本發(fā)明屬于多媒體處理和流媒體傳輸，涉及一種用于播放碼流質(zhì)量實(shí)時(shí)優(yōu)化的方法。

背景技術(shù)：

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和多媒體應(yīng)用的快速發(fā)展，視頻內(nèi)容已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠帧Ｈ欢?在視頻流媒體傳輸過程中，由于網(wǎng)絡(luò)帶寬限制、數(shù)據(jù)壓?縮算法的損失以及終端設(shè)備處理能力的差異等因素的影響，用戶在觀看視頻時(shí)往?往會(huì)遇到圖像質(zhì)量不佳的問題。

2、現(xiàn)有技術(shù)中的問題主要體現(xiàn)以下幾個(gè)方面：

3、（1）視頻壓縮與編碼：為了適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和節(jié)省帶寬資源，視頻通常需要經(jīng)過不同程度的壓縮。當(dāng)前廣泛使用的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)如h.264/avc?、?h.265/hevc?等，通過預(yù)測(cè)編碼、變換編碼、量化和熵編碼等一系列技術(shù)來?減少視頻的數(shù)據(jù)量。雖然這些方法能夠有效地降低帶寬需求，但過度壓縮往往會(huì)導(dǎo)致視頻信號(hào)中出現(xiàn)偽影或塊效應(yīng)、振鈴效應(yīng)以及蚊式噪聲等視覺失真現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了觀看體驗(yàn)。

4、（2）色彩信息編碼：部分視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于色彩信息的支持有限，特別是在低比特率下，視頻中的顏色層次感可能會(huì)變得單一貧乏，無(wú)法真實(shí)再現(xiàn)原始場(chǎng)景的色彩細(xì)節(jié)。這不僅降低了視頻的整體觀感，也影響了對(duì)特定內(nèi)容的理解和欣賞。例如，在一些專業(yè)領(lǐng)域如藝術(shù)展示、醫(yī)學(xué)影像分析中，色彩準(zhǔn)確性和豐富度是至關(guān)重要的。

5、（3）去噪算法：為了解決因壓縮或信號(hào)干擾造成的圖像質(zhì)量問題，業(yè)界開發(fā)了多種去噪算法，包括維納濾波、小波變換及基于深度學(xué)習(xí)的方法等。這些算法能夠在一定程度上去除畫面中的噪聲元素。但是，傳統(tǒng)的去噪算法可能在去除噪聲的同時(shí)破壞有用的圖像特征，導(dǎo)致邊緣模糊或其他視覺效果的損失。此外，復(fù)雜的去噪過程也可能帶來較高的計(jì)算成本。

6、（4）超分辨率技術(shù)：超分辨率技術(shù)旨在通過算法增強(qiáng)視頻幀的分辨率，以提供更清晰細(xì)膩的畫面?，F(xiàn)有的超分辨率方法涵蓋了從傳統(tǒng)的插值算法到最新的基于深度學(xué)習(xí)的技術(shù)。盡管這些技術(shù)能夠顯著提升圖像清晰度，但它們通常要求較強(qiáng)的計(jì)算能力和較長(zhǎng)的處理時(shí)間，尤其是在移動(dòng)設(shè)備上運(yùn)行時(shí)，這可能導(dǎo)致播放延遲或增加能耗。

7、綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)雖然在一定程度上解決了視頻質(zhì)量和用戶體驗(yàn)的問題，但仍存在不足之處。因此，提供一種既能有效解決現(xiàn)有視頻質(zhì)量問題又能靈活適應(yīng)各種應(yīng)用場(chǎng)景需求的技術(shù)方案顯得尤為必要。本發(fā)明正是基于這樣的背景提出的一種創(chuàng)新性的視頻播放碼流質(zhì)量實(shí)時(shí)優(yōu)化方法，通過綜合運(yùn)用頻域分析、自適應(yīng)去噪、自適應(yīng)超分辨率等多項(xiàng)技術(shù)，為用戶提供更為優(yōu)質(zhì)的視聽享受。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用于播放碼流質(zhì)量實(shí)時(shí)優(yōu)化的方法，本方法通過視頻幀的預(yù)處理、噪聲去除、色彩評(píng)估和超分辨率處理來提升視頻播放過程中的圖像質(zhì)量和用戶體驗(yàn)。該方法能夠有效應(yīng)對(duì)包括噪聲/壓縮失真、色彩豐富度不足以及視覺體驗(yàn)差等問題。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：本發(fā)明提供了一種用于播放碼流質(zhì)量實(shí)時(shí)優(yōu)化的方法，包括以下模塊，

