CN116055716A - 基于时间、空间复杂度决定编码模式的方法、系统和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于时间复杂度和空间复杂度来决定编码模式系统的方法，包括：宏块划分模块，时间复杂度计算模块；空间复杂度计算；以及模式决定器，其中，所述时间复杂度计算模块通过对所述宏块的块残留进行Hadamard变换、并将变换后的该宏块的块残留除以量化宽度，来计算所述时间复杂度；所述空间复杂度计算模块通过对所述宏块的块残留进行Hough变换，并将变换后的该宏块的块残留除以存储宽度，来计算所述空间复杂度，最后解压算法模块根据所述模式决定器所确定的模式选取解压方法以到达复杂度和空间复杂度的综合最优解。
Description
技术领域
本发明涉及编码技术领域，具体为一种基于时间复杂度和空间复杂度来决定编码模式的方法、系统和存储介质。
背景技术
算法(Algorithm)是指用来操作数据、解决程序问题的一组方法。对于同一个问题，使用不同的算法，也许最终得到的结果是一样的，但在过程中消耗的资源和时间却会有很大的区别。算法的复杂度通常用以下两个方面来衡量：时间维度：是指执行当前算法所消耗的时间，我们通常用时间复杂度来描述；空间维度：是指执行当前算法需要占用多少内存空间，我们通常用空间复杂度来描述。
多媒体源编码存在多种格式和标准，(MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4Visual、H.261、H.263和H.264/MPEG-4AVC(高级多媒体源编码：Advanced Video Coding))的典型多媒体源压缩方案通过以下方式来压缩多媒体源数据：将各个帧划分为多个宏块单元(macroblockunit)，其中，通过预测处理得到预测块，然后，对原始多媒体源块与预测块之间的差异进行变换和量化。
块内预测和块间预测是两种可用的预测方法。块内预测通过使用包围当前帧的块的数据来执行当前块预测。块间预测通过采用基于块的运动补偿根据之前编码的一个或更多个多媒体源帧，来生成与当前块相对应的预测块。
具体而言，在块间预测的情况下，H.264/MPEG-4AVC不是使用块的设定维度、而是利用从4×4到16×16的七种不同块模式来执行运动预测。
在各个宏块中，这些部分和子宏块可以通过各种组合相关联。将宏块划分成不同尺寸的子块的方法称为“树结构的运动补偿”。
现有技术中，已经存在一些根据时间复杂度挥着空间复杂度来选取编码模式的算法，CN101563931A《用于视频处理的运动检测》通过计算时域差异量测量值、局部空间复杂度测量值和基于所述时域差异量测量值和所述局部空间复杂度测量值的与内容相关的运动检测值，来执行运动检测。在一些实施方式中，所述与内容相关的运动检测值可以包括使用所述时域差异量测量值除以所述局部空间复杂度测量值所得到的结果。在其它实施方式中，可以不使用除法，而是计算近似的与内容相关的运动检测值，以减少计算复杂度。所述与内容相关的运动检测值可以被用于执行各种自适应后端处理操作，例如去隔行、降噪、帧频转换等。CN102025994A《自适应解码复杂度的编码方法、装置、编解码系统和设备》公开一种自适应解码复杂度的编码方法，所述方法包括以下步骤：根据解码端反馈的解码硬件平台信息，计算出解码硬件平台所能承受的目标复杂度和控制时间窗口；计算出每帧图像输出码流的解码复杂度；计算在一个控制时间窗口中，每帧图像输出码流的解码复杂度和解码硬件平台的目标复杂度的比值，得出第三复杂度调整系数；结合第三复杂度调整系数与R-D率失真模型，选出最优的宏块编码方式。使用本发明方法可自适应平滑解码复杂度，在资源受限系统中，可以极大地减少由于解码复杂度波动造成的视频播放停顿、缓冲等现象。
