CN111586411B - 一种低对比度视频编码方法、系统及设备 - Google Patents

一种低对比度视频编码方法、系统及设备 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种低对比度视频编码方法、系统和设备。本发明方法首先通过低对比度检测,区分视频为低对比度图像帧及非低对比度图像帧;然后根据人眼对不同类低对比度图像的不同敏感性,设计量化调整策略。通过这种后续量化调整策略的设计,可实现码率依据对比度进行二次调整,即达到对于低对比度的图像分配较少的码率,将该部分节约的码率分配到对视频图像主观效果、率失真性能提升敏感的部分。最终,达到编码器对带缺陷视频片段片源编码在率失真性能、主观效果的优化实现。

Description

一种低对比度视频编码方法、系统及设备
技术领域
本发明涉及视频编码技术领域,尤其涉及一种低对比度视频编码方法、系统及设备。
背景技术
实际编码中,会遇到有固有视觉缺陷的片源,如不利光源条件下采集的视频片段,就常会出现视觉分辨率低的问题。这样,对编码器来说,它的原始片源就具有缺陷性。此时,若采用没有考虑此类问题的常规编码方法,对缺陷视频片段分配较大的码率,一方面,不能提升视频图像的主观效果,另一方面在低码率下还会进一步加剧总体码率不够的矛盾。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种低对比度视频编码方法、系统及设备,旨在解决现有技术常规编码方法未考虑低分辨率固有视觉缺陷片源的特点,对缺陷视频片段分配较大的码率,导致效果不佳、总体码率不够的问题。
本发明实施例的第一目的在于提供一种低对比度视频编码方法,所述方法包括:
Step1,如果当前帧的块划分模式类别总数大于门限阈值,则进入Step2;否则,采用常规编码方法对当前帧进行编码;
Step2,对当前视频进行低对比度检测,设置对比度标识符;
Step3,根据对比度标识符,对非低对比度图像帧采用常规编码方法进行编码;对低对比度图像帧,根据人眼对不同类低对比度图像的不同敏感性,进行细分类帧层量化参数调整,利用调整后的帧层量化参数对当前帧进行编码。
本发明实施例的第二目的在于提供一种量化参数调整编码方法,,所述方法包括:
计算当前帧修正帧层量化参数增量值ΔQPm
具体为:如果
Figure BDA0002478753320000021
Figure BDA0002478753320000022
否则如果当前帧的前一个播放帧存在,则计算
Figure BDA0002478753320000023
并记上述
Figure BDA0002478753320000024
对应的k值为
Figure BDA0002478753320000025
否则,
Figure BDA0002478753320000026
其中,
Figure BDA0002478753320000027
表示
Figure BDA0002478753320000028
对应的k值,
Figure BDA0002478753320000029
表示当前帧的前一个播放帧亮度分布的最大值;
Figure BDA00024787533200000210
初始值为-1;ΔQPm为修正帧层量化参数增量值;
Figure BDA00024787533200000211
表示当前帧的前一个播放帧第i行第j列像素的亮度值;k1,k2,k3,k4分别为第一、第二、第三、第四量化增量调节参数,
Figure BDA00024787533200000212
const1,const2,表示量化参数增量下限常量、上限常量,>>右位移运算;对比度标识符note=1表示低对比度且总体亮度低图像类;对比度标识符note=-1表示低对比度且总体亮度高图像类;
计算当前帧修正帧层量化参数QPm;QPm=clip(QP+ΔQPm,QPmin,QPmax);
其中,
Figure BDA00024787533200000213
QPmin为编码器设定最小量化参数;QPmax为编码器设定的最大量化参数;QP为率控模块输出的当前帧帧层量化参数;
利用所述修正帧层量化参数QPm对当前帧进行编码。
本发明实施例的第三目的在于提供一种低对比度视频编码系统。所述系统包括:
门限阈值判断处理模块,用于判断如果当前帧的块划分模式类别总数大于门限阈值,则进入低对比度检测装置;否则,进入常规编码模块;
低对比度检测装置,用于对当前视频进行低对比度检测,设置对比度标识符;
编码方式选择模块,用于据对比度标识符,对非低对比度图像帧采用常规编码模块进行编码;对低对比度图像帧,采用量化调整编码装置进行编码;
量化调整编码装置,用于即根据人眼对不同类低对比度图像的不同敏感性,进行细分类帧层量化参数调整,然后利用调整后的帧层量化参数进行编码;
