基于QoE控制的計算量可感知的運動估計算法
【專利摘要】本發(fā)明涉及基于QoE控制的計算量可感知的運動估計算法，對移動設(shè)備上的實時視頻編碼，設(shè)計了一個帶有兩個體驗維度的QoE計算模型，讓用戶可以在視頻的質(zhì)量和時長之間進行選擇和調(diào)節(jié)，并應(yīng)用在了所提出來的一種新型的計算量可感知的運動估計算法里面。該算法采用的是單遍掃描處理流程，利用塊的初始匹配誤差信息和對應(yīng)的失真增益信息將塊分為四類，將一幀的計算量分成了基本層和增益層兩個部分，分別對四類塊進行分配，同時采用了提前終止檢測和計算量分配調(diào)整策略。實驗結(jié)果表明，該算法能夠更加精確地對計算量進行分配，以及所構(gòu)造的QoE計算模型具有實用性。
【專利說明】基于QoE控制的計算量可感知的運動估計算法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及IT行業(yè)，具體的說是一種基于QoE控制的計算量可感知的運動估計算法。
【背景技術(shù)】
[0002]運動估計是視頻編碼過程中消耗時間最多的一個功能模塊，也一直被作為視頻編碼研究的重點部分。在移動應(yīng)用環(huán)境中，當手機等移動設(shè)備的電能消耗以及處理能力發(fā)生改變時，編碼器復雜性所控制的重點就在于如何控制運動估計的復雜性。隨著新一代視頻編碼標準HEVC的推出，這一問題顯得更為突出。傳統(tǒng)的運動估計算法有全搜索算法(FS)、三步搜索算法(TSS)、四步搜索算法(FSS)、菱形搜索算法(DS)等。它們有這樣一個特點:如果沒有足夠的計算量將會導致無法完成一幀的運動估計，使得一幀后面的塊無法被處理。這導致它們無法適應(yīng)計算資源有限和變化的移動應(yīng)用環(huán)境。Tai等人最早提出了計算量可感知的概念，通過對所有塊同時進行處理，每次把計算量分配給匹配誤差最大的塊來進行運動估計。但每次把計算量分配給匹配誤差最大的塊并不總是有效的。Yang等人為塊的每次搜索建立了一個優(yōu)先級，根據(jù)優(yōu)先級的大小進行計算量的分配。這兩種方法采用的都是多遍掃描處理流程，不能夠利用相鄰塊的信息。Huang等人提出了一種單遍掃描處理流程方案，從而可以利用相鄰塊的信息，并采用了自適應(yīng)搜索策略。Lin等人采用的也是單遍掃描處理流程，結(jié)合前一幀對應(yīng)塊的運動矢量信息把塊分為三類，根據(jù)前一幀塊的分類信息將計算量分配到三類塊中。這種大粒度的信息參考很容易導致參考信息的非有效性造成大范圍的影響。在移動設(shè)備上，用戶追求的體驗維度有視頻的質(zhì)量和時長，但上面這些算法僅僅只是考慮了視頻質(zhì)量。為了提供更佳的用戶體驗，即讓用戶可以在視頻的質(zhì)量和時長之間進行選擇和調(diào)節(jié)，本發(fā)明設(shè)計了一個QoE計算模型用于指導這個過程的進行，并將此模型應(yīng)用在了所提出來的一種采用單遍掃描處理流程的新型的計算量可感知的運動估計算法里面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種監(jiān)控視頻系統(tǒng)的關(guān)鍵幀提取方法，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明包括兩個部分:幀級別計算量分配和塊級別計算量分配，其特征在于幀級別計算量分配有兩個限制，一個是視頻質(zhì)量的平滑性，另一個是計算資源的節(jié)省性，視頻質(zhì)量的平滑性限制用來保證不同視頻幀之間的補償質(zhì)量的變化盡可能要小，計算資源的節(jié)省性限制則是用來在搜索候選匹配塊時，終止那些不必要的計算量使用，由于采用的塊級別計算量分配算法會嚴格控制計算量不會被超額使用，為了方便與其他方法進行比較，采用的是為每一幀分配固定的計算量，其中塊級別計算量分配，首先是把塊分成四類，把一幀可使用的計算量劃分成基本層和增益層兩個部分，然后根據(jù)塊的類別分別進行基本層和增益層計算量的分配；對塊進行分類的方法:利用到前一幀的失真增益，當前幀的每個塊都有一個預測運動矢量指向前一幀的某個塊，而被指向的每個塊都對應(yīng)著一個失真增益，該失真增益是它的初始匹配誤差與最終匹配誤差之間的差值，如果當前塊的預測運動矢量所指向的塊覆蓋了前一幀中多個塊，則該塊對應(yīng)的失真增益是所覆蓋塊的失真增益的加權(quán)和，用Bebltrck表示當前塊所對應(yīng)的失真增益:
[0004]
【權(quán)利要求】
1.基于QoE控制的計算量可感知的運動估計算法，包括兩個部分:幀級別計算量分配和塊級別計算量分配，其特征在于幀級別計算量分配有兩個限制，一個是視頻質(zhì)量的平滑性，另一個是計算資源的節(jié)省性，視頻質(zhì)量的平滑性限制用來保證不同視頻幀之間的補償質(zhì)量的變化盡可能要小，計算資源的節(jié)省性限制則是用來在搜索候選匹配塊時，終止那些不必要的計算量使用。由于采用的塊級別計算量分配算法會嚴格控制計算量不會被超額使用，為了方便與其他方法進行比較，采用的是為每一幀分配固定的計算量。其中塊級別計算量分配，首先是把塊分成四類，把一幀可使用的計算量劃分成基本層和增益層兩個部分，然后根據(jù)塊的類別分別進行基本層和增益層計算量的分配；對塊進行分類的方法:利用到前一幀的失真增益，當前幀的每個塊都有一個預測運動矢量指向前一幀的某個塊，而被指向的每個塊都對應(yīng)著一個失真增益，該失真增益是它的初始匹配誤差與最終匹配誤差之間的差值，如果當前塊的預測運動矢量所指向的塊覆蓋了前一幀中多個塊，則該塊對應(yīng)的失真增益是所覆蓋塊的失真增益的加權(quán)和，用Bebltrck表示當前塊所對應(yīng)的失真增益:
【文檔編號】H04N19/557GK103634602SQ201310562939
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月9日
【發(fā)明者】周兵, 周艷杰, 吳飛, 吳亞平 申請人:鄭州大學