但是上述方法都无法同时结合时间复杂度和空间复杂度来选择编码方法，导致选取的编码方法总的复杂度往往不是最优解，进而影响编码效率。为此，申请人提出了本方法，基于时间复杂度和空间复杂度来决定编码模式。以期选取的编码方案在总的复杂度上达到最低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于时间复杂度和空间复杂度来决定编码模式的方法，以解决上述背景技术中提出的目前在多媒体源编码方案无法实现时间复杂度和空间复杂度的综合最优解的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于时间复杂度和空间复杂度决定编码模式的系统，包括：宏块划分模块，其用于目标将多媒体文件源分割成多个宏块；时间复杂度计算模块，其用于计算宏块的时间复杂度；空间复杂度计算，其用于计算宏块的空间复杂度；以及模式决定器，其利用所述时间复杂度和所述空间复杂度来决定多媒体文件的编码模式，其中，所述时间复杂度计算模块通过对所述宏块的块残留进行Hadamard变换、并将变换后的该宏块的块残留除以量化宽度，来计算所述时间复杂度；所述空间复杂度计算模块通过对所述宏块的块残留进行Hough变换，并将变换后的该宏块的块残留除以存储宽度，来计算所述空间复杂度，解压算法模块，其根据模式决定器所确定的模式选取解压方法。
模式决定器的选取逻辑：如果所述时间复杂度大于预定的时间阈值或所述空间复杂度大于预定的空间阈值，则所述模式决定器决定将块内模式作为所述编码模式；如果所述时间复杂度小于或等于预定的时间阈值且所述所述空间复杂度小于预定的空间阈值，则所述模式决定器决定将块间模式作为所述编码模式；其余情况下，所述模式决定器决定将多媒体文件源返回所述宏块划分模块进行重新划分；且所述时间阈值被定义为当前帧的前一帧中的前一宏块的时间复杂度，所述空间阈值被定义为当前帧的前一帧中的前一宏块的空间复杂度。
对应有上述系统，还公开了基于时间复杂度和空间复杂度来决定编码模式的方法，包括以下步骤：
1)计算宏块的时间复杂度，其中，通过对所述宏块的块残留进行Hadamard变换、并将变换后的该宏块的块残留除以量化宽度，来计算所述时间复杂度；
2)计算宏块的空间复杂度；其中，通过对所述宏块的块残留进行Hough变换，并将变换后的该宏块的块残留除以存储宽度，来计算所述空间复杂度；
3)如果所述时间复杂度大于预定的时间阈值或所述空间复杂度大于预定的空间阈值，则所述模式决定器决定将块内模式作为所述编码模式；如果所述时间复杂度小于或等于预定的时间阈值且所述空间复杂度小于预定的空间阈值，则所述模式决定器决定将块间模式作为所述编码模式；其余情况下，所述模式决定器决定将多媒体文件源返回所述宏块划分模块进行重新划分；
4)根据所述模式决定器所确定的模式选取解压方法。
其中，解压算法包括以下步骤：生成第一公钥值，将所述第一公钥值发送给目标终端；将目标数转化为二进制数，所述二进制数包括二进制位和二进制位对应的二进制值；以所述二进制位的最低位作为当前位，按照第一算法对所述当前位进行操作；判断当前位是否为最高位，若是，则按照第一算法对所述最高位进行操作，输出最终结果；若否，则将所述当前位的高一位二进制位更新为新的当前位，运用第一算法对新的当前位进行操作；所述目标数为至少有100位长度的数；获取所述目标终端发送的第二公钥值，生成第一密钥值，所述第一密钥值的生成方法与所述第一公钥值的生成方法相同；
采用所述第一密钥值对待传输文件进行加密，并将其发送给目标终端，由所述目标终端采用第二密钥值对加密文件进行解密，所述第二公钥值和第二密钥值的生成方法与所述第一公钥值的生成方法相同；第一算法的操作包括：以二为底数以当前位为指数进行运算，得到优化临时值；以所述优化临时值为指数进行运算，得到优化中间值；判断当前位的二进制值是否为1，若是，则将所述优化中间值与优化先前值相乘，得到优化当前值，并将所述优化当前值作为所述当前位的高二进制位的优化先前值；若否，则将所述优化中间值更新为优化当前值；若所述当前位为所述目标数的最低位，则所述优化先前值为1；在所述当前位为所述最高位的情况下，输出所述优化当前值为所述最终结果；所述第一算法的操作还包括：判断所述优化当前值是否大于优化阈值，若是，则将所述优化当前值进行求余运算得到的结果更新为优化当前值；若否，则直接缓存所述优化当前值；输出最终结果之前包括，以所述优化当前值为被除数进行求余运算，所述求余运算的除数为优化阈值。
