本發(fā)明涉及視頻編碼領域，更具體地說，涉及一種基于結構特征的hevc碼率控制方法。

背景技術：

在信息技術和互聯(lián)網技術快速發(fā)展的今天，視頻信息成為人們獲取信息的主要載體。人們對視頻質量的要求也越來越高，高清和超高清視頻的需求領越來越大。這也直接導致需要傳輸和存儲的視頻數(shù)據(jù)量變得越來越大，給視頻傳輸和存儲技術帶來了巨大挑戰(zhàn)。

為了解決這一問題，iso-iec/mpeg和itu-t/vceg兩大國際標準化組織成立了視頻編碼聯(lián)合開發(fā)小組(jct-vc)，并于2013年提出了新一代高效視頻編碼標準hevc(highefficiencyvideocoding)。

新一代高效視頻編碼標準hevc的壓縮效率比上一代國際視頻編碼標準h.264提高了一倍。然而hevc中采用的依然是基于統(tǒng)計失真的碼率控制算法，其中量化參數(shù)qp由參考幀平均絕對誤差(mad)決定，忽略了輸入視頻內容中人眼所關注的結構特征。

因此，現(xiàn)有技術的hevc傳統(tǒng)率碼率控制方法的感知編碼性能還有很大提升空間。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種充分考慮輸入視頻內容中人眼感興趣的結構特征，提高hevc編碼器碼率控制算法的感知性能的基于結構特征的hevc碼率控制方法。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種基于結構特征的hevc碼率控制方法，步驟如下：

1)提取視頻的幀圖像，計算幀圖像的編碼樹單元的2×2區(qū)域降采集特征圖；

2)基于各編碼樹單元的降采集特征圖，計算當前各編碼樹單元的結構強度；

3)基于當前各編碼樹單元的結構強度，計算當前幀圖像的結構強度；

4)基于各編碼樹單元的結構強度與當前幀圖像的結構強度，計算各編碼樹單元的碼率分配比重；

5)根據(jù)各編碼樹單元的碼率分配比重計算各編碼樹單元的量化參數(shù)。

作為優(yōu)選，步驟1)中，編碼樹單元的降采樣特征圖由每個不重疊的2×2的區(qū)域進行降采樣獲得。

作為優(yōu)選，步驟2)中，編碼樹單元的結構強度通過如下公式獲?。?/p>

其中，sti表示編碼樹單元的結構強度；i表示降采樣特征圖；m,n表示降采樣特征圖的寬高。

作為優(yōu)選，步驟3)中，當前幀圖像的結構強度通過如下公式獲?。?/p>

其中，k表示編碼樹單元的數(shù)目。

作為優(yōu)選，步驟4)中，編碼樹單元的碼率分配比重通過如下公式獲取：

其中，c1、c2表示穩(wěn)定系數(shù)。

6、根據(jù)權利要求5所述的基于結構特征的hevc碼率控制方法，其特征在于，步驟5)中，編碼樹單元的量化參數(shù)通過如下公式獲取：

qpi＝4.2005×lnλi+13.7112；

其中，qp為量化參數(shù)，λi表示編碼標準中的拉格朗日乘數(shù)，α、β為常數(shù)，t為當前幀目標比特數(shù)，m×n為編碼樹單元像素點的數(shù)目。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明所述的方法對編碼樹單元首先進行降采樣操作，不僅有效保留了原始圖像的結構信息，還降低了后續(xù)結構特征強度的計算復雜度，避免引入額外計算復雜度；利用編碼樹單元降采樣特征圖的結構強度來表征編碼樹單元的結構強度，很好地反應該編碼樹單元的感知特性，準確引導目標碼率分配，獲得更符合人眼特性的編碼視頻。

附圖說明

圖1是本發(fā)明方法的主流程圖

圖2是本發(fā)明方法的降采樣示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖及實施例對本發(fā)明進行進一步的詳細說明。

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術存在的感知編碼性能存在提升空間的不足，提供一種基于結構特征的hevc碼率控制方法，如圖1所示，步驟如下：

步驟1)提取原始視頻的幀圖像，計算幀圖像的編碼樹單元的2×2區(qū)域降采集特征圖；編碼樹單元的降采樣特征圖由每個不重疊的2×2的區(qū)域進行降采樣獲得。

步驟2)基于各編碼樹單元的降采集特征圖，計算當前各編碼樹單元的結構強度；編碼樹單元的結構強度通過如下公式獲?。?/p>

其中，sti表示編碼樹單元的結構強度；i表示降采樣特征圖；m,n表示降采樣特征圖的寬高。

步驟3)基于當前各編碼樹單元的結構強度，計算當前幀圖像的結構強度；當前幀圖像的結構強度通過如下公式獲?。?/p>

其中，k表示編碼樹單元的數(shù)目。

步驟4)基于各編碼樹單元的結構強度與當前幀圖像的結構強度，計算各編碼樹單元的碼率分配比重；編碼樹單元的碼率分配比重通過如下公式獲?。?/p>

其中，c1、c2表示穩(wěn)定系數(shù)，c1＝0.001、c2＝0.002。

步驟5)根據(jù)各編碼樹單元的碼率分配比重計算各編碼樹單元的量化參數(shù)；編碼樹單元的量化參數(shù)通過如下公式獲?。?/p>

qpi＝4.2005×lnλi+13.7112；

其中，qp為量化參數(shù)，λi表示編碼標準中的拉格朗日乘數(shù)，α、β為常數(shù)，α＝3.2003，β＝-1.367，t為當前幀目標比特數(shù)，m×n為編碼樹單元像素點的數(shù)目。

上述實施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作對本發(fā)明的限定。只要是依據(jù)本發(fā)明的技術實質，對上述實施例進行變化、變型等都將落在本發(fā)明的權利要求的范圍內。