[发明专利]基于结构相似度的码率失真优化感知视频编码方法和系统

摘要

本发明介绍了一种视频编码系统和方法，更具体来讲，这是一种可采用基于结构相似（SSIM）的码率失真优化方法且能够在不影响数据码率的前提下提高编码视频感知质量或者在不影响解码视频感知质量的前提下提高解码视频感知质量的视频编码方法。在实施例中，视频编码系统和方法是一种基于SSIM的码率失真优化方法，通过它可以得到由数据码率与失真函数之和得出的联合代价函数的最小值。失真函数随SSIM的减少而单调递增，拉格朗日参数可以用于控制码率与失真之间的平衡。可以通过量化步距来部分参考SSIM模型与量化步距数据码率模型的比值得出最佳拉格朗日参数。在实施例中，图像组（GOP）级量化参数（QP）调整方法可以用于多次编码中，可以在保持相似感知视频质量的情况下降低比特率。在另一实施例中，帧级QP调整方法可以用于单次编码中，实现恒定的SSIM质量。根据实施例，本发明完全可以在编码器中实现，而解码器是否需要调整可视情况而定；并且本发明可兼容现有的视频编码标准。

主权项

一种码率失真优化的计算机实现的视频编码方法，包括：利用基于结构相似度SSIM的失真函数，随基于SSIM质量测量而单调递减；求联合代价函数的最小值，所述函数定义为数据码率和基于SSIM的失真函数的和；利用拉格朗日参数控制数据码率和失真之间的平衡；通过下列方式调整具有固定或可变长度图像组GOP的多次视频编码GOP级量化参数QP：使用一次或多次编码排列所有帧的所有基于其平均SSIM值的GOP，以生成SSIM值对帧号的曲线图，并通过在单个GOP中对具有相似SSIM值的邻帧进行分组，使用所述曲线将视频序列划分成多个GOP；通过GOP级SSIM值的加权和确定总体质量，其中更多的权重分配给具有SSIM平均值较低的所述GOP；以及根据SSIM值对帧号的曲线图调整每个GOP的GOP级QP值，以便获得最佳的质量模型。