其中，计算宏块的时间复杂度包括以下步骤：
所述对原始时间序列进行不相似性计算，得到时间序列不相关指数；
对所述原始时间序列进行缺失数据计算，得到时间序列缺失值；
对所述原始时间序列进行混沌指数计算，得到时间序列混沌指数；
对所述原始时间序列进行偏度计算，得到时间序列偏度绝对值；
根据预定权重，对所述时间序列不相关指数、所述时间序列缺失值、所述时间序列混沌指数和所述时间序列偏度绝对值进行加权计算，得到时间序列复杂度。
计算宏块的空间复杂度包括以下步骤：
获取所述各个多媒体源帧中的所有像素点的纹理梯度值和颜色亮度值；
计算所述所有像素点的纹理梯度值的标准差和颜色亮度值的标准差，将所述所有像素点的纹理梯度值的标准差作为所述各个多媒体源帧的纹理信息分布，并将所述所有像素点的颜色亮度值的标准差作为所述各个多媒体源帧的亮度信息分布；
计算所述纹理信息分布和所述亮度信息分布的算术平均值，并将所述算术平均值作为所述各个多媒体源帧的第一空间复杂度信息。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求任一项所述的方法的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本基于时间复杂度和空间复杂度来决定编码模式的方法，通过将目标多媒体文件源分割成多个宏块，分别计算各个宏块的时间复杂度和空间复杂度，最后通过模式决定器，其利用所述时间复杂度和所述空间复杂度来决定多媒体文件的编码模式，分块未能获得最优解的，通过二次分割宏块，反复执行直至达到时间复杂度和空间复杂度的双重最优解。
附图说明
图1为本发明基于时间复杂度和空间复杂度来决定编码模式的系统结构框图；
图2为本发明基于时间复杂度和空间复杂度来决定编码模式的方法流程图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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，本发明提供一种技术方案：基于时间复杂度和空间复杂度决定编码模式的系统，其特征在于，包括：
宏块划分模块，其用于目标将多媒体文件源分割成多个宏块；
时间复杂度计算模块，其用于计算宏块的时间复杂度；
空间复杂度计算，其用于计算宏块的空间复杂度；
以及模式决定器，其利用所述时间复杂度和所述空间复杂度来决定多媒体文件的编码模式，其中，所述时间复杂度计算模块通过对所述宏块的块残留进行Hadamard变换、并将变换后的该宏块的块残留除以量化宽度，来计算所述时间复杂度；所述空间复杂度计算模块通过对所述宏块的块残留进行Hough变换，并将变换后的该宏块的块残留除以存储宽度，来计算所述空间复杂度，
解压算法模块，其根据所述模式决定器所确定的模式选取解压方法。
作为一种优选的技术方案，如果所述时间复杂度大于预定的时间阈值或所述空间复杂度大于预定的空间阈值，则所述模式决定器决定将块内模式作为所述编码模式；如果所述时间复杂度小于或等于预定的时间阈值且所述所述空间复杂度小于预定的空间阈值，则所述模式决定器决定将块间模式作为所述编码模式；其余情况下，所述模式决定器决定将多媒体文件源返回所述宏块划分模块进行重新划分；且所述时间阈值被定义为当前帧的前一帧中的前一宏块的时间复杂度，所述空间阈值被定义为当前帧的前一帧中的前一宏块的空间复杂度。
请参阅图2，基于时间复杂度和空间复杂度来决定编码模式的方法，包括以下步骤：
计算宏块的时间复杂度，其中，通过对所述宏块的块残留进行Hadamard变换、并将变换后的该宏块的块残留除以量化宽度，来计算所述时间复杂度；
