[发明专利]视频编码方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频编码技术。

背景技术

因为Internet和无线/移动网络上的以低比特率和可测量的视频编码为核心的多媒体应用以令人难以置信的速度发展，对低比特率视频编码的需求急剧增大。近来，出现了大量的关于低比特率视频编码的方法，包括基于运动估算，小波变换，和加权的自适应表示的各种方案。

最新的H.264/AVC技术支持当前帧的内部预测和多帧(上一帧和后面的帧)位于宏块(MB)和各种小块间的预测。它配合一个内循环的解块过滤器来有效地减小通常由基于块运动估值产生的方块效应(blocking artifacts)。通过上述的优势，H.264可以实现平均40—60％高于之前的各种低比特率编码方案如H.263，H.263+，H.263++和H.26L在比特率上的改善。尽管经过加强和改进，基于MB的视频编码仍然具有局限性。事实上，现有的基于运动估计的视频编码，尽管使用了最新的加强技术，仍然无法实现最小运动补偿下很低的比特率(QCIF 10Hz格式下5—6Kbps范围)。这主要是因为基于块运动估计的视频编码，不能去发掘所有潜在的相似度(冗余)，尤其是存在于视频序列中的频谱的冗余(相似度)。运动估计只能探测综合选择出来的参考帧(I帧或P帧)和其他固定长宽的帧(MB和/或它的各种子块(16×16，16×8，8×8，8×4，4×4))之间的相似度，这种相似度只能在固定长宽帧间和帧内用某种单位度量。因此基于这种方法的方案不能探测和获得位于根据不同长宽分级的块中的帧内相似度。它也不能基于补偿和其他变换来获得位平面内的频谱相似度，尽管这些变换在寻找频谱冗余上常常是很有用的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能更优地探测出图像中冗余的视频编码方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是，视频编码方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对视频序列进行小波变换后，得到第1高频次能带系数、第2高频次能带系数、第3高频次能带系数、基带系数；2)对3个高频次能带及基带的系数进行量化；3)将量化后的系数进行位平面建模；4)得到位平面图像；5)对位平面图像进行编码。

对视频序列中的多个帧同时进行量化，通过量化后的由二进制表示后的小波变换数，由所有具有相同权值的0/1所组成的位平面构成，每一个位平面包含有多帧之间的位信息。对量化后的多帧数据进行通过二进制的位平面表示，有利于在编码时更优地探测出帧间冗余、帧内冗余，特别是位平面间(频谱)冗余。

本发明进一步采用广义高斯分布(GGD)对小波变换后的系数进行非一致的量子化，以便在位平面模型中获取更多的频谱冗余。

为了进一步提高编码效率，本发明步骤3)中所述位平面建模过程中，仅保留重要位的位平面。所述重要位是指对构图像的质量影响较大的几个位平面，一般是位于系数高位的几个位平面。通常情况下，低位的系数分布是非常随机，这些位平面可以从位平面建模中抛掉而不影响最终重构图像的质量。

更进一步的，为了最优的检测出位平面间的频谱相似度与一个视频序列内部任一对图像块之间的相似度(非关联帧之间的相似度)，步骤5)中所述编码为广义有限自动机编码，所述广义有限自动机编码具体包括步骤：将位平面图像逐级分为不同大小的块，最小块为叶节点；保存上一级块到下一级块所需的变换；对叶节点和所有变换进行编码。所述变换包括沿水平方向翻转，沿竖直方向翻转，沿对角线翻转，取反，沿水平方向翻转后取反，沿竖直方向翻转后取反，沿对角线翻转后取反，沿运动矢量方向移动。

本发明的有益效果是，采用位平面模型使得帧间、帧内、位平面间、的冗余的检测成为可能，能检测出传统的基于移动估计视频编码方法不能检测到的冗余；采用广义高斯分布(GGD)对小波变换后的系数进行非一致的量子化，仅保留重要位的位平面，进一步提高了编码效率；采用广义有限自动机编码，能最优地探测视频序列中的冗余，在满足信噪比要求的情况下实现超低比特率，突破现有的视频编码技术在编码比特率上的局限。

附图说明

图1为实施例流程图；

图2为位平面模型；

图3为GFA变换示意图；

图4为象限索引示意图；

图5为GFA建模示意图；

图6为采样频率为8HZ时，H.263、H.264、实施例所述方法的视频比特率和信噪比示意图；

图7为采样频率为30HZ时，H.263、H.264、实施例所述方法的视频比特率和信噪比示意图。

具体实施方式