常规编码模块,用于采用常规编码方法对当前帧进行编码。
本发明实施例的第三目的在于提供一种设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可被在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现所述低对比度视频编码方法的步骤。
本发明实施例的第四目的在于提供一种量化参数调整编码装置,其特征在于,所述装置包括:
量化参数增量值计算模块,用于计算当前帧修正帧层量化参数增量值ΔQPm
具体为:如果
Figure BDA0002478753320000031
Figure BDA0002478753320000032
否则如果当前帧的前一个播放帧存在,则计算
Figure BDA0002478753320000033
并记上述
Figure BDA0002478753320000034
对应的k值为
Figure BDA0002478753320000035
否则,
Figure BDA0002478753320000036
其中,
Figure BDA0002478753320000037
表示
Figure BDA0002478753320000038
对应的k值,
Figure BDA0002478753320000039
表示当前帧的前一个播放帧亮度分布的最大值;
Figure BDA00024787533200000310
初始值为-1;ΔQPm为修正帧层量化参数增量值;
Figure BDA00024787533200000311
表示当前帧的前一个播放帧第i行第j列像素的亮度值;k1,k2,k3,k4分别为第一、第二、第三、第四量化增量调节参数,
Figure BDA00024787533200000312
const1,const2,表示量化参数增量下限常量、上限常量,>>右位移运算;对比度标识符note=1表示低对比度且总体亮度低图像类;对比度标识符note=-1表示低对比度且总体亮度高图像类;
量化参数计算模块,用于计算当前帧修正帧层量化参数QPm
QPm=clip(QP+ΔQPm,QPmin,QPmax);
其中,
Figure BDA00024787533200000313
QPmin为编码器设定最小量化参数;QPmax为编码器设定的最大量化参数;QP为率控模块输出的当前帧帧层量化参数;
量化调整编码模块,用于利用所述修正帧层量化参数QPm对当前帧进行编码。
本发明实施例的第五目的在于提供一种设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可被在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现所述低对比度视频编码方法的步骤。
本发明实施例的第六目的在于提供一种设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可被在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现所述量化参数调整编码方法的步骤。
本发明的有益效果
本发明提出一种低对比度视频编码方法、系统和设备。本发明方法首先通过低对比度检测,区分视频为低对比度图像帧及非低对比度图像帧;然后根据人眼对不同类低对比度图像的不同敏感性,设计量化调整策略。通过这种后续量化调整策略的设计,可实现码率依据对比度进行二次调整,即达到对于低对比度的图像分配较少的码率,将该部分节约的码率分配到对视频图像主观效果、率失真性能提升敏感的部分。最终,达到编码器对带缺陷视频片段片源编码在率失真性能、主观效果的优化实现。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种低对比度视频编码方法流程图;
图2是本发明实施例提供的一种低对比度检测方法流程图;
图3是本发明实施例提供的一种量化参数调整编码方法流程图;
图4是本发明实施例提供的一种低对比度视频编码系统结构图;
图5是本发明实施例提供的一种低对比度检测装置结构图;
图6是本发明实施例提供的一种量化参数调整编码装置结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图和实施例,对本发明进行进一步详细说明,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分。应当理解,此处所描写的具体实施例,仅仅用于解释本发明,并不用以限制本发明,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据本发明实施例获得其他的等同实施例。