2、在碼流播放過程中，預(yù)處理模塊對(duì)實(shí)時(shí)視頻幀進(jìn)行解碼，通過頻域分析方法獲取噪聲強(qiáng)度，對(duì)視頻幀進(jìn)行噪聲等級(jí)劃分，并發(fā)送給去噪聲模塊；

3、去噪聲模塊對(duì)視頻幀進(jìn)行去噪處理，并發(fā)送給色彩評(píng)估模塊；

4、色彩評(píng)估模塊對(duì)視頻進(jìn)行色彩豐富度評(píng)估，并發(fā)送給超分辨率模塊；

5、超分辨率模塊根據(jù)視頻幀的色彩豐富度評(píng)估結(jié)果，進(jìn)行自適應(yīng)超分辨率處理，并發(fā)送給顯示模塊；

6、顯示模塊將視頻幀展示在用戶界面。

7、優(yōu)選的，預(yù)處理模塊對(duì)視頻幀進(jìn)行二維傅里葉變換獲取頻域圖，使用頻域分析方法提取視頻幀的高頻成分；計(jì)算視頻幀高頻成分的能量值；如果高頻部分的能量值高于預(yù)設(shè)閾值，則判定當(dāng)前視頻幀具備明顯噪聲；如果高頻部分的能量值低于預(yù)設(shè)閾值，則判定當(dāng)前視頻幀不具備明顯噪聲。

8、優(yōu)選的，去噪聲模塊對(duì)具備明顯噪聲的視頻幀，采用去噪聲算法輕量級(jí)?pmrid?網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)視頻幀進(jìn)行去噪聲處理；對(duì)于不具備明顯噪聲的視頻幀，不進(jìn)行處理。

9、優(yōu)選的，基于色彩熵判斷顏色豐富度，色彩評(píng)估模塊將視頻幀分割成多個(gè)子塊，每個(gè)子塊設(shè)置為固定大小；對(duì)于每一劃分子塊，計(jì)算色彩熵值；如果色彩熵值高于預(yù)設(shè)閾值，則判定當(dāng)前子塊為高色彩熵子塊；如果色彩熵值低于預(yù)設(shè)閾值，則判定當(dāng)前子塊為低色彩熵子塊。

10、優(yōu)選的，超分辨率模塊對(duì)視頻幀劃分子塊進(jìn)行自適應(yīng)的超分辨率處理；對(duì)于高色彩熵子塊，通過輕量級(jí)超分辨率模型espcn?網(wǎng)絡(luò)模型方法進(jìn)行超分辨率處理；對(duì)于低色彩熵子塊，執(zhí)行傳統(tǒng)超分辨率技術(shù)雙三次插值進(jìn)行超分辨率處理；處理后將不同子塊按原有位置進(jìn)行映射拼接，發(fā)送給顯示模塊。

11、本發(fā)明的有益效果是：

12、本發(fā)明方法通過在視頻播放過程中對(duì)視頻幀進(jìn)行一系列自適應(yīng)處理來?提升圖像質(zhì)量和用戶體驗(yàn)，包括但不限于預(yù)處理、噪聲檢測(cè)與去噪、色彩豐富度評(píng)估及自適應(yīng)超分辨率處理等步驟。適用于在線視頻直播、點(diǎn)播服務(wù)以及其他需要高質(zhì)量視頻傳輸?shù)膽?yīng)用場(chǎng)景。通過結(jié)合用戶反饋機(jī)制和系統(tǒng)資源狀況的動(dòng)態(tài)調(diào)整策略，本發(fā)明能夠有效平衡視頻質(zhì)量提升與資源消耗之間的關(guān)系，在確保流暢?播放的同時(shí)提供更優(yōu)質(zhì)的視覺享受。

13、本發(fā)明的有益效果在于它結(jié)合了先進(jìn)的圖像處理技術(shù)和自適應(yīng)策略，能夠在保持高效運(yùn)行的前提下顯著改善視頻播放質(zhì)量。此外，通過引入用戶互動(dòng)環(huán)節(jié)進(jìn)一步提升了個(gè)性化服務(wù)水平，使得整個(gè)解決方案更加貼合實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景需求。適用于在線直播、點(diǎn)播服務(wù)等多種多媒體傳輸場(chǎng)合。

