[发明专利]降低编码码率的视频编码方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及视频图像处理领域，尤其涉及一种视频编码的实现方法及编码系统，可用于H.264视频编码系统的视频压缩处理。

背景技术

未来的社会将是信息化的社会。数字化的信息，尤其是数字化后的视频和音频信息，具有数据海量性的特点，给信息的存储和传输造成很大的困难，成为阻碍人类获取和使用有效信息的瓶颈之一。视频信息具有一系列优点，如直观性，确切性，高效性，广泛性等等，但是信息量太大。要使视频得到有效的应用，必须解决编码压缩率和解码图像质量的问题。这两者是相互矛盾的两个方面。因此，研究和开发新型有效的多媒体数据压缩编码方法，以压缩的形式存储和传输这些数据将是最好的选择。在视频编码标准H.264中，视频数据按照宏块为单位编码，当前宏块减去预测宏块，得到残差宏块。对残差宏块进行变换、量化，得到量化系数；对量化系数进行zig-zag扫描后进行熵编码；将熵编码后的结果递交到网络层进行传输。

现有技术中通常是在量化完成后，直接把量化结果进行zig-zag扫描后传送到熵编码端，这样虽然能够保存图像数据的精确性和完整性，但也会引起传输过程中码率过高及一些不易被肉眼感知的冗余的细节信息的被传输，这样会造成编码码率过大。在满足视频质量要求情况下，如果编码码率过大，视频码流传输时，会降低传输带宽利用率并造成信道堵塞。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提供一种降低编码码率的视频编码方法及系统，以减小在传输过程中码率过高及一些不易被肉眼感知的冗余的细节信息的传输，提高传输带宽利用率，保证信道畅通。

本发明的目的是这样实现的：

一.术语说明

子块：大小为4×4的像素块。

宏块：图像被分为若干个16×16的块，每一个块就称为一个宏块。

量化系数：像素进行量化后的值。

zig-zag扫描：一个4×4二维数组变为一个长为16个元素的一维序列，对应位置变换如图5，即4×4二维数组(0，0)_(0，1)_(1，0)_(2，0)_(1，1)_(0，2)_(0，3)_(1，2)_(2，1)_(3，0)_(3，1)_(2，2)_(1，3)_(2，3)_(3，2)_(3，3)，变成对应的一维序列0_1_2_3_4_5_6_7_8_9_10_11_12_13_14_15.

DC系数：量化系数矩阵中位于子块最左上角位置的量化系数。

AC系数：量化系数矩阵中除了子块最左上角位置的量化系数以外的其他量化系数。

残差数据：原始像素减去预测像素得到的差值数据。

残差宏块：预测宏块与当前宏块对应位置的像素值相减得到的宏块数据。

二.本发明的视频编码方法，包括以下步骤：

(1)输入当前帧图像，编码器对每一帧以宏块为单位按帧内模式或帧间模式进行预测，得到预测宏块，并从预测宏块中减去当前宏块，得到残差宏块；

(2)对残差宏块进行变换量化，获得子块象素的量化值；

(3)对每个子块中的所有象素的量化系数求和，判断其值是否为1，如果为1，则对这个子块除左上角象素以外的量化系数进行移除，否则对该子块的量化系数不做任何改变；

(4)对经过步骤(3)处理后的量化系数进行zig-zag扫描，传递到熵编码端进行熵编码；

(5)将熵编码后的数据递交到网络层进行传输。

三.本发明的视频编码系统，包括：

(A)编码前向模块，用于对图像原始数据进行预测，对每一帧以宏块为单位按帧内模式或帧间模式进行预测，得到残差宏块，对残差系数进行变换量化，得到象素的量化系数，该量化系数传输给量化系数处理模块和编码重建模块；

(B)量化系数处理模块，用于对每个子块中的所有象素的量化系数求和，判断其值是否为1，如果为1，则对这个子块除左上角象素以外的量化系数进行移除，否则对该子块的量化系数不做任何改变，该量化系数处理结果传输到熵编码模块和编码重建模块；

(C)编码重建模块，用于重建当前宏块像素，即对编码前向路径模块得到的当前宏块量化系数，进行反量化和反变换，得到当前宏块的重建像素，该重建像素传输到编码前向模块，为下一个宏块编码提供参考象素；

(D)熵编码模块，用于对当前宏块量化系数的处理结果，进行熵编码，熵编码后的系数与附加信息都被递交到网络提取层进行传输。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)本发明由于在原有的H.264编码系统基础上，增加了量化系数处理模块，在进行