本发明提出一种低对比度视频编码方法、系统和设备。本发明方法首先通过低对比度检测,区分视频为低对比度图像帧及非低对比度图像帧;然后根据人眼对不同类低对比度图像的不同敏感性,设计量化调整策略。通过这种后续量化调整策略的设计,可实现码率依据对比度进行二次调整,即达到对于低对比度的图像分配较少的码率,将该部分节约的码率分配到对视频图像主观效果、率失真性能提升敏感的部分。最终,达到编码器对带缺陷视频片段片源编码在率失真性能、主观效果的优化实现。
图1是本发明实施例提供的一种低对比度视频编码方法流程图;所述方法包括:
Step1,如果当前帧的块划分模式类别总数大于门限阈值,则进入Step2;否则,采用常规编码方法对当前帧进行编码,然后进入Step4。
所述块划分模式根据块的尺寸大小进行分类,一种划分尺寸对应一个块划分模式类别;当前帧块的划分可使用常规的基于纹理复杂度分类的图像处理法。
可选地,Step1之前还包括步骤Step0,
Step0,预先为当前帧赋初值;
具体为:令当前帧为当前视频第一帧;
Step2,对当前视频进行低对比度检测,设置对比度标识符;
所述对比度标识符各数值对应的含义由用户设置,本发明实施例中,对比度标识符为第一数值表示低对比度且总体亮度低图像类;对比度标识符为第二数值表示低对比度且总体亮度高图像类;对比度标识符为第三数值表示非低对比度图像类;
譬如,在具体实施例中,可设第一数值为1,第二数值为-1,第三数值为0;可以理解的是,对比度标识符也可以是其他数值,不同的数值对应不同的对比度分类;
图2是本发明实施例提供的一种低对比度检测方法流程图;包括:
S21:为对比度标识符note赋初值;
具体为:对比度标识符note赋初值为0;
S22:计算当前帧亮度分布f(k);
f(k)=sum(pixy(i,j)=k),0≤k<2N-1
其中,f(k)表示当前帧亮度分布;pixy(i,j)表示当前帧第i行第j列像素的亮度值;sum()表示求和运算;N表示当前视频每个像素比特精度。
S23:获取所述当前帧亮度分布f(k)的最大值fmax,并记fmax对应的k值为kmax
fmax=max(f(k)|0≤k<2N-1);
S24:根据所述当前帧亮度分布f(k)和kmax,设置对比度标识符;
具体为:如果std(f(k)|0≤k<2N-1)<Thres1且kmax<Thres2,则令对比度标识符为第一数值;否则如果std(f(k)|0≤k<2N-1)<Thres1且kmax>Thres3,则令对比度标识符为第二数值;否则令对比度标识符为第三数值。
其中,std()、max()分别表示求均方差、求最大值运算;Thres1、Thres2、Thres3分别表示第一、第二、第三阈值,一般可选Thres1<30、0<Thres2<50、2N-50<Thres3<2N-1。
Step3,根据对比度标识符,对非低对比度图像帧采用常规编码方法进行编码;对低对比度图像帧,根据人眼对不同类低对比度图像的不同敏感性,进行细分类帧层量化参数调整,利用调整后的帧层量化参数进行编码;
具体为:若对比度标识符为第三数值,则采用常规编码方法对当前帧进行编码;若对比度标识符不为第三数值(对比度标识符为第二数值或第三数值),则采用量化参数调整编码方法对当前帧进行编码(即根据人眼对不同类低对比度图像的不同敏感性,对当前帧进行细分类帧层量化参数调整,然后利用调整后的帧层量化参数对当前帧进行编码);
图3是本发明实施例提供的一种量化参数调整编码方法流程图;包括:
步骤A1:计算当前帧修正帧层量化参数增量值ΔQPm
具体为:如果
Figure BDA0002478753320000061
Figure BDA0002478753320000062
否则如果当前帧的前一个播放帧存在,则计算
Figure BDA0002478753320000063
并记上述
Figure BDA0002478753320000064
对应的k值为
Figure BDA0002478753320000065
否则,
Figure BDA0002478753320000066
其中,
Figure BDA0002478753320000067
表示
Figure BDA0002478753320000068
对应的k值,
Figure BDA0002478753320000069
表示当前帧的前一个播放帧亮度分布的最大值;
Figure BDA00024787533200000610
初始值为-1;ΔQPm为修正帧层量化参数增量值;
Figure BDA00024787533200000611
表示当前帧的前一个播放帧第i行第j列像素的亮度值;k1,k2,k3,k4分别为第一、第二、第三、第四量化增量调节参数,一般
Figure BDA00024787533200000612
const1,const2,表示量化参数增量下限常量、上限常量,>>右位移运算。
步骤A2:计算当前帧修正帧层量化参数QPm
QPm=clip(QP+ΔQPm,QPmin,QPmax);
