[发明专利]基于变换下采样的低码率视频编码方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种视频编解码领域的技术，具体是一种通过利用变换来进行下采样，结合低频系数的混合框架编码和高频系数的位平面编码及帧分割处理实现低码率信道的编码方法及系统。

背景技术

视频编解码技术，是一种将视频数据通过各种技术手段去除时间、空间、编码等各环节可能存在的冗余信息，将数据量压缩到远小于原视频数据量的信号编码技术。通过视频编解码技术，可以更有效地对视频数据进行存储、传输以及相关操作。传统的视频编解码框架是基于预测(运动估计)、变换以及熵编码的混合编码框架，发展至今已形成了MPEG‐x系列和H.26x系列两大系列标准。在最近几年，两大标准的制定组织联合发布了最新的高效视频编解码标准HEVC(High Efficiency Video Coding)，在之前H.264的基础之上实现了相同编码效果下压缩效率提升50％的增长。然而由于HEVC通过增加预测模式，采用更精细的步长等技术降低预测误差来实现压缩效率的提高，这大大增加了编码的复杂度。同时由于HEVC是为高清晰视频而设计的，在一些低码率低分辨率情况下效果并不是很好。所以设计一种在低码率信道下低复杂度的编码算法有很大的必要。

视频信息主要包括低频的内容信息和高频的细节信息。在低码率情况下必须有效保证低频内容信息的编码，这样才能在码率有限的情况下得到视频相关的信息。Dong,Jie和Yan Ye等人在IEEE International Conference on In Image Processing(ICIP),2012pp.2925‐2928中提出了下采样的方法来获得低频内容信息，然后对低频内容信息利用传统视频编解码技术进行编码，在解码端通过内插等技术再获得原分辨率大小的视频信号。然而仅仅考虑低频信息是远远不够的，在高频细节中存在一些能量较大的系数包含大量视频信息，对视频的解码效果会产生巨大的影响，所以在码率允许的情况下对一些能量较大的高频信息进行编码是非常有必要的，可以在一定程度上提高编码的质量。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN103155561A公开(公告)日2013.06.12，公开了一种用于HEVC的空间可缩放性的方法和设备，该技术在视频分发系统中，提供了用来将输入视频流302分割成用于所述视频流的多个信道中的每一个的分块的划分器105。信道分析器306被耦合到所述划分器，其中，所述信道分析器分解所述分块。编码器106被耦合到所述信道分析器以将经分解的分块编码成经编码的比特流208,210，其中，所述编码器从所述多个信道中的至少一个接收编译信息以在将所述经分解的分块编码成所述经编码的比特流中使用。解码器124接收经编译的比特流以对所接收到的比特流进行解码并且以重构所述输入视频流。所述解码器使用所述编译信息来对所述比特流进行解码。但该现有技术没有针对不同频带划分之间的优先级关系，在低码率情况下的编码效果难以满足工业需要。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于变换下采样的低码率视频编码方法及系统，采用二维变换对原视频帧进行下采样，对获得的低频系数通过归一化使之转化为适合混合编码框架的输入信号，并对其进行编码。对高频系数通过位平面编码逐层扫描依次获得能量最为集中的大系数，然后通过帧分割处理对每次扫描获得的结果进行块编码。由于下采样的关系，使得编码帧变小，从而大大降低编码时间，而结合高频系数的编码，在编码效果上却能仍然和原混合编码框架有着相近的信噪比。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种基于变换下采样的低码率视频编码方法，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。

所述的小波变换的采样率为2。