码输入参数及频域能量分布计算评估参数；所述率失真计算模块与评估参数判定模块进行数据交互，用于根据所述评 估参数计算率失真值；所述轮询优化模块与率失真计算模块进行数据交互，用于遍历编码模式， 求取使率失真值达到最优时的参数。本专利技术在率失真估算时，与现有技术相比的区别在于，将编码输入参数和 变换后的频域能量分布同时引入了评估参数，从而根据该评估参数求取率失真 最优化值，提高了评估精度，因此进一步增强了图像压缩的性能。附图说明图1是本专利技术在视频图像压缩中对率失真进行优化的方法流程图； 图2是本专利技术的 一 个实施例在视频图像压缩中对率失真进行优化的方法流 程图3是本专利技术中编码系统的结构图4是现有技术与本专利技术的 一个实施例分别获得的率失真曲线图。 具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术在率失真估算时，将编码输入参数和变换后的频域能量分布同时引 入评估参数，从而根据该评估参数计算率失真值，然后进行拉格朗日线性逼近求取达到率失真最优化值，提高了率失真的评估精度。图l示出了本专利技术在视频图像压缩中对率失真进行优化的方法流程，过程如下在步骤S101中，对获取到的图像进行空间域到频域的变换，并生成变换后 的频域能量分布。在步骤S102中，根据编码输入参数和频域能量分布求取率失真最优化值。 在步骤S103中，根据率失真最优化值，控制图像的编码压缩。图2示出了本专利技术的一个实施例在视频图像压缩中对率失真进行优化的方 法流程，该方法流程基于图l所示的方法流程，具体过程如下在步骤S201中，对获取到的图像进行空间域到频域的变换，并生成变换后 的频域能量分布。在一个示例方案中，通过傅立叶(Fourier)变换对3见频图像进行空间域到 频域的变换。在该示例方案下的一个实施例中，通过傅立叶变换后得到的频域 能量分布如下所示i甜I，力.力^办其中Y是频域能量分布，(x,y)表示视频图像中各象素的位置坐标，义，力 是图象区域经过变换后的频谱，^，力是修正因子，為具体取值可以在实验中 根据具体情况调整，在一个实施例中可取^，力=1,〗是归一化因子，A是象素个数。应当说明的是，上述计算公式只是本专利技术的其中一个示例，对于该公 式的其他变换式，也应包含在本专利技术的保护范围内。在另一示例方案中，通过离散余弦变换(Discrete Cosine Transform, DCT) 对视频图像进行空间域到频域的变换。在该示例方案下的一个实施例中，通过 DCT变换后得到的频域能量分布如下所示其中义力、A力的意义与前式中相同，A指象素个数。应当说明的是， 上述计算公式只是本专利技术的其中一个示例，对于该公式的其他变换式，也应包 含在本专利技术的保护范围内。在步骤S202中，根据编码输入参数及频域能量分布计算评估参数。在一个7实施例中，评估参数P的计算^厶式为:其中oc、 P是经验值常数，a、 b是修正因子，Qp是编码输入参数，y是变 换后的频域能量分布。对oc、 |3、 a、 b的取值，在应用中可根据具体情况进行 调整，在一个实施例中，可取值如下cc= 0.7231，卩=0.2769本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在视频图像压缩中对率失真进行优化的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：　Ａ．编码器对获取到的图像进行空间域到频域的变换，并生成变换后的频域能量分布；　Ｂ．编码器根据编码输入参数和频域能量分布求取率失真最优化值；　Ｃ．编码器根据率失真最优化值，控制图像的编码压缩。

【技术特征摘要】
1、一种在视频图像压缩中对率失真进行优化的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤A. 编码器对获取到的图像进行空间域到频域的变换，并生成变换后的频域能量分布；B. 编码器根据编码输入参数和频域能量分布求取率失真最优化值；C. 编码器根据率失真最优化值，控制图像的编码压缩。2、 根据权利要求l所述的在视频图像压缩中对率失真进行优化的方法，其 特征在于，所述步骤A进一步包括，通过傅立叶变换或者离散余弦变换，对视频 图像进行空间域到频域的变换。3、 根据权利要求l所述的在视频图像压缩中对率失真进行优化的方法，其 特征在于，所述步骤B进一步包括Bl.才艮据编码输入参数及频域能量分布计算评估参数； B2.根据所述评估参数计算率失真值；83.遍历编码模式，求取使率失真值达到最优时的参数，即率失真最优化值。4、 根据权利要求3所述的在视频图像压缩中对率失真进行优化的方法，其 特征在于，所述步骤B1中评估参数的计算公式为<formula>formula see original document page 2</formula>其...

【专利技术属性】
技术研发人员：马国强，
申请(专利权)人：深圳市融合视讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：94