其中,
Figure BDA0002478753320000071
QPmin为编码器设定最小量化参数;QPmax为编码器设定的最大量化参数;QP为率控模块输出的当前帧帧层量化参数;
步骤A3:利用所述修正帧层量化参数QPm对当前帧进行编码;
所述对当前帧进行编码采用常规的编码方法,在此不再赘述。
可选地,本发明实施例中,若当前视频存在未编码的帧,则令
Figure BDA0002478753320000072
然后设置当前帧为未进行编码的帧中具有最小编码序号的帧,然后
判断若当前帧为I帧或者numI>ThresI,则重回Step1;否则进入Step3。
其中,ThresI表示I块门限阈值,一般ThresI>0.8*numb;numb、numI表示当前帧块的数量、当前帧I块数量。
可选地,本发明实施例中,若当前视频不存在未编码的帧,则结束。
对应于上文实施例所述的一种低对比度视频编码方法,图4是本发明实施例提供的一种低对比度视频编码系统结构图。所述系统包括:
门限阈值判断处理模块,用于判断如果当前帧的块划分模式类别总数大于门限阈值,则进入低对比度检测装置;否则,进入常规编码模块;
所述块划分模式根据块的尺寸大小进行分类,一种划分尺寸对应一个块划分模式类别;当前帧块的划分可使用常规的基于纹理复杂度分类的图像处理法。
低对比度检测装置,用于对当前视频进行低对比度检测,设置对比度标识符;
所述对比度标识符各数值对应的含义由用户设置,用于标识对比度分类;
本发明实施例中,对比度标识符为第一数值表示低对比度且总体亮度低图像类;对比度标识符为第二数值表示低对比度且总体亮度高图像类;对比度标识符为第三数值表示非低对比度图像类;
譬如,在具体实施例中,可设第一数值为1,第二数值为-1,第三数值为0;
编码方式选择模块,用于据对比度标识符,对非低对比度图像帧采用常规编码模块进行编码;对低对比度图像帧,采用量化调整编码装置进行编码;
量化调整编码装置,用于即根据人眼对不同类低对比度图像的不同敏感性,进行细分类帧层量化参数调整,然后利用调整后的帧层量化参数进行编码;
常规编码模块,用于采用常规编码方法对当前帧进行编码;
可选地,具体在实施例中,所述低对比度视频编码系统还包括:当前帧赋初值模块,与门限阈值判断处理模块相连,用于预先为当前帧赋初值;
具体为:令当前帧为当前视频第一帧;
可选地,具体在实施例中,所述低对比度视频编码系统还包括:
第一判断处理模块,与量化调整编码装置和常规编码装置相连,用于判断当前视频是否存在未编码的帧,若是,则令
Figure BDA0002478753320000081
然后设置当前帧为未进行编码的帧中具有最小编码序号的帧,然后进入第二判断处理模块;否则,结束。
其中,
Figure BDA0002478753320000082
表示
Figure BDA0002478753320000083
对应的k值,
Figure BDA0002478753320000084
表示当前帧的前一个播放帧亮度分布的最大值;kmax表示fmax对应的k值,fmax表示当前帧亮度分布的最大值;
第二判断处理模块,用于判断若当前帧为I帧或者numI>ThresI,则重回门限阈值判断处理模块;否则进入编码方式选择模块。
其中,ThresI表示I块门限阈值,一般ThresI>0.8*numb;numb、numI表示当前帧块的数量、当前帧I块数量。
进一步地,图5是本发明实施例提供的一种低对比度检测装置结构图;所述低对比度检测装置包括:
对比度标识符赋初值模块,用于为对比度标识符note赋初值;
具体为:对比度标识符note赋初值为0;
亮度分布计算模块,用于计算当前帧亮度分布f(k);
f(k)=sum(pixy(i,j)=k),0≤k<2N-1
其中,f(k)表示当前帧亮度分布;pixy(i,j)表示当前帧第i行第j列像素的亮度值;sum()表示求和运算;N表示当前视频每个像素比特精度。
K值获取模块,用于获取所述当前帧亮度分布f(k)的最大值fmax,并记fmax对应的k值为kmax;fmax=max(f(k)|0≤k<2N-1);
对比度标识符设置模块,用于根据所述当前帧亮度分布f(k)和kmax,设置对比度标识符;
具体为:如果std(f(k)|0≤k<2N-1)<Thres1且kmax<Thres2,则令对比度标识符为第一数值;否则如果std(f(k)|0≤k<2N-1)<Thres1且kmax>Thres3,则令对比度标识符为第二数值;否则令令对比度标识符为第三数值。
其中,std()、max()分别表示求均方差、求最大值运算;Thres1、Thres2、Thres3分别表示第一、第二、第三阈值,一般可选Thres1<30、0<Thres2<50、2N-50<Thres3<2N-1。
进一步地,图6是本发明实施例提供的一种量化参数调整编码装置结构图。所述量化参数调整编码装置包括:
