[发明专利]高效视频编码标准帧内图像码率估计方法

权利要求书

1.一种高效视频编码标准帧内图像码率估计方法，其特征在于由下述步骤组成：

(1)确定边长

输入视频图像的空间分辨率，按照式(1)得到边长l：

其中round()为四舍五入取整函数，w_p为图像宽，h_p为图像高，γ∈[0.5,3.5]，σ∈[0.05,0.4]，w_c∈{88,89,...,704}，h_c∈{72,73,...,576}；

(2)确定基本计算单元大小

基本计算单元为矩形像素块，由边长l确定基本计算单元的宽w_b和高h_b：

w_b＝αl (2)

h_b＝βl (3)

其中α∈{0.5,1,1.5,2,2.5,3}，β∈{0.5,1,1.5,2,2.5,3}；

(3)确定图像的标准差

基本计算单元的标准差按式(4)确定：

其中sd(i)表示视频第i幅帧内图像的标准差，i∈{1,2,..,N_p}，N_p是视频的总图像数、取值为有限的正整数，int()为下取整函数，x(i,k,j)表示视频第i幅帧内图像第k个基本计算单元第j个像素的亮度值，k、j为有限的正整数；

(4)确定图像类型

第i幅帧内图像满足sd(i)≥T_sd，此图像被分类为纹理复杂图像，第i幅帧内图像满足sd(i)＜T_sd，此图像被分类为纹理简单图像，其中T_sd为复杂度分类阈值参数，T_sd∈[6,16]；

(5)获得纹理简单图像模型参数

对于纹理简单图像，根据式(5)和式(6)分别获得用于码率估计的两个模型参数θ₁和θ₂：

θ₁＝ξ₁+ξ₂sd(i)²+ξ₃sd(i)⁴ (5)

其中ξ₁，ξ₂，ξ₃，ξ₄，ξ₅，ξ₆为模型参数，ξ₁∈[1000,3000]，ξ₂∈[-200,-10]，ξ₃∈[0,5]，ξ₄∈[-20,0]，ξ₅∈[100,500]，ξ₆∈[-1000,0]；

(6)估计纹理简单图像码率

根据式(7)得到纹理简单图像的第一种码率估计值R_f,bpp，码率估计值R_f,bpp的单位是像素每比特：

其中QP表示用于编码的量化参数；

根据式(8)得到纹理简单图像的第二种码率估计值R_f,bit，第二种码率估计值R_f,bit的单位是比特：

根据式(9)得到纹理简单图像的第三种码率估计值R_f,kbps，第三种码率估计值R_f,kbps的单位是千比特每秒：

其中f表示视频的帧率；

(7)获得纹理复杂图像模型参数

对于纹理复杂图像，当量化参数满足QP＜T_QP时，按照式(10)和式(11)分别获得用于码率估计的两个模型参数θ₃和θ₄，其中T_QP为量化参数分段阈值参数，T_QP∈{1,2,…51}：

θ₃＝ψ₁+ψ₂(In(sd(i)))² (10)

θ₄＝ψ₃+ψ₄sd(i)+ψ₅sd(i)³ (11)

其中In()是以自然常数e为底的对数函数，ψ₁、ψ₂、ψ₃、ψ₄、ψ₅为模型参数，ψ₁∈[-2,-0.01]，ψ₂∈[-1,0)，ψ₃∈[0,3]，ψ₄∈[0.01,2]，ψ₅∈[-1,0)；

量化参数满足QP≥T_QP时，按照式(12)和式(13)分别获得用于码率估计的两个模型参数θ₅和θ₆：

其中exp()是以自然常数e为底的指数函数，ψ₆、ψ₇、ψ₈、ψ₉、ψ₁₀、ψ₁₁为模型参数，ψ₆∈[-1,0]，ψ₇∈(0,1]，ψ₈∈(0,1]，ψ₉∈[-10,-0.1]，ψ₁₀∈[-50,-5]，ψ₁₁∈[-20000,-1000]；

(8)估计纹理复杂图像码率

量化参数满足QP＜T_QP时，按照式(14)、式(15)、式(16)分别获得纹理复杂图像对应的三种码率估计值R_g,bpp、R_g,bit、R_g,kbps：

R_g,bpp＝θ₃QP+θ₄ (14)

R_g,bit＝w_ph_p(θ₃QP+θ₄) (15)

量化参数满足QP≥T_QP时，按照式(17)、式(18)、式(19)分别获得纹理复杂图像对应的三种码率估计值R_g,bpp、R_g,bit、R_g,kbps：