计算宏块的空间复杂度；其中，通过对所述宏块的块残留进行Hough变换，并将变换后的该宏块的块残留除以存储宽度，来计算所述空间复杂度；
如果所述时间复杂度大于预定的时间阈值或所述空间复杂度大于预定的空间阈值，则所述模式决定器决定将块内模式作为所述编码模式；如果所述时间复杂度小于或等于预定的时间阈值且所述所述空间复杂度小于预定的空间阈值，则所述模式决定器决定将块间模式作为所述编码模式；其余情况下，所述模式决定器决定将多媒体文件源返回所述宏块划分模块进行重新划分；
根据所述模式决定器所确定的模式选取解压方法。
作为一种优选的技术方案，解压算法包括以下步骤：生成第一公钥值，将所述第一公钥值发送给目标终端；将目标数转化为二进制数，所述二进制数包括二进制位和二进制位对应的二进制值；以所述二进制位的最低位作为当前位，按照第一算法对所述当前位进行操作；判断当前位是否为最高位，若是，则按照第一算法对所述最高位进行操作，输出最终结果；若否，则将所述当前位的高一位二进制位更新为新的当前位，运用第一算法对新的当前位进行操作；所述目标数为至少有100位长度的数；获取所述目标终端发送的第二公钥值，生成第一密钥值，所述第一密钥值的生成方法与所述第一公钥值的生成方法相同；
采用所述第一密钥值对待传输文件进行加密，并将其发送给目标终端，由所述目标终端采用第二密钥值对加密文件进行解密，所述第二公钥值和第二密钥值的生成方法与所述第一公钥值的生成方法相同；
所述第一算法的操作包括：
以二为底数以当前位为指数进行运算，得到优化临时值；
以所述优化临时值为指数进行运算，得到优化中间值；
判断当前位的二进制值是否为1，若是，则将所述优化中间值与优化先前值相乘，得到优化当前值，并将所述优化当前值作为所述当前位的高二进制位的优化先前值；若否，则将所述优化中间值更新为优化当前值；若所述当前位为所述目标数的最低位，则所述优化先前值为1；
在所述当前位为所述最高位的情况下，输出所述优化当前值为所述最终结果；
所述第一算法的操作还包括：
判断所述优化当前值是否大于优化阈值，若是，则将所述优化当前值进行求余运算得到的结果更新为优化当前值；若否，则直接缓存所述优化当前值；
所述输出最终结果之前包括，以所述优化当前值为被除数进行求余运算，所述求余运算的除数为优化阈值。
其中，计算宏块的时间复杂度包括以下步骤：
a)所述对原始时间序列进行不相似性计算，得到时间序列不相关指数；
b)对所述原始时间序列进行缺失数据计算，得到时间序列缺失值；
c)对所述原始时间序列进行混沌指数计算，得到时间序列混沌指数；
d)对所述原始时间序列进行偏度计算，得到时间序列偏度绝对值；
e)根据预定权重，对所述时间序列不相关指数、所述时间序列缺失值、所述时间序列混沌指数和所述时间序列偏度绝对值进行加权计算，得到时间序列复杂度。
计算宏块的空间复杂度包括以下步骤：
f获取所述各个多媒体源帧中的所有像素点的纹理梯度值和颜色亮度值；
g计算所述所有像素点的纹理梯度值的标准差和颜色亮度值的标准差，将所述所有像素点的纹理梯度值的标准差作为所述各个多媒体源帧的纹理信息分布，并将所述所有像素点的颜色亮度值的标准差作为所述各个多媒体源帧的亮度信息分布；
h计算所述纹理信息分布和所述亮度信息分布的算术平均值，并将所述算术平均值作为所述各个多媒体源帧的第一空间复杂度信息。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求任一项所述的方法的步骤。工作原理：通过将目标多媒体文件源分割成多个宏块，分别计算各个宏块的时间复杂度和空间复杂度，最后通过模式决定器，其利用所述时间复杂度和所述空间复杂度来决定多媒体文件的编码模式，分块未能获得最优解的，通过二次分割宏块，反复执行直至达到时间复杂堵和空间复杂度的双重最优解。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.基于时间复杂度和空间复杂度决定编码模式的系统，其特征在于，包括：