量化参数增量值计算模块,用于计算当前帧修正帧层量化参数增量值ΔQPm
具体为:如果
Figure BDA0002478753320000091
Figure BDA0002478753320000092
否则如果当前帧的前一个播放帧存在,则计算
Figure BDA0002478753320000093
并记上述
Figure BDA0002478753320000094
对应的k值为
Figure BDA0002478753320000095
否则,
Figure BDA0002478753320000096
其中,
Figure BDA0002478753320000097
表示
Figure BDA0002478753320000098
对应的k值,
Figure BDA0002478753320000099
表示当前帧的前一个播放帧亮度分布的最大值;
Figure BDA00024787533200000910
初始值为-1;ΔQPm为修正帧层量化参数增量值;
Figure BDA00024787533200000911
表示当前帧的前一个播放帧第i行第j列像素的亮度值;k1,k2,k3,k4分别为第一、第二、第三、第四量化增量调节参数,一般
Figure BDA00024787533200000912
const1,const2,表示量化参数增量下限常量、上限常量,>>右位移运算。
量化参数计算模块,用于计算当前帧修正帧层量化参数QPm
QPm=clip(QP+ΔQPm,QPmin,QPmax);
其中,
Figure BDA00024787533200000913
QPmin为编码器设定最小量化参数;QPmax为编码器设定的最大量化参数;QP为率控模块输出的当前帧帧层量化参数;
量化调整编码模块,用于利用所述修正帧层量化参数QPm对当前帧进行编码;
所述对当前帧进行编码采用常规的编码方法,在此不再赘述。
本发明实施例还提供的一种终端设备,该实施例的终端设备包括:处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可被在所述处理器上运行的计算机程序。所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种低对比度视频编码方法实施例中的步骤,或者,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各系统实施例中各单元的功能。
本领域的普通技术人员可以理解,实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序指令相关硬件来完成的,所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中,所述的存储介质可以为ROM、RAM、磁盘、光盘等。
上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种低对比度视频编码方法,其特征在于,所述方法包括:
Step1,如果当前帧的块划分模式类别总数大于门限阈值,则进入Step2;否则,采用常规编码方法对当前帧进行编码;
Step2,对当前视频进行低对比度检测,设置对比度标识符:
为对比度标识符note赋初值;
计算当前帧亮度分布f(k);
f(k)=sum(pixy(i,j)=k),0≤k<2N-1
其中,f(k)表示当前帧亮度分布;pixy(i,j)表示当前帧第i行第j列像素的亮度值;sum()表示求和运算;N表示当前视频每个像素比特精度;
获取所述当前帧亮度分布f(k)的最大值fmax,并记fmax对应的k值为kmax;fmax=max(f(k)|0≤k<2N-1);
根据所述当前帧亮度分布f(k)和kmax,设置对比度标识符;
具体为:如果std(f(k)|0≤k<2N-1)<Thres1且kmax<Thres2,则令note=1;否则如果std(f(k)|0≤k<2N-1)<Thres1且kmax>Thres3,则令note=-1;否则令note=0;
其中,std()、max()分别表示求均方差、求最大值运算;Thres1、Thres2、Thres3分别表示第一、第二、第三阈值,Thres1<30、0<Thres2<50、2N-50<Thres3<2N-1;对比度标识符note=1表示低对比度且总体亮度低图像类;对比度标识符note=-1表示低对比度且总体亮度高图像类;对比度标识符note=0表示非低对比度图像类;
Step3,根据对比度标识符,对非低对比度图像帧采用常规编码方法进行编码;对低对比度图像帧,根据人眼对不同类低对比度图像的不同敏感性,进行细分类帧层量化参数调整,利用调整后的帧层量化参数进行编码。