技術(shù)特征：

1.一種用于播放碼流質(zhì)量實(shí)時(shí)優(yōu)化的方法，其特征在于，包括以下模塊，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于播放碼流質(zhì)量實(shí)時(shí)優(yōu)化的方法，其特征在于，預(yù)處理模塊對(duì)視頻幀進(jìn)行二維傅里葉變換獲取頻域圖，使用頻域分析方法提取視頻幀的高頻成分；計(jì)算視頻幀高頻成分的能量值；如果高頻部分的能量值高于預(yù)設(shè)閾值，則判定當(dāng)前視頻幀具備明顯噪聲；如果高頻部分的能量值低于預(yù)設(shè)閾值，則判定當(dāng)前視頻幀不具備明顯噪聲。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于播放碼流質(zhì)量實(shí)時(shí)優(yōu)化的方法，其特征在于，去噪聲模塊對(duì)具備明顯噪聲的視頻幀，采用去噪聲算法輕量級(jí)?pmrid?網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)視頻幀進(jìn)行去噪聲處理；對(duì)于不具備明顯噪聲的視頻幀，不進(jìn)行處理。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于播放碼流質(zhì)量實(shí)時(shí)優(yōu)化的方法，其特征在于，基于色彩熵判斷顏色豐富度，色彩評(píng)估模塊將視頻幀分割成多個(gè)子塊，每個(gè)子塊設(shè)置為固定大?。粚?duì)于每一劃分子塊，計(jì)算色彩熵值；如果色彩熵值高于預(yù)設(shè)閾值，則判定當(dāng)前子塊為高色彩熵子塊；如果色彩熵值低于預(yù)設(shè)閾值，則判定當(dāng)前子塊為低色彩熵子塊。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于播放碼流質(zhì)量實(shí)時(shí)優(yōu)化的方法，其特征在于，超分辨率模塊對(duì)視頻幀劃分子塊進(jìn)行自適應(yīng)的超分辨率處理；對(duì)于高色彩熵子塊，通過輕量級(jí)超分辨率模型espcn?網(wǎng)絡(luò)模型方法進(jìn)行超分辨率處理；對(duì)于低色彩熵子塊，執(zhí)行傳統(tǒng)超分辨率技術(shù)雙三次插值進(jìn)行超分辨率處理；處理后將不同子塊按原有位置進(jìn)行映射拼接，發(fā)送給顯示模塊。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的用于播放碼流質(zhì)量實(shí)時(shí)優(yōu)化的方法，其特征在于，方法還包括用戶反饋機(jī)制，該機(jī)制能夠收集用戶的視覺體驗(yàn)反饋，并根據(jù)反饋調(diào)整質(zhì)量?jī)?yōu)化流程中的噪聲閾值與色彩熵閾值，并選擇是否打開去噪聲處理與超分辨率處理的開關(guān)，以達(dá)到更佳的用戶體驗(yàn)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的用于播放碼流質(zhì)量實(shí)時(shí)優(yōu)化的方法，其特征在于，方法還包括動(dòng)態(tài)調(diào)整處理流程，當(dāng)檢測(cè)到系統(tǒng)資源緊張或處理時(shí)延較長(zhǎng)時(shí)，會(huì)對(duì)當(dāng)前視頻幀簡(jiǎn)化處理流程，一律采用傳統(tǒng)超分辨率技術(shù)進(jìn)行超分辨率處理，以減少資源占用。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于播放碼流質(zhì)量實(shí)時(shí)優(yōu)化的方法，其特征在于，頻域分析方法步驟依次包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于播放碼流質(zhì)量實(shí)時(shí)優(yōu)化的方法，其特征在于，色彩評(píng)估模塊對(duì)去噪視頻幀進(jìn)行子塊拆分，設(shè)置固定子塊大小為?16×16，?對(duì)于每個(gè)子塊，實(shí)施色彩熵計(jì)算，具體公式如下：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于播放碼流質(zhì)量實(shí)時(shí)優(yōu)化的方法，涉及多媒體處理和流媒體傳輸技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括在碼流播放過程中，預(yù)處理模塊對(duì)實(shí)時(shí)視頻幀進(jìn)行解碼，通過頻域分析方法獲取噪聲強(qiáng)度，對(duì)視頻幀進(jìn)行噪聲等級(jí)劃分；去噪聲模塊通過輕量級(jí)去噪聲方法，對(duì)視頻幀進(jìn)行去噪處理；色彩評(píng)估模塊通過色彩豐富評(píng)估方法，對(duì)視頻幀進(jìn)行色彩豐富等級(jí)劃分；超分辨率模塊通過不同超分辨率技術(shù)，對(duì)不同色彩豐富等級(jí)視頻幀進(jìn)行超分辨率處理；顯示模塊將經(jīng)過超分辨率處理的視頻幀展示在用戶界面。本發(fā)明的播放碼流質(zhì)量實(shí)時(shí)優(yōu)化方法能夠自適應(yīng)地識(shí)別噪聲問題并提升視頻的分辨率，顯著提高直播視頻的質(zhì)量和用戶體驗(yàn)，同時(shí)保持較低的計(jì)算復(fù)雜度，確保實(shí)時(shí)處理能力。

技術(shù)研發(fā)人員：石達(dá),趙魯波,李新光
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東浪潮超高清視頻產(chǎn)業(yè)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2