CN110933434A - 一种利用对比度变化调节码率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用对比度变化调节码率的方法，在视频压缩编码前的视频预处理阶段，根据输出码流的大小对对比度进行调节；当对比度压缩时，对比度为0～1，降低图像动态范围；联动调节亮度。本发明在降低码率的同时，减少马赛克出现概率，改善视频观看效果。

Description

一种利用对比度变化调节码率的方法
技术领域
本发明属于视频编码技术领域，具体涉及一种利用对比度变化调节码率的方法。
背景技术
现有视频压缩编码系统，通过QP(量化步长)变化调节输出码率。画面复杂时，提升QP以降低码率，达到输出码率不超过规定码率的目的。提升QP降低码率，会降低编码画质，严重时会出马赛克，影响观看效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种利用对比度变化调节码率的方法，能够与QP调节联合使用，在降低码率的同时，减少马赛克出现概率，改善视频观看效果。
本发明采用以下技术方案：
一种利用对比度变化调节码率的方法，在视频压缩编码前的视频预处理阶段，根据输出码流的大小对对比度进行调节；当对比度压缩时，对比度为0～1，降低图像动态范围；联动调节亮度。
具体的，图像的亮度与对比度的变换关系如下：
y＝kx+b
其中，x为输入亮度，归一化到0～1，y为输出亮度，归一化到0～1，k为对比度，变化范围0～1；b为亮度，变化范围0～1。
进一步的，当图像亮度与对比度不做变换时，k＝1，b＝0，y＝x，输入等于输出。
进一步的，对于压缩编码系统，在每帧压缩图像结构中，加入实际对比度与亮度参数；解码时，根据对比度与亮度复原解码后图像的亮度与对比度，恢复图像动态范围。
具体的，降低图像动态范围时，保持最高亮度不变、最低亮度不变或平均亮度不变。
进一步的，最高亮度不变时，对比度大于等于0.7。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明一种利用对比度变化调节码率的方法，利用对比度变化调节输出码率的原理是，对比度k越小，图像动态范围越窄，输出码流越低。对比度k减小，会降低画面动态范围，减少画面层次，但不会出马赛克。
进一步的，在无需降低码率情况下，选择k＝1，b＝0，保持原有图像亮度及对比度。
进一步的，编码时压缩的对比度，在播放时予以扩展，复原原始视频对比度。
进一步的，在压缩对比度时，亮度可跟随一起调节，亮度调节可选择画面最高亮度/最低亮度/平均亮度不变。
进一步的，对于现有编码系统，k,b无法传递到播放端，即播放端无法恢复原始对比度，此时，选择最高亮度不变，能获得较好的视觉效果。
综上所述，本发明有效减少了马赛克出现概率，改善视频观看效果。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为原始视频截图；
图2为对比度压缩后的视频截图；
图3为对比度提升后的视频截图；
图4为本发明流程图；
图5为压缩编码解码图。
具体实施方式
本发明一种利用对比度变化调节码率的方法，在视频压缩编码前的VPP(视频预处理)阶段进行对比度调节，视输出码流大小决定其调节范围；对比度调节等同于对比度压缩，对比度压缩时，对比度k小于1，降低图像动态范围；此时，可联动调节亮度b，或保持最高亮度不变、最低亮度不变或平均亮度不变。
图像亮度对比度变换公式为：
y＝kx+b
其中，x为输入亮度(归一化到0～1)，y为输出亮度(归一化到0～1)，k为对比度，0～1变化；b为亮度，0～1变化；不做变换时，k＝1，b＝0，y＝x，输入等于输出；
对于未来的压缩编码系统，在每帧压缩图像结构中，加入实际k与b参数；解码时，根据k，b复原解码后图像的亮度与对比度，恢复图像动态范围；
对于现有编码系统，无法额外添加k与b参数；此时，对比度k不小于0.7，且变换公式中亮度b等于1-k。这种方法在变换时，保证最高亮度不变，即使解码端无法恢复图像动态范围，也能达到较优视觉效果。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图2和图3，图1为原始视频的截图，图2是对比度压缩(k＝0.6)时视频截图，从图2能够看出，画面动态范围变窄，最亮部分(车顶)已变灰色，图3是解码器复原原始对比度后的视频截图，从图3能够看出，画面最亮部分(车顶)已恢复到原始亮度。
请参阅图4，采用MEDIASDK软件，将原始视频经过视频处理1(VPP)进行对比度压缩，对比度调整设为0.6(contrast＝0.6)；压缩对比度后的视频经H.264视频压缩编码(ENCODER)，编码采用CQP模式，QP＝25；再经视频解码(DECODER)，解码后的图像，经视频处理2(VPP)做对比度扩展，对比度调整为1.67(contrast＝1.67)，得到0.6压扩图像。
为比较对比度对调节码率作用，按图5的方式，视频经H.264视频压缩编码(ENCODER)，编码采用CQP模式，QP＝25；再经视频解码(DECODER)，得到无压扩图像。
Figure BDA0002277854470000041
Figure BDA0002277854470000051
上表给出了有无对比度调节对视频压缩码率的影响，可以看出，通过对比度0.6压扩的视频，码率降低47.76％，VMAF画质下降1.46，以较低的画质降级，获得较高的码率降低。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种利用对比度变化调节码率的方法，其特征在于，在视频压缩编码前的视频预处理阶段，根据输出码流的大小对对比度进行调节；当对比度压缩时，对比度为0～1，降低图像动态范围；联动调节亮度。
2.根据权利要求1所述的利用对比度变化调节码率的方法，其特征在于，图像的亮度与对比度的变换关系如下：
y＝kx+b
其中，x为输入亮度，归一化到0～1，y为输出亮度，归一化到0～1，k为对比度，变化范围0～1；b为亮度，变化范围0～1。
3.根据权利要求2所述的利用对比度变化调节码率的方法，其特征在于，当图像亮度与对比度不做变换时，k＝1，b＝0，y＝x，输入等于输出。
4.根据权利要求2所述的利用对比度变化调节码率的方法，其特征在于，对于压缩编码系统，在每帧压缩图像结构中，加入实际对比度与亮度参数；解码时，根据对比度与亮度复原解码后图像的亮度与对比度，恢复图像动态范围。
5.根据权利要求1所述的利用对比度变化调节码率的方法，其特征在于，降低图像动态范围时，保持最高亮度不变、最低亮度不变或平均亮度不变。
6.根据权利要求5所述的利用对比度变化调节码率的方法，其特征在于，最高亮度不变时，对比度大于等于0.7。
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