CN105791827A - 一种无线信道的视频编码方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种无线信道的视频编码方法，其中，包括：预处理步骤1，收集典型的图像对，计算典型的图像块运动估计及编码需要的比特数目，根据编码需要的比特数目，对图像块的差异进行分类；实时步骤2，在实时编码时，根据图像块的差异分类，选择适当的运动估计进行编码。本发明的低码率视频编码的方法，在满足一定视频质量的情况下，减少了视频图像编码需要的比特数目，能够很好的适应无线信道的传输。

Description

一种无线信道的视频编码方法
技术领域
本发明涉及一种对视频图像序列进行编码压缩的方法，确切地说，设计一种适合于无线信道传输视频的编码方法。
背景技术
随着3G/4G无线通信技术的迅速普及，在无线信道网络平台上传输语音、数据、图像，成为了新型通信业务的发展动力。由于无线信道相对于有线信道，呈现出完全不同的网络特性；移动终端相对于固定终端，也对通信应用提出了不同的要求，因此，研究无线信道环境中的视频编码技术，具有重要的理论和实践意义。
无线信道的一个重要特点就是无线信道的容量较小，视频在无线信道传输时，必须要满足一定的帧率，如每秒25帧以上，用户才能感觉到视频的连续性。因此，视频要在无线信道中传输，就需要尽量减少视频编码的比特数目。
针对无线信道的传输特性，在H.264/AVC、H.265/HEVC中提出了视频(压缩)编码标准，标准规定了视频编码结果的数据格式和意义，并给出了许多参考的编码技术。但这些技术在需要的计算量和编码质量等方各有优点，具体实现视频编码时，需要针对具体应用场景，对这些技术进行取舍和优化，或者引入新的编码技术，才能开发出实用的编码器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无线信道的视频编码方法，用于解决上述现有技术的问题。
本发明一种无线信道的视频编码方法，其中，包括：拍摄时间在一定时间范围的两幅图像作为图像对，选取多个图像对，对每一个图像对的两幅图像分别划分为多个大小相同的块，对一幅图像的某一块，在另一副图像中确定差异最小的对应的块，在该另一副图像中，搜索与该某一块的第一粗略差别小于指定值的第一区域，计算该第一区域与该对应的块与该某一块的第一详细差异；对各图像的第一详细差异进行编码，并计算编码后的第一比特数；数值相同的该第一比特数分为一类，计算同一类中各图像的第一粗略差别的平均值，并形成查找表；计算实时图像，选择一幅图像作为参考图像，将参考图像和待编码图像划分为多个大小相同的块，对待编码图像中的某一块，确定其在参考图像中对应的块，在参考图像中搜索与待编码图像中的该某一块的第二粗略差别小于指定值的第二区域，计算该第二区域与该参考图像中对应的块的第二位置偏移，以及该待编码图像中的某一块的第二详细差异；对每个第二粗略差别，在该查找表中寻找与该第二粗略差别差异最小的第一粗略差异的平均值,记录对应的平均值的第一比特数，计算该第二位置偏移的第二比特数，计算该平均值的第一比特数与该第二比特数之和；对应的该第二位置偏移和详细差异进行编码。
根据本发明的无线信道的视频编码方法的一实施例，其中，该第一粗略差别为第一区域的每个像素点的灰度值与对应的该一幅图像的该某一块的每个对应像素点的灰度值之差的绝对值求和；该第二粗略差别为第二区域的每个像素点的灰度值与对应的该待编码图像中的该某一块的每个对应像素点的灰度值之差的绝对值求和。
根据本发明的无线信道的视频编码方法的一实施例，其中，该第一详细差异为该一幅图像的该某一块的每个对应像素点的灰度值与对应的该第一区域的每个像素点的灰度值之差的集合；该第二详细差异为该待编码图像中的该某一块的每个对应像素点的灰度值与对应的第二区域的每个像素点的位置之差灰度值的集合。
根据本发明的无线信道的视频编码方法的一实施例，其中，该指定值为图像中块对应的像素个数的整数倍。
根据本发明的无线信道的视频编码方法的一实施例，其中，每幅图像所分的块的大小为n×n个像素。
综上，本发明的一种低码率视频编码的方法，在满足一定视频质量的情况下，减少了视频图像编码需要的比特数目，能够很好的适应无线信道的传输。
附图说明
图1所示为无线信道的视频编码方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图1所示为无线信道的视频编码方法的流程图，如图1所示，无线信道的视频编码方法包括：
预处理步骤1，收集典型的图像对，计算典型的图像块运动估计及编码需要的比特数目，根据编码需要的比特数目，对图像块的差异进行分类；
实时步骤2，在实时编码时，根据图像块的差异分类，选择适当的运动估计进行编码。
步骤1中具体包括：