宏块划分模块，其用于将目标多媒体文件源分割成多个宏块；
时间复杂度计算模块，其用于计算宏块的时间复杂度；
空间复杂度计算模块，其用于计算宏块的空间复杂度；
以及模式决定器，其利用所述时间复杂度和所述空间复杂度来决定多媒体文件的编码模式，其中，所述时间复杂度计算模块通过对所述宏块的块残留进行Hadamard变换、并将变换后的该宏块的块残留除以量化宽度，来计算所述时间复杂度；所述空间复杂度计算模块通过对所述宏块的块残留进行Hough变换，并将变换后的该宏块的块残留除以存储宽度，来计算所述空间复杂度，
解压算法模块，其根据所述模式决定器所确定的模式选取解压方法。
2.根据权利要求1所述的基于时间复杂度和空间复杂度决定编码模式的系统，其特征在于，如果所述时间复杂度大于预定的时间阈值或所述空间复杂度大于预定的空间复杂度阈值，则所述模式决定器决定将块内模式作为所述编码模式；如果所述时间复杂度小于或等于预定的时间阈值且所述空间复杂度小于预定的空间阈值，则所述模式决定器决定将块间模式作为所述编码模式；其余情况下，所述模式决定器决定将多媒体文件源返回所述宏块划分模块进行重新划分；且所述时间阈值被定义为当前帧的前一帧中的前一宏块的时间复杂度，所述空间阈值被定义为当前帧的前一帧中的前一宏块的空间复杂度。
3.基于时间复杂度和空间复杂度来决定编码模式的方法，其特征在于，包括以下步骤：
划分宏块；
计算宏块的时间复杂度，其中，通过对所述宏块的块残留进行Hadamard变换、并将变换后的该宏块的块残留除以量化宽度，来计算所述时间复杂度；
计算宏块的空间复杂度；其中，通过对所述宏块的块残留进行Hough变换，并将变换后的该宏块的块残留除以存储宽度，来计算所述空间复杂度；
如果所述时间复杂度大于预定的时间复杂度阈值或所述空间复杂度大于预定的空间阈值，则所述模式决定器决定将块内模式作为所述编码模式；如果所述时间复杂度小于或等于预定的时间阈值且所述空间复杂度小于预定的空间阈值，则所述模式决定器决定将块间模式作为所述编码模式；其余情况下，所述模式决定器决定将多媒体文件源返回所述宏块划分模块进行重新划分；
根据所述模式决定器所确定的模式选取解压方法。
4.根据权利要求3所述的基于时间复杂度和空间复杂度来决定编码模式的方法，其特征在于，所述解压算法包括以下步骤：生成第一公钥值，将所述第一公钥值发送给目标终端；将目标数转化为二进制数，所述二进制数包括二进制位和二进制位对应的二进制值；以所述二进制位的最低位作为当前位，按照第一算法对所述当前位进行操作；判断当前位是否为最高位，若是，则按照第一算法对所述最高位进行操作，输出最终结果；若否，则将所述当前位的高一位二进制位更新为新的当前位，运用第一算法对新的当前位进行操作；所述目标数为至少有100位长度的数；获取所述目标终端发送的第二公钥值，生成第一密钥值，所述第一密钥值的生成方法与所述第一公钥值的生成方法相同；
采用所述第一密钥值对待传输文件进行加密，并将其发送给目标终端，由所述目标终端采用第二密钥值对加密文件进行解密，所述第二公钥值和第二密钥值的生成方法与所述第一公钥值的生成方法相同；
所述第一算法的操作包括：
以二为底数以当前位为指数进行运算，得到优化临时值；
以所述优化临时值为指数进行运算，得到优化中间值；
判断当前位的二进制值是否为1，若是，则将所述优化中间值与优化先前值相乘，得到优化当前值，并将所述优化当前值作为所述当前位的高二进制位的优化先前值；若否，则将所述优化中间值更新为优化当前值；若所述当前位为所述目标数的最低位，则所述优化先前值为1；
在所述当前位为所述最高位的情况下，输出所述优化当前值为所述最终结果；
所述第一算法的操作还包括：
判断所述优化当前值是否大于优化阈值，若是，则将所述优化当前值进行求余运算得到的结果更新为优化当前值；若否，则直接缓存所述优化当前值；
所述输出最终结果之前包括，以所述优化当前值为被除数进行求余运算，所述求余运算的除数为优化阈值。
