本項(xiàng)發(fā)明屬于視頻編碼領(lǐng)域，涉及一種基于感知敏感度的HEVC率失真優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
：隨著高清和超高清視頻的流行，視頻數(shù)據(jù)量變得越來(lái)越大，這給視頻傳輸和存儲(chǔ)帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。為了解決這一問(wèn)題，ISO-IEC/MPEG和ITU-T/VCEG兩大國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織成立了視頻編碼聯(lián)合開(kāi)發(fā)小組(JCT-VC)，提出了新一代高效視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)HEVC(HighEfficiencyVideoCoding)。新一代高效視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)HEVC的壓縮效率比上一代國(guó)際視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)H.264提高了一倍。然而HEVC中采用的依然是傳統(tǒng)的率失真優(yōu)化策略，其中拉格朗日乘子由量化參數(shù)QP決定，忽略了不同輸入視頻的感知特征。在相同的量化參數(shù)QP下，各編碼樹(shù)單元采用的都是相同的拉格朗日乘子，但是人眼對(duì)紋理復(fù)雜、紋理平滑，紋理方向同向性強(qiáng)、紋理方向同相性弱的區(qū)域的感知敏感度都不一樣。因此，HEVC傳統(tǒng)率失真優(yōu)化策略的編碼感知性還有很大提升空間。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種基于感知敏感度的HEVC率失真優(yōu)化方法，本發(fā)明方法充分考慮輸入視頻各編碼樹(shù)單元的感知特性，提高HEVC編碼器率失真優(yōu)化感知性能，提升編碼器整體感知性能，獲得高感知質(zhì)量的編碼視頻。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種基于感知敏感度的HEVC率失真優(yōu)化方法，包括：提取輸入視頻；獲取輸入視頻各編碼樹(shù)單元的梯度幅值方差；基于輸入視頻的各編碼樹(shù)單元梯度幅值方差，獲得當(dāng)前幀的梯度幅值方差；基于編碼樹(shù)單元和當(dāng)前幀的梯度幅值方差關(guān)系，獲得編碼樹(shù)單元的感知敏感度；由所述感知敏感度計(jì)算得到基于感知敏感度的自適應(yīng)拉格朗日乘子；并獲得基于感知的率失真代價(jià)函數(shù)。優(yōu)選的，所述編碼樹(shù)單元的梯度幅值方差通過(guò)如下公式獲?。篏MVCTU=1NΣi=1N(GMi-1NΣi=1NGMi)2]]>其中，GMi表示編碼樹(shù)單元各像素點(diǎn)梯度幅值，N為編碼樹(shù)單元像素點(diǎn)的數(shù)目。優(yōu)選的，所述編碼樹(shù)單元各像素點(diǎn)梯度幅值通過(guò)如下公式獲?。篏Mi=GMx2+GMy2]]>其中，GMx表示編碼樹(shù)單元各像素點(diǎn)水平方向梯度幅值，GMy表示編碼樹(shù)單元各像素點(diǎn)垂直方向梯度幅值，I表示輸入視頻幀，表示卷積運(yùn)算，hx表示梯度算子在水平方向上的卷積核，hy表示梯度算子在垂直方向上的卷積核。優(yōu)選的，所述當(dāng)前幀的梯度幅值方差通過(guò)如下公式獲?。篏MVFra=1MΣj=1MGMVCTU(j)]]>其中，GMVCTU表示當(dāng)前幀的編碼樹(shù)單元的梯度幅值方差，M表示當(dāng)前幀的編碼樹(shù)單元的個(gè)數(shù)。優(yōu)選的，所述編碼樹(shù)單元的感知敏感度通過(guò)如下公式獲?。