步骤11，收集图像块差异。选择图像对(Pi1,Pi2)，例如Pi1,Pi2两幅图像拍摄间隔时间在1秒以内，例如连续的两幅图是40毫秒间隔。其中，Pi1称为参考图像，Pi2相对Pi1有运动偏移，Pi1和Pi2的大小都为M×N像素，例如704×576；将Pi1和Pi2划分为若干大小相同的块，每块大小为n×n个像素，例如8×8个像素，如果M×N不是n×n的整数倍，则忽略非整数倍的块；对Pi2中的某一块Bj2，其在Pi1中对应的块为Bj1，在Pi1中Bj1所在位置附近，搜索与Bj2粗略差别δk小于指定值θ(例如，256，8X8的倍数)的相应区域R，记录这个区域R与Bj1的位置偏移Ok和与Bj2的详细差异Δk；对于每块的8×8个像素，分辨用垂直方向的区域R与Bj2的每个像素点分别用(0，0)到(7,7)表示，Bj2(0,0)表示块Bj2的像素点(0,0)的灰度值，R(0,0)表示区域R的像素点(0,0)的灰度值，粗略差别δk的计算方法为：δk＝|Bj2(0,0)-R(0,0)|+…+|Bj2(0,1)}-R(0,1)|+…+|Bj2(0,7)-R(0,7)|+|Bj2(1,0)-R(1,0)|+…+|Bj2(7,7)-R(7,7)|，详细差异Δk的计算方法为：Δk＝{Bj2(0,0)-R(0,0),Bj2(0,1)-R(0,1),…,Bj2(7,7)-R(7,7)}，即灰度的向量集合。
步骤12，对图像块详细差异进行编码。按照常规的方法，对详细差异Δk进行编码，例如，对系数量化后，进行离散预先变换，对变化后得到的系数进行编码。计算编码后的比特数目Bk，形成(Δk,Bk)对；
步骤13，对图像块差异进行分类。对于数值相同的Bk，对相同的Bk计算对应的多个δk的平均差异δ’k,δ’k＝(δk1+δk2+…+δkT)/T，记录(δ’k,Bk)，T为块的数量，并形成相应的查找表，每一类在表中只有一个平均差异。
步骤2包括：
步骤21，计算实时图像块差异。将参考图像P1和待编码图像P2划分为若干大小相同的块，每块大小为n×n个像素，例如8×8；对P2中的某一块B2，其在P1中对应的块为B1，在P1中B1所在位置附近，搜索与B2粗略差别δk小于指定值θ(例如，256)的相应区域R，记录这个区域R与B1的位置偏移Ok(Ok为待编码图像相对参考图像的偏移，表示为像素的坐标偏移)和与B2的详细差异Δk；
步骤22，估计图像差异编码需要的比特数目。对每个δk，寻找与δk差异最小的δ’k,记录对应的Bk，Bk加上Ok的编码比特数目，得到B’k，记录(δk,B’k)；
步骤23，根据步骤22进行编码。选择最小的B’k对应的δk、Δk和Ok，对Δk和Ok进行实际编码，例如，对系数量化后，进行离散预先变换，对变化后得到的系数进行编码。
综上，本发明的一种低码率视频编码的方法，在满足一定视频质量的情况下，减少了视频图像编码需要的比特数目，能够很好的适应无线信道的传输。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种无线信道的视频编码方法，其特征在于，
拍摄时间在一定时间范围的两幅图像作为图像对，选取多个图像对，对每一个图像对的两幅图像分别划分为多个大小相同的块，对一幅图像的某一块，在另一副图像中确定差异最小的对应的块，在该另一副图像中，搜索与该某一块的第一粗略差别小于指定值的第一区域，计算该第一区域与该对应的块与该某一块的第一详细差异；
对各图像的第一详细差异进行编码，并计算编码后的第一比特数；
数值相同的该第一比特数分为一类，计算同一类中各图像的第一粗略差别的平均值，并形成查找表；
计算实时图像，选择一幅图像作为参考图像，将参考图像和待编码图像划分为多个大小相同的块，对待编码图像中的某一块，确定其在参考图像中对应的块，在参考图像中搜索与待编码图像中的该某一块的第二粗略差别小于指定值的第二区域，计算该第二区域与该参考图像中对应的块的第二位置偏移，以及该待编码图像中的某一块的第二详细差异；
对每个第二粗略差别，在该查找表中寻找与该第二粗略差别差异最小的第一粗略差异的平均值,记录对应的平均值的第一比特数，计算该第二位置偏移的第二比特数，计算该平均值的第一比特数与该第二比特数之和；
对应的该第二位置偏移和详细差异进行编码。
2.如权利要求1所述的无线信道的视频编码方法，其特征在于，该第一粗略差别为第一区域的每个像素点的灰度值与对应的该一幅图像的该某一块的每个对应像素点的灰度值之差的绝对值求和；该第二粗略差别为第二区域的每个像素点的灰度值与对应的该待编码图像中的该某一块的每个对应像素点的灰度值之差的绝对值求和。
3.如权利要求1所述的无线信道的视频编码方法，其特征在于，该第一详细差异为该一幅图像的该某一块的每个对应像素点的灰度值与对应的该第一区域的每个像素点的灰度值之差的集合；该第二详细差异为该待编码图像中的该某一块的每个对应像素点的灰度值与对应的第二区域的每个像素点的位置之差灰度值的集合。
4.如权利要求1所述的无线信道的视频编码方法，其特征在于，该指定值为图像中块对应的像素个数的整数倍。
5.如权利要求1所述的无线信道的视频编码方法，其特征在于，每幅图像所分的块的大小为n×n个像素。
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