[发明专利]高效视频编码标准低时延编码结构的量化参数级联方法

说明书

一种高效视频编码标准低时延编码结构的量化参数级联方法，由确定第1幅图像的量化参数、确定第1幅图像的标准差、确定第1幅图像对应的模型参数、确定第1幅图像与第G_s+1幅图像的帧间差、确定第1个时间层图像的模型参数、确定第1个时间层图像的量化参数偏移量、确定第2个时间层图像的模型参数、确定第2个时间层图像的量化参数偏移量、确定大于或等于第1时间层图像的量化参数、编码视频组成。解决了现有针对低时延编码结构的技术没有考虑视频时域依赖性，模型参数获取复杂的问题。本发明具有编码率失真性能高、模型参数计算简单等优点，可用于低时延编码结构的视频编码。

技术领域

本发明属于视频编码技术领域，具体涉及到高效视频编码标准低时延编码结构的量化参数级联方法。

背景技术

视频编码是保证视频多媒体通信系统有效运行的关键技术。像视频监控、视频会议系统需要实时快速的传输视频数据。但摄像头采集的视频数据量是非常庞大的，例如一个空间分辨率为1080p，帧率为50帧/秒的YUV420格式的原始视频，一秒钟就会产生148.32MB的数据。如此庞大的原始视频如果不经过编码是无法在当前的多媒体系统中实时快速传输的。视频编码的目的就是在满足重建视频质量的前提下用更少的编码比特表示原始视频的内容信息。

目前随着高清设备的大量普及，面向高清晰视频的高效视频编码标准被广泛采用。高效视频编码标准支持三种编码结构，即全帧内编码结构、随机接入编码结构、低时延编码结构。其中低时延编码结构适用于视频监控、视频会议等对于视频传输实时性要求较高的场景。视频采用低时延编码结构编码时，视频中的图像会被分配到不同的时间层，视频的编码效率与给每个时间层的图像选择的量化参数取值密切相关。量化参数级联方法就是研究如何给每个时间层图像选择最优的量化参数取值的一类技术。

目前高效视频编码标准采用固定的量化参数级联方法，即当前时间层图像的量化参数在前一时间层图像的量化参数基础上加1。这种固定的量化参数级联方法由于没有考虑视频包含的内容特性及视频图像之间的时域依赖性，所以其编码性能较低。一些更加有效的量化参数级联方法被提出，这些方法可以分为两大类：基于实验统计的方法和基于时域依赖性建模的方法。基于实验统计的方法是通过选择大量视频，分析实验数据，建立某些视频内容特性与量化参数取值之间的关系模型，例如建立视频空时复杂度与量化参数取值关系的模型。基于实验统计的方法虽然考虑了视频的内容特性，但是没有考虑视频的时域依赖性，所以这类方法的编码率失真性能也有待于提高。基于时域依赖性建模的方法同时考虑了视频内容特性及视频图像间的时域依赖性，这类方法理论上可以达到更高的编码率失真性能。但当前提出的这类方法大多是针对随机接入编码结构提出的。由于随机接入编码结构与低时延编码结构在预测关系上存在显著差别，所以这些方法并不适用于低时延编码结构。另外大部分方法的模型参数获得方式比较复杂，例如通过预编码获得，通过运动估计获得，如此复杂的计算过程也不适用于低时延编码结构的实时的视频应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的缺点，提供一种有效考虑视频内容特性和时域依赖性、模型参数计算简单的高效视频编码标准低时延编码结构的量化参数级联方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是由下述步骤组成：

(1)确定第1幅图像的量化参数

第一幅图像的量化参数QP_I由操作者在配置文件中设定，QP_I∈{1,2,...,51}。

(2)确定第1幅图像的标准差

输入视频图像的空间分辨率，按照式(1)得到基本计算单元的边长b_s：