2.如权利要求1所述的低对比度视频编码方法,其特征在于,若对比度标识符note=0,则采用常规编码方法对当前帧进行编码;若对比度标识符note≠0,则采用量化参数调整编码方法对当前帧进行编码;
所述采用量化参数调整编码方法对当前帧进行编码包括:
计算当前帧修正帧层量化参数增量值ΔQPm
具体为:如果
Figure FDA0003637518470000021
Figure FDA0003637518470000022
否则如果当前帧的前一个播放帧存在,则计算
Figure FDA0003637518470000023
并记上述
Figure FDA0003637518470000024
对应的k值为
Figure FDA0003637518470000025
否则,
Figure FDA0003637518470000026
其中,
Figure FDA0003637518470000027
表示
Figure FDA0003637518470000028
对应的k值,
Figure FDA0003637518470000029
表示当前帧的前一个播放帧亮度分布的最大值;
Figure FDA00036375184700000210
初始值为-1;ΔQPm为修正帧层量化参数增量值;
Figure FDA00036375184700000211
表示当前帧的前一个播放帧第i行第j列像素的亮度值;k1,k2,k3,k4分别为第一、第二、第三、第四量化增量调节参数,
Figure FDA00036375184700000212
const1,const2,表示量化参数增量下限常量、上限常量,>>右位移运算;
计算当前帧修正帧层量化参数QPm
QPm=clip(QP+ΔQPm,QPmin,QPmax);
其中,
Figure FDA00036375184700000213
QPmin为编码器设定最小量化参数;QPmax为编码器设定的最大量化参数;QP为率控模块输出的当前帧帧层量化参数;
利用所述修正帧层量化参数QPm对当前帧进行编码。
3.一种量化参数调整编码方法,其特征在于,所述方法包括:
Step1,如果当前帧的块划分模式类别总数大于门限阈值,则进入Step2;否则,采用常规编码方法对当前帧进行编码;
Step2,对当前视频进行低对比度检测,设置对比度标识符:
为对比度标识符note赋初值;
计算当前帧亮度分布f(k);
f(k)=sum(pixy(i,j)=k),0≤k<2N-1
其中,f(k)表示当前帧亮度分布;pixy(i,j)表示当前帧第i行第j列像素的亮度值;sum()表示求和运算;N表示当前视频每个像素比特精度;
获取所述当前帧亮度分布f(k)的最大值fmax,并记fmax对应的k值为kmax;fmax=max(f(k)|0≤k<2N-1);
根据所述当前帧亮度分布f(k)和kmax,设置对比度标识符;
具体为:如果std(f(k)|0≤k<2N-1)<Thres1且kmax<Thres2,则令note=1;否则如果std(f(k)|0≤k<2N-1)<Thres1且kmax>Thres3,则令note=-1;否则令note=0;
其中,std()、max()分别表示求均方差、求最大值运算;Thres1、Thres2、Thres3分别表示第一、第二、第三阈值,Thres1<30、0<Thres2<50、2N-50<Thres3<2N-1;对比度标识符note=1表示低对比度且总体亮度低图像类;对比度标识符note=-1表示低对比度且总体亮度高图像类;对比度标识符note=0表示非低对比度图像类;
Step3,根据对比度标识符,若对比度标识符note=0,则采用常规编码方法对当前帧进行编码;若对比度标识符note≠0,则采用量化参数调整编码方法对当前帧进行编码;
采用量化参数调整编码方法对当前帧进行编码包括:
计算当前帧修正帧层量化参数增量值ΔQPm
具体为:如果
Figure FDA0003637518470000031
Figure FDA0003637518470000032
否则如果当前帧的前一个播放帧存在,则计算
Figure FDA0003637518470000033
并记上述
Figure FDA0003637518470000034
对应的k值为
Figure FDA0003637518470000035
否则,
Figure FDA0003637518470000036
其中,
Figure FDA0003637518470000041
表示
Figure FDA0003637518470000042
对应的k值,
Figure FDA0003637518470000043
表示当前帧的前一个播放帧亮度分布的最大值;
Figure FDA0003637518470000044
初始值为-1;ΔQPm为修正帧层量化参数增量值;
Figure FDA0003637518470000045