篜S=1.59×GMVCTU+C1GMVFra+C2+0.01]]>其中，C1＝0.001、C2＝0.002為穩(wěn)定系數(shù)。優(yōu)選的，所述基于感知敏感度的自適應(yīng)拉格朗日乘子通過(guò)如下公式獲?。害藀s＝PS×λHEVC其中，λHEVC表示HEVC編碼器中的拉格朗日乘數(shù)，α為常數(shù)，QP為量化參數(shù)。優(yōu)選的，所述基于感知的率失真代價(jià)函數(shù)通過(guò)如下公式獲?。篔＝D+R×λps其中，D為失真度量，R為消耗的碼率。本發(fā)明具有如下有益效果：1、本發(fā)明方法只需要在每幀編碼之前求取各編碼樹(shù)單元梯度幅值方差和當(dāng)前幀的梯度幅值方差，整個(gè)編碼框架不需要做任何改變；2、本發(fā)明方法用到的編碼樹(shù)單元的感知敏感度能很好的反映出該區(qū)域的紋理復(fù)雜度和紋理方向同向性的強(qiáng)弱，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出該區(qū)域的感知敏感度大小。以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的一種基于感知敏感度的HEVC率失真優(yōu)化方法不局限于實(shí)施例。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明方法的主流程圖。具體實(shí)施方式參見(jiàn)圖1，一種基于感知敏感度的HEVC率失真優(yōu)化方法，對(duì)輸入視頻編碼樹(shù)單元進(jìn)行感知敏感度預(yù)測(cè)，獲取感知敏感度自適應(yīng)的拉格朗日乘數(shù)，具體實(shí)施步驟如下：步驟101，提取輸入視頻幀圖像。具體的，所述輸入視頻幀用I表示。步驟102，計(jì)算當(dāng)前幀各編碼樹(shù)單元的梯度幅值方差。具體的，計(jì)算編碼樹(shù)單元的梯度幅值GMCTU和梯度幅值方差GMVCTU，具體如下：通過(guò)獲取編碼樹(shù)單元各像素點(diǎn)水平方向梯度幅值GMx；通過(guò)獲取編碼樹(shù)單元各像素點(diǎn)垂直方向梯度幅值GMy；通過(guò)獲取編碼樹(shù)單元各像素點(diǎn)梯度幅值GMi；通過(guò)如下公式獲取編碼樹(shù)單元梯度幅值方差GMVCTU：GMVCTU=1NΣi=1N(GMi-1NΣi=1NGMi)2]]>其中，表示卷積運(yùn)算，梯度算子在水平和垂直方向上的卷積核定義如下：hx=13×10-110-110-1,hy=13×111000-1-1-1;]]>N為編碼樹(shù)單元像素點(diǎn)的數(shù)目。步驟103，計(jì)算當(dāng)前幀的梯度幅值方差。具體的，基于各編碼樹(shù)單元梯度幅值方差GMVCTU，計(jì)算得到當(dāng)前幀的梯度幅值方差GMVFra，具體如下：GMVFra=1MΣj=1MGMVCTU(j)]]>其中M為當(dāng)前幀編碼樹(shù)單元的個(gè)數(shù)。步驟104，根據(jù)編碼樹(shù)單元梯度幅值方差和當(dāng)前幀的梯度幅值方差計(jì)算各編碼樹(shù)單元的感知敏感度PS。具體如下：PS=1.59×GMVCTU+C1GMVFra+C2+0.01]]>其中，C1＝0.001、C2＝0.002為穩(wěn)定系數(shù)。步驟105，由感知敏感度PS計(jì)算得到基于感知敏感度的自適應(yīng)拉格朗日乘子λps；并獲得基于感知的率失真代價(jià)函數(shù)。具體如下：自適應(yīng)拉格朗日乘子λps用下式表示：λps＝PS×λHEVC其中，λHEVC為HEVC編碼器中的拉格朗日乘數(shù)α為常數(shù)，QP為量化參數(shù)?；诟兄穆适д娲鷥r(jià)函數(shù)J用下式表示：J＝D+R×λps；其中，D為失真度量，R為消耗的碼率。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3