5.根据权利要求1所述的一种基于时间复杂度和空间复杂度来决定编码模式的方法，其特征在于，
计算宏块的时间复杂度包括以下步骤：
对原始时间序列进行不相似性计算，得到时间序列不相关指数；
对原始时间序列进行缺失数据计算，得到时间序列缺失值；
对原始时间序列进行混沌指数计算，得到时间序列混沌指数；
对原始时间序列进行偏度计算，得到时间序列偏度绝对值；
根据预定权重，对所述时间序列不相关指数、所述时间序列缺失值、所述时间序列混沌指数和所述时间序列偏度绝对值进行加权计算，得到时间序列复杂度。
6.根据权利要求4所述的一种基于时间复杂度和空间复杂度来决定编码模式的方法，其特征在于，
计算宏块的空间复杂度包括以下步骤：
获取所述各个多媒体源帧中的所有像素点的纹理梯度值和颜色亮度值；
计算所述所有像素点的纹理梯度值的标准差和颜色亮度值的标准差，将所述所有像素点的纹理梯度值的标准差作为所述各个多媒体源帧的纹理信息分布，并将所述所有像素点的颜色亮度值的标准差作为所述各个多媒体源帧的亮度信息分布；
计算所述纹理信息分布和所述亮度信息分布的算术平均值，并将所述算术平均值作为所述各个多媒体源帧的第一空间复杂度信息。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求3至6中任一项所述的方法的步骤。
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| CN202310033486.8A CN116055716A (zh) | 2023-01-10 | 2023-01-10 | 基于时间、空间复杂度决定编码模式的方法、系统和存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310033486.8A CN116055716A (zh) | 2023-01-10 | 2023-01-10 | 基于时间、空间复杂度决定编码模式的方法、系统和存储介质 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN116055716A true CN116055716A (zh) | 2023-05-02 |
Family
ID=86118417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310033486.8A Pending CN116055716A (zh) | 2023-01-10 | 2023-01-10 | 基于时间、空间复杂度决定编码模式的方法、系统和存储介质 |
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| Country | Link |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116489368A (zh) * | 2023-06-21 | 2023-07-25 | 禹创半导体(深圳)有限公司 | 影像动态压缩方法及影像动态压缩装置 |
-
2023
- 2023-01-10 CN CN202310033486.8A patent/CN116055716A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116489368A (zh) * | 2023-06-21 | 2023-07-25 | 禹创半导体(深圳)有限公司 | 影像动态压缩方法及影像动态压缩装置 |
| CN116489368B (zh) * | 2023-06-21 | 2023-09-01 | 禹创半导体(深圳)有限公司 | 影像动态压缩方法及影像动态压缩装置 |
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