表示当前帧的前一个播放帧第i行第j列像素的亮度值;k1,k2,k3,k4分别为第一、第二、第三、第四量化增量调节参数,
Figure FDA0003637518470000046
const1,const2,表示量化参数增量下限常量、上限常量,>>右位移运算;对比度标识符note=1表示低对比度且总体亮度低图像类;对比度标识符note=-1表示低对比度且总体亮度高图像类;
计算当前帧修正帧层量化参数QPm
QPm=clip(QP+ΔQPm,QPmin,QPmax);
其中,
Figure FDA0003637518470000047
QPmin为编码器设定最小量化参数;QPmax为编码器设定的最大量化参数;QP为率控模块输出的当前帧帧层量化参数;
利用所述修正帧层量化参数QPm对当前帧进行编码。
4.一种低对比度视频编码系统,其特征在于,所述系统包括:
门限阈值判断处理模块,用于判断如果当前帧的块划分模式类别总数大于门限阈值,则进入低对比度检测装置;否则,进入常规编码模块;
低对比度检测装置,用于对当前视频进行低对比度检测,设置对比度标识符,包括:
对比度标识符赋初值模块,用于为对比度标识符note赋初值;
亮度分布计算模块,用于计算当前帧亮度分布f(k);
f(k)=sum(pixy(i,j)=k),0≤k<2N-1
其中,f(k)表示当前帧亮度分布;pixy(i,j)表示当前帧第i行第j列像素的亮度值;sum()表示求和运算;N表示当前视频每个像素比特精度;
K值获取模块,用于获取所述当前帧亮度分布f(k)的最大值fmax,并记fmax对应的k值为kmax;fmax=max(f(k)|0≤k<2N-1);
对比度标识符设置模块,用于根据所述当前帧亮度分布f(k)和kmax,设置对比度标识符;
具体为:如果std(f(k)|0≤k<2N-1)<Thres1且kmax<Thres2,则令note=1;否则如果std(f(k)|0≤k<2N-1)<Thres1且kmax>Thres3,则令note=-1;否则令note=0;
其中,std()、max()分别表示求均方差、求最大值运算;Thres1、Thres2、Thres3分别表示第一、第二、第三阈值,Thres1<30、0<Thres2<50、2N-50<Thres3<2N-1;对比度标识符note=1表示低对比度且总体亮度低图像类;对比度标识符note=-1表示低对比度且总体亮度高图像类;对比度标识符note=0表示非低对比度图像类;
编码方式选择模块,用于据对比度标识符,对非低对比度图像帧采用常规编码模块进行编码;对低对比度图像帧,采用量化调整编码装置进行编码;
量化调整编码装置,用于即根据人眼对不同类低对比度图像的不同敏感性,进行细分类帧层量化参数调整,然后利用调整后的帧层量化参数进行编码;
常规编码模块,用于采用常规编码方法对当前帧进行编码。
5.如权利要求4所述的低对比度视频编码系统,其特征在于,所述量化参数调整编码装置包括:
量化参数增量值计算模块,用于计算当前帧修正帧层量化参数增量值ΔQPm
具体为:如果
Figure FDA0003637518470000051
Figure FDA0003637518470000052
否则如果当前帧的前一个播放帧存在,则计算
Figure FDA0003637518470000061
并记上述
Figure FDA0003637518470000062
对应的k值为
Figure FDA0003637518470000063
否则,
Figure FDA0003637518470000064
其中,
Figure FDA0003637518470000065
表示
Figure FDA0003637518470000066
对应的k值,
Figure FDA0003637518470000067
表示当前帧的前一个播放帧亮度分布的最大值;
Figure FDA0003637518470000068
初始值为-1;ΔQPm为修正帧层量化参数增量值;
Figure FDA0003637518470000069
表示当前帧的前一个播放帧第i行第j列像素的亮度值;k1,k2,k3,k4分别为第一、第二、第三、第四量化增量调节参数,
Figure FDA00036375184700000610
const1,const2,表示量化参数增量下限常量、上限常量,>>右位移运算;
量化参数计算模块,用于计算当前帧修正帧层量化参数QPm
QPm=clip(QP+ΔQPm,QPmin,QPmax);
其中,
Figure FDA00036375184700000611
QPmin为编码器设定最小量化参数;QPmax为编码器设定的最大量化参数;QP为率控模块输出的当前帧帧层量化参数;
量化调整编码模块,用于利用所述修正帧层量化参数QPm对当前帧进行编码。
