量是影响视频整体主客观质量的一个重要因素。
[0051] 本发明从码率控制的角度出发，通过分析目前肥VC参考代码中采用的R-Iambda 模型在目标码率分配方面的不足，提出新的基于CTU类型的目标码率优化分配方法，达到 抑制"闪烁"的目的。
[0052] 在介绍【具体实施方式】前，首先对本发明用到的参数进行说明。 阳05引 MVx:当前CTU的运动向量在水平方向（X轴方向）的分量；
[0054] MVy:当前CTU的运动向量在垂直方向（y轴方向）的分量；
[0055] MVx 当前CTU在前一帖对应位置处CTU的运动向量在水平方向（X轴方向） 的分量；
[0056] MVy h。。。。,:当前CTU在前一帖对应位置处CTU的运动向量在垂直方向（y轴方向） 的分量； 阳057] MVex:当前I帖的全局运动向量在水平方向（X轴方向）的分量；
[0058] MVey:当前I帖的全局运动向量在垂直方向（y轴方向）的分量；
[0059] MADeurCTU:当前 CTU 的复杂度； W60] MDtuihtgtPdCTU:当前CTU在前一帖对应位置处CTU的复杂度； 阳06U MADmt"ha"e:当前I帖的整帖图像复杂度； 阳06引MADprevwusFrame:当前I帖之前一帖的整帖图像复杂度；
[006引 Tl:第i个I帖所分配的目标码率； W64] Ti (j):第i个I帖中第j个CTU的目标码率，i和j均为正整数； 阳0化]LcdedCTU:当前I帖中已编码CTU的实际编码码率之和；
[0066] Nwt:第i个I帖中未编码CTU的个数； 阳067] QPi (j):第i个I帖中第j个CTU的QP值； W側 e :判断运动CTU时的容错值，本发明中设定为20 ; W例 a,b:线性预测参数，本发明中设定为1。
[0070] 在I帖的CTU分类过程中，首先判断当前CTU是否是运动CTU。为了达到运一目 的，本发明采用提取全局运动向量的方法。由于I帖中的CTU全部采用帖内编码方式，不会 计算每个CTU的运动向量，因此采用线性预测方式，根据当前CTU在前一帖（P帖或B帖） 对应位置处CTU的运动向量，来预测当前CTU的运动向量。由于运动向量是一个二维向量， 计算复杂度较高，因此，本发明将CTU的运动向量分解为水平（X轴）和垂直（y轴）两个方 向，分别计算其值。如公式（1)和（2)所示。 W71] MVx= a ? MVxPrevlDUS (1) W72] MVy= a .MVyPrevlDUS 似 阳〇7引统计I帖中所有CTU的MVx和MV y的出现概率，将出现概率最大的当做I帖的全局 运动向量MVey和MV ey。如果一个CTU的运动向量满足公式（3)所示条件，则认为运个CTU是 运动CTU。
[0074] (MVx < MV Gx- O V (MVx > MV Gx+ O V (MVy < MV Gy- O V (MVy > MV Gy+ O 做 阳0巧]运动CTU提取出之后，再根据CTU的复杂度和I帖的整帖复杂度，判断CTU是纹 理复杂CTU还是纹理平坦CTU。由于此时CTU的复杂度和I帖的整帖复杂度还没有实际计 算，为了降低本发明方法的运算复杂度，让本发明方法能够适应实时视频应用，CTU的复杂 度和I帖的整帖复杂度全部根据前一帖相应的复杂度信息，通过线性预测得到，如公式（4) 和妨所示。 阳076] MADcurCTU= b ? MADcoiiocatedCTU (4)
[0077] MDmtraFr細6= b ? MDpreviousFrame (5) 阳〇7引 MADcurGTU和MAD 预测出之后，将两者进行比较，如果MAD curGTU> MAD mtrWr。。。， 则认为当前CTU为纹理复杂CTU，否则为纹理平坦CTU。 阳O巧]利用上述方法，将I帖中的CTU分为S类，分别是运动CTU、纹理复杂CTU和纹理 平坦CTU。然后计算I帖的剩余目标码率，为不同CTU优化分配目标码率。之所W要计算I 帖的剩余目标码率，是因为在视频编码过程中，当I帖剩余目标码率小于等于O时，就会采 用公式（6)计算CTU的QP值。 阳080] QPiU) = QPi(j-l)+l (6)
[0081] 随着QP值增大，CTU的重建质量会逐渐下降，对I帖的整体重建质量造成严重影 响。本发明针对运一问题，每次在为CTU分配目标码率之前，都需要重新计算I帖的剩余目 标码率算I帖的剩余目标码率。当I帖剩余目标码率大于0时，由于运动CTU和纹理复杂 CTU产生的"闪烁"现象不明显，因此，为运两类CTU分配较少目标码率；由于纹理平坦CTU 产生的"闪烁"现象最为明显，因此，为运类CTU分配较多目标码率。目标码率具体分配方 法如下，针对运动CTU，目标码率分配公式如（7)所示。
[0083] 针对纹理复杂CTU和纹理平坦CTU，目标码率分配公式如（8)所示。
阳0化]当I帖剩余目标码率小于0时，为了保证I帖重建质量，同时不过多消耗目标码 率，采用下述方法重新计算各类CTU的目标码率。针对运动CTU和纹理复杂CTU，尽量保证 其重建质量，目标码率分配公式如（9)所示。
[0087] 针对纹理平坦CTU，尽量抑制其产生的"闪烁"现象，目标码率分配公式如（10)所 /J、-O
[0089] 为了避免某些CTU的MAD。。^?和MAD 相差过大，导致其目标码率过大，本发 明对纹理平坦CTU的Ti (j)进行限制，如公式（11)所示。
