[发明专利]基于变换下采样的低码率视频编码方法及系统

权利要求书

1.一种基于变换下采样的低码率视频编码方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，采用小波变换对视频帧进行下采样，得到的变换系数分为一个低频子带和三个高频自带，分别对低频子带利用混合编码框架进行编码、对高频子带利用位平面编码以及帧分割处理进行编码组合生成整个一帧的编码码流；

第二步，对小波变换后的视频帧进行二维变换得到原始大小四分之一的低频系数，然后将低频系数经过映射和向下取整处理，归一化后进行HEVC编码；

第三步，利用位平面编码扫描得到高频系数中的大系数，然后对得到的0‐1位平面进行帧分割并进行编码；

第四步，对不同频带的系数进行能量统计，按照不同的能量比例对给定的编码码率进行对应分配。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，第一步中所述的小波变换的采样率为2。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，第二步中所述的归一化的量化阶为8bit或10bit。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，所述的第一步具体包括：

1.1对输入的视频信号以帧为单位进行小波变换，变换后的系数进行重新排列，可以得到一个低频子带和三个高频子带；

1.2对一个低频子带按步骤二所述的方法利用HEVC进行编码得到输出码流；

1.3对三个高频子带分别按步骤三所述的方法利用位平面编码以及帧分割处理进行编码得到输出码流；

1.4将步骤1.2和步骤1.3中得到的码流按照低频优先的原则组合生成整个一帧的编码码流。

5.根据权利要求1或3所述的方法，其特征是，所述的第二步具体包括：

2.1将小波变换后的视频帧左上角四分之一取出作为低频信号进行后续的编码；

2.2分别找出低频系数中的最大值Max和最小值Min；

2.3利用公式将每一个低频系数coe映射成0～255之间coe_new；

2.4对coe_new进行向下取整得到归一化后0～255之间的整数coe_nor；

2.5对归一化后的系数进行混合编码框架编码得到低频信号编码码流。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征是，第三步中所述的位平面编码，具体包括：

3.1.1对于给定阈值Thr对高频系数进行扫描，如果系数绝对值大于Thr则位平面置一，否则位平面置零；

3.1.2根据位平面得到解码系数，对于位平面为1的系数用Thr近似，位平面为0的系数用0近似；

3.1.3将高频系数与步骤3.1.2得到的解码系数相减得到第二层待扫描的系数矩阵；

3.1.4选取原阈值的一半Thr/2作为新的阈值；

3.1.5重复步骤3.1.1～3.1.4直至用于高频系数编码的码流用完。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征是，第三步中所述的帧分割处理，具体包括：

3.2.1对于待编码位平面检测是否全0或全1，若全0或全1，则用一个比特将此位平面进行编码，否则转入步骤3.2.2；

3.2.2将位平面等分成四份，得到分辨率为原来一半的四个新的位平面；

3.2.3对得到的新的四个位平面重复步骤3.2.1～3.2.2直至每个分割后的位平面中只包含一种数据。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的第四步具体包括：

4.1分别计算低、高频系数所包含的的信号能量；

4.2得到低、高频系数能量之间的比例关系；

4.3按照低、高频系数能量比例分配编码码率。

9.一种实现上述权利要求所述方法的系统，其特征在于，包括：二维变换模块、归一化模块、位平面编码模块、帧分割模块和码率分配模块，其中：二维变换模块与视频输入帧相连并传输变换系数信息，归一化模块与变换低频信息相连并传输待编码低频信息，位平面编码模块与变换高频信息相连并传输位平面信息，帧分割模块与位平面信息相连并传输高频编码信息，码率分配模块与通过统计输入视频信号对地高频码率分配进行控制。