本发明涉及计算机信息技术领域,具体地涉及图像压缩领域。
背景技术
在视频通信中,视频源首先需要进行有效的压缩,使得传输的数据量处在信道带宽范围内。码率过高将超过信道最大容量,导致数据丢失;码率过低将造成带宽浪费。因此,码率控制的目标是在满足信道带宽约束条件下获取最优的图像质量。
avc视频编解码标准,以其高压缩率和图像质量得以广泛应用,成为当前图像通信领域的一个研究热点。传统的avc码率控制在图像压缩率和图像质量之间取得了较好的平衡,然而传统的avc码率控制对每个宏块都是采用统一的策略分配目标码率,没有考虑人眼视觉特性,当视频序列中有较大的全局运动或者图像内容较为复杂时,传统的avc码率控制方法并不能客观准确地分配符合人眼视觉敏感特性的比特数,从而导致在一定程度上人眼主观视频质量下降。
技术实现要素:
针对现有技术的不足,本发明提供了一种基于人眼视觉系统的avc码率控制方法。
为实现本发明目的提供的一种基于人眼视觉系统的avc码率控制方法,包括如下步骤:
设定编码器的目标码率和帧率,初始化码率控制模型参数,将目标比特数分配给每个gop;
计算每帧图像的复杂度,根据图像复杂度分配每个gop中每帧图像的目标比特数;
计算每帧图像中每个宏块的特征信息,对宏块进行分类,根据宏块类型分配每个宏块的目标比特数;
计算每个宏块的编码量化参数。
在其中一个实施例中,设定编码器的目标码率和帧率,初始化码率控制模型参数,将目标比特数分配给每个gop,包括如下步骤:
根据应用场景需求,设定编码器的目标码率和帧率;
初始化码率控制模型参数;
分配视频序列中第
在其中一个实施例中,实际缓冲充盈度按
在其中一个实施例中,计算每帧图像的复杂度,根据图像复杂度分配每个gop中每帧图像的目标比特数,包括如下步骤:
计算编码第
计算第一轮分配给第
计算第
计算第二轮分配给第
计算第三轮分配给第
计算图像复杂度,记为
计算第四轮分配给第
在其中一个实施例中,计算每帧图像中每个宏块的特征信息,对宏块进行分类,根据宏块类型分配每个宏块的目标比特数,包括如下步骤:
计算第一轮分配给第
计算第
计算第二轮分配给第
计算第
如果
如果宏块为非亮度敏感宏块,则计算第
如果
如果宏块为背景块,则计算第
如果
设置宏块权重,记为
计算第三轮分配给第
在其中一个实施例中,第一轮分配给第
在其中一个实施例中,
在其中一个实施例中,所述阈值
在其中一个实施例中,计算每个宏块的编码量化参数,包括如下步骤:
通过二次方程计算宏块的编码量化参数,记为
在其中一个实施例中,
上述一种基于人眼视觉系统的avc码率控制方法的有益效果:
设定编码器的目标码率和帧率,初始化码率控制模型参数,将目标比特数分配给每个gop;计算每帧图像的复杂度,根据图像复杂度分配每个gop中每帧图像的目标比特数;计算每帧图像中每个宏块的特征信息,对宏块进行分类,根据宏块类型分配每个宏块的目标比特数;计算每个宏块的编码量化参数。本发明对不同类型的宏块进行自适应调节,在人眼视觉敏感区域多分配比特数,在人眼视觉不敏感区域少分配比特数,在视频压缩和传输过程中,充分利用有限带宽,有效地提高了视频的主观和客观质量。
附图说明
图1是根据本发明方法的一具体实施例的流程图。
图2是avc参考软件jm19.0编码的主观效果图。
图3根据本发明方法的一具体实施例的主观效果图。
图4是avc参考软件jm19.0编码的码率控制的效果图。
图5是根据本发明方法的一具体实施例的码率控制的效果图。
图6是avc参考软件jm19.0编码与根据本发明方法的一具体实施例的编码psnr对比图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
图1是根据本发明方法的一具体实施例的流程图;
在步骤101,设定编码器的目标码率和帧率,初始化码率控制模型参数,将目标比特数分配给每个gop。
在步骤102,计算每帧图像的复杂度,根据图像复杂度分配每个gop中每帧图像的目标比特数。
在步骤103,计算每帧图像中每个宏块的特征信息,对宏块进行分类,根据宏块类型分配每个宏块的目标比特数。
在步骤104,计算每个宏块的编码量化参数。
下面,对根据本发明一个实施例的一种基于人眼视觉系统的avc码率控制方法作一个详细的描述。
gop层码率控制中根据应用场景以及带宽容量,设定编码器的目标码率和帧率。
初始化线性模型系数,
判断当前gop序号以及帧号,当满足
分配视频序列中第
帧层码率控制中计算编码第
计算第一轮分配给第
计算第
判断当前帧号,当满足
计算第二轮分配给第
计算第三轮分配给第
计算图像复杂度,记为
计算第四轮分配给第
宏块层码率控制中,假设当前帧图像为第
判断当前编码块的宏块序号,当宏块序号
计算第一轮分配给宏块b的目标比特数
同理,对宏块c和宏块d按上述流程方法进行编码,从而完成当前帧编码。
综上所述,本发明能够根据宏块特性合理地分配目标比特数,使得编码的实际码率接近设定的目标码率,同时获取较高的图像质量,在给定带宽的情况下,为用户提供较好的体验。分别采用avc参考软件jm19.0和本发明方法进行编码,配置相同的参数编码720p图像,在编码产生的比特数基本相同的条件下,参见图2和图3,采用本发明方法进行编码的图像细节更丰富,没有模糊的块,而采用avc参考软件jm19.0编码的图像在树林细节部分不够清晰,局部有模糊块;配置相同的参数编码1080p图像,在编码产生的比特数基本相同的条件下,参见图4和图5,采用本发明方法进行编码的图像视觉效果更加清晰,并且没有块效应,而采用avc参考软件jm19.0编码的图像中云彩部分产生了明显的块效应,并且路灯融入了云彩中,导致严重视觉失真;从psnr方面看,设置相同的配置参数,参见图6,采用本发明方法进行编码的psnr更高。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。