[0091] I帖中各CTU的目标码率分配结束之后，采用R-Iambda模型计算CTU的QP值，保 证I帖的主观重建质量能够和相邻帖平滑，抑制"闪烁"现象，同时，I帖消耗的目标码率又 不至于过大，从而改善了视频的整体重建质量。
[0092] W上公开的仅为本发明的具体实施例。根据本发明提供的技术思想，本领域的技 术人员所能思及的变化，都应落入本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种多媒体教学信息管理系统，包括一组摄像头，其特征是：所述摄像头连接控制 器，所述控制器分别连接无线发送端和RAM存储器，所述控制器通过无线网络与网络协调 器通信，所述网络协调器与校园服务器通信，所述校园服务器与浏览服务器通信，所述浏览 服务器与一组学生访问终端通信，所述学生访问终端设置有视频播放模块。2. 根据权利要求1所述的多媒体教学信息管理系统，其特征是：所述无线发送端采用 ZigBee射频发送端，所述网络协调器包括ZigBee射频接收端、微处理器和网络传输模块。3. 根据权利要求1所述的多媒体教学信息管理系统，其特征是：所述控制器采用HEVC 视频压缩对摄像头采集的视频图像进行压缩，计算帧内编码帧I帧中各个CTU的目标码率， 并采用R-Iambda模型计算I帧中各个CTU的QP值。4. 根据权利要求3所述的多媒体教学信息管理系统，其特征是：所述I帧中各个CTU的 目标码率计算过程如下： (1) 、获取视频图像的帧内编码帧，即I帧，预测当前待编码的编码树单元CTU的运动信 息和复杂度信息，以及当前I帧的整帧复杂度信息； (2) 、根据CTU的运动信息，提取I帧的全局运动信息，并判断当前CTU是否是运动CTU; (3) 、针对非运动CTU，根据当前CTU的复杂度信息和I帧的复杂度信息，判断当前CTU 是纹理复杂CTU，还是纹理平坦CTU; (4) 、根据不同的CTU类型，为CTU优化分配目标码率，并采用R-Iambda模型计算CTU 的QP值。5. 根据权利要求4所述的多媒体教学信息管理系统，其特征在于，所述步骤（1)具体 包括如下步骤： (11) 、获得当前待编码CTU在前一帧对应位置处的CTU，提取其运动信息； (12) 、采用线性预测方法，预测当前CTU的运动信息； (13) 、获得I帧之前一帧的整帧复杂度信息，以及当前待编码CTU在前一帧对应位置处 CTU的复杂度信息； (14) 、采用线性预测方法，预测当前I帧的整帧复杂度信息和当前CTU的复杂度信息。6. 根据权利要求4所述的多媒体教学信息管理系统，其特征在于，所述步骤（2)具体包 括如下步骤： (21) 、将各CTU的运动向量分解为水平运动向量MVjP垂直运动向量MVy; (22) 、分别统计各CTU的MVdPMVy，计算出现概率最大的MVdPMVy，将其作为水平方向 和垂直方向的全局运动向量MVtix和MVw (23) 、将各CTU的MV，MVAMV&和MVSy进行比较，判断当前CTU是否是运动CTU。7. 根据权利要求4所述的多媒体教学信息管理系统，其特征在于，所述步骤（4)具体包 括如下步骤： (41) 、计算当前I帧的剩余目标码率； (42) 、当剩余目标码率大于O时，根据CTU的运动向量值和I帧的运动向量值为运动 CTU分配目标码率，根据CTU的复杂度信息和I帧的复杂度信息，为非运动CTU分配目标码 率； (43) 、当剩余码率小于等于O时，计算当前已编码CTU的实际编码码率均值，根据该均 值为当前CTU分配目标码率。8. 根据权利要求4所述的多媒体教学信息管理系统，其特征在于， 所述步骤（42)中，为运动CTU分配目标码率的具体方法为：为纹理复杂CTU和纹理平坦CTU分配目标码率的具体方法为：其中，MVtk为当前I帧的全局运动向量在水平方向（X轴方向）的分量，MVx为当前CTU的运动向量在水平方向（X轴方向）的分量，T1为第i个I帧所分配的目标码率，T。。^_为 当前I帧中已编码CTU的实际编码码率之和，Nlrft:第i个I帧中未编码CTU的个数，MVyS 当前CTU的运动向量在垂直方向（y轴方向）的分量，MVtiy为当前I帧的全局运动向量在垂 直方向（y轴方向）的分量，MADintraFraiire为当前I帧的整帧图像复杂度，MD_CTU为当前CTU 的复杂度。9. 根据权利要求4所述的基于HEVC编码的体育视频闪烁抑制系统，其特征在于，所述 步骤（43)中，为运动CTU和纹理复杂CTU分配目标码率的具体方法为：为纹理平坦CTU分配目标码率的具体方法为：
【专利摘要】本发明提供一种多媒体教学信息管理系统，包括摄像头，其特征是：所述摄像头连接控制器，所述控制器分别连接无线发送端和RAM存储器，所述控制器通过无线网络与网络协调器通信，所述网络协调器与校园服务器通信，所述校园服务器与浏览服务器通信，所述浏览服务器与一组学生访问终端通信，所述学生访问终端设置有视频回放模块。本发明的摄像头采集的教师讲课的视频信息发送到控制器，控制器对视频信息采用HEVC视频压缩方法进行压缩，降低了视频传输占用的带宽，提高了视频传输效率。
【IPC分类】H04N19/154, H04N19/96, H04N19/51
【公开号】CN105392002
【申请号】CN201510757647
【发明人】段广彬, 许方超, 范长英
【申请人】济南草履虫电子科技有限公司
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年11月6日