[发明专利]一种适应带宽的高质量视频编码方法

权利要求书

1.一种适应带宽的高质量视频编码方法，其特征在于，包括如下步骤：

Ⅰ.根据实际带宽约束确定目标码率；

Ⅱ.根据输入的原始视频提取视频特征，并生成视频特征的矩阵，通过视频特征的矩阵和码率与质量关系模型的参数矩阵的线性关系计算出码率与质量关系模型的参数矩阵；所述码率和质量关系模型为：

其中，y为PSNR；x为码率；码率与质量关系模型的参数矩阵为

Ⅲ.将目标码率带入到参数已知的码率和质量关系模型中，求出最合适的编码参数PSNR，即峰值信噪比；

Ⅳ.根据求解得到的编码参数PSNR设置编码参数，通过对编码器选择，据此设置进行视频编码，生成符合带宽条件的最优质量的码流；

所述步骤Ⅱ中提取视频特征采用空间复杂度、时间复杂度和分辨率三个视频特征：

空间复杂度，表征一帧图像的纹理复杂度，采取对每一帧图像进行Sobel滤波，然后对滤波后的图像计算标准差，求得每幅图像的SI，最后取整个序列所有图像SI的最大值，作为序列的SI值；

时间复杂度，表征视频序列的时间变化量，采取对相邻两帧求帧差，然后对帧差图像计算标准差，求得TI，之后取所有TI中的最大值，作为序列的TI值；

分辨率，即视频每帧图像中像素数量，以横向像素个数W*纵向像素个数H来表示，采用归一化方法对分辨率进行数据处理，作为序列的s值；

通过对以上视频特征的提取，得到视频特征的矩阵：

其中SI为视频的空间复杂度，TI为视频的时间复杂度，s为视频的分辨率归一化参数；

所述步骤Ⅱ中视频的特征矩阵与码率与质量关系模型的参数矩阵的线性关系及码率与质量关系模型的参数矩阵的计算方法为：

通过以下线性公式来刻画视频的特征矩阵和码率与质量关系模型的参数矩阵的关系：P＝HF+C

采用线性回归的方法，求得从视频的特征矩阵到码率与质量关系模型的参数矩阵的传递矩阵H和常数C，将视频的特征矩阵F带入公式P＝HF+C可计算出码率与质量关系模型的参数矩阵P；

所述步骤Ⅳ中编码器选择包括：根据步骤Ⅲ所得PSNR值，选择PSNR最大的曲线对应的分辨率s和合适的量化参数QP值，并利用此参数进行编码。

2.根据权利要求1所述的一种适应带宽的高质量视频编码方法，其特征在于：所述步骤Ⅱ中的目标码率利用网络估计算法、预设信息或通过用户反馈来获得。

3.根据权利要求1所述的一种适应带宽的高质量视频编码方法，其特征在于：线性回归方法是采用MATLAB提供的polyfit函数实现的，求得从视频的特征矩阵到码率与质量关系模型的参数矩阵的传递矩阵H和常数C分别为：