6.一种量化参数调整编码装置,其特征在于,所述装置包括:
门限阈值判断处理模块,用于判断如果当前帧的块划分模式类别总数大于门限阈值,则进入低对比度检测装置;否则,进入常规编码模块;
低对比度检测装置,用于对当前视频进行低对比度检测,设置对比度标识符,包括:
对比度标识符赋初值模块,用于为对比度标识符note赋初值;
亮度分布计算模块,用于计算当前帧亮度分布f(k);
f(k)=sum(pixy(i,j)=k),0≤k<2N-1
其中,f(k)表示当前帧亮度分布;pixy(i,j)表示当前帧第i行第j列像素的亮度值;sum()表示求和运算;N表示当前视频每个像素比特精度;
K值获取模块,用于获取所述当前帧亮度分布f(k)的最大值fmax,并记fmax对应的k值为kmax;fmax=max(f(k)|0≤k<2N-1);
对比度标识符设置模块,用于根据所述当前帧亮度分布f(k)和kmax,设置对比度标识符;
具体为:如果std(f(k)|0≤k<2N-1)<Thres1且kmax<Thres2,则令note=1;否则如果std(f(k)|0≤k<2N-1)<Thres1且kmax>Thres3,则令note=-1;否则令note=0;
其中,std()、max()分别表示求均方差、求最大值运算;Thres1、Thres2、Thres3分别表示第一、第二、第三阈值,Thres1<30、0<Thres2<50、2N-50<Thres3<2N-1;对比度标识符note=1表示低对比度且总体亮度低图像类;对比度标识符note=-1表示低对比度且总体亮度高图像类;对比度标识符note=0表示非低对比度图像类;
编码方式选择模块,用于据对比度标识符,对非低对比度图像帧采用常规编码模块进行编码;对低对比度图像帧,采用量化调整编码装置进行编码;
量化调整编码装置,用于即根据人眼对不同类低对比度图像的不同敏感性,进行细分类帧层量化参数调整,然后利用调整后的帧层量化参数进行编码,包括:
常规编码模块,用于采用常规编码方法对当前帧进行编码;
所述量化调整编码装置包括量化参数增量值计算模块;
量化参数增量值计算模块,用于计算当前帧修正帧层量化参数增量值ΔQPm
具体为:如果
Figure FDA0003637518470000071
Figure FDA0003637518470000081
否则如果当前帧的前一个播放帧存在,则计算
Figure FDA0003637518470000082
并记上述
Figure FDA0003637518470000083
对应的k值为
Figure FDA0003637518470000084
否则,
Figure FDA0003637518470000085
其中,
Figure FDA0003637518470000086
表示
Figure FDA0003637518470000087
对应的k值,
Figure FDA0003637518470000088
表示当前帧的前一个播放帧亮度分布的最大值;
Figure FDA0003637518470000089
初始值为-1;ΔQPm为修正帧层量化参数增量值;
Figure FDA00036375184700000810
表示当前帧的前一个播放帧第i行第j列像素的亮度值;k1,k2,k3,k4分别为第一、第二、第三、第四量化增量调节参数,
Figure FDA00036375184700000811
const1,const2,表示量化参数增量下限常量、上限常量,>>右位移运算;对比度标识符note=1表示低对比度且总体亮度低图像类;对比度标识符note=-1表示低对比度且总体亮度高图像类;
量化参数计算模块,用于计算当前帧修正帧层量化参数QPm
QPm=clip(QP+ΔQPm,QPmin,QPmax);
其中,
Figure FDA00036375184700000812
QPmin为编码器设定最小量化参数;QPmax为编码器设定的最大量化参数;QP为率控模块输出的当前帧帧层量化参数;
量化调整编码模块,用于利用所述修正帧层量化参数QPm对当前帧进行编码。
7.一种设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可被在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至2任一项所述低对比度视频编码方法的步骤。
8.一种设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可被在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求3所述量化参数调整编码方法的步骤。
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