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专利号: 2018100208417
申请人: 宁波大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2023-08-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种编码复杂度可控的编码方法,其特征在于该编码方法在基于HEVC视频编码标准的视频编码校验模型HM上,采用JVT推荐的低延时编码配置对视频进行编码,该编码方法包括以下步骤:步骤1):设定待编码的视频包含有F帧编码帧;将待编码的视频分为 个图像组,第1个图像组包含1帧编码帧,其余的每个图像组包含4帧编码帧;设定待编码的视频中的每个图像组中的每帧编码帧包含有NCTU个编码树单元;其中,F>9,符号 为向上取整运算符号;

步骤2):采用JVT推荐的低延时编码配置对待编码的视频中的前3个图像组中的每帧编码帧进行编码,在编码过程中保存待编码的视频中的第2个图像组和第3个图像组中的每帧编码帧中的每个编码树单元中的每个编码单元在不同深度值下得到的最优模式对应的比特及其为最优分割或不为最优分割的信息,在编码完成后得到待编码的视频中的前3个图像组中的每帧编码帧的实际编码时间及每帧编码帧中的每个编码树单元的实际编码时间,将序号为f'的编码帧的实际编码时间记为tf',将序号为f'的编码帧中的序号为i的编码树单元的实际编码时间记为tf',i;然后计算待编码的视频中的第3个图像组中的每帧编码帧的实际编码时间占待编码的视频中的第3个图像组中的所有编码帧的实际编码时间总和的比例,将待编码的视频中的第3个图像组中的第k帧编码帧的实际编码时间占待编码的视频中的第3个图像组中的所有编码帧的实际编码时间总和的比例记为Pk;并计算待编码的视频的编码参考时间,记为To,根据待编码的视频中的第2个图像组和第3个图像组中的每帧编码帧中的每个编码树单元中的每个编码单元在不同深度值下得到的最优模式对应的比特及其为最优分割或不为最优分割的信息,获取在不同深度值下的所有编码单元得到的最优模式对应的比特小于或等于设定比特Bit时、在不同深度值下的所有编码单元为最优分割的概率函数和不为最优分割的概率函数,将在深度值d下的所有编码单元得到的最优模式对应的比特Bitd小于或等于设定比特Bit时、在深度值d下的所有编码单元为最优分割的概率函数和不为最优分割的概率函数对应记为 和 和并将 的最大值的百分之九十七对应的比

特记为Yd,将 的最大值的百分之九十七对应的比特记为Nd;接着确

定提前终止门限和继续遍历门限,对应记为Ld和Hd, Hd=0.7×

Yd;

计算待编码的视频中序号为8的编码帧中最优深度值为0的所有编码单元中的像素点的总个数与待编码的视频中序号为8的编码帧中的所有像素点的总个数的比例,作为待编码的视频的平坦度,记为δ;

其中,0≤f'≤8,0≤i≤NCTU-1,1≤k≤4,d=0,1,2,设定比特Bit为任意一比特,表示在深度值d下的所有编码单元为最优分割且满足Bitd≤Bit的概率值,表示在深度值d下的所有编码单元不为最优分割且满足Bitd≤Bit的概率值,e为自然基数,Tc表示待编码的视频的目标复杂度,Tc∈[0.5,1];

步骤3):将待编码的视频中当前待处理的序号为f的编码帧定义为当前编码帧,其中,9≤f≤F-1;

步骤4):判断当前编码帧是否为其所属的图像组中的第1帧,如果是,则计算当前编码帧所属的图像组的目标编码时间,记为TGOP, 然后执行步骤5);否则,直接执行步骤5);其中,tg表示待编码的视频中序号为g的编码帧的实际编码时间;

步骤5):判断当前编码帧是否与序号为8的编码帧间隔16帧的倍数,如果是,则将当前编码帧作为需要更新的编码帧,采用JVT推荐的低延时编码配置对当前编码帧进行编码,并更新To与δ,To按式 进行更新,δ更新后的值为当前编码帧中最优深度值为0的所有编码单元中的像素点的总个数与当前编码帧中的所有像素点的总个数的比例,然后执行步骤15);否则,直接执行步骤6);其中,t(g-1)×16+8表示待编码的视频中序号为(g-1)×16+8的编码帧的实际编码时间,P4表示待编码的视频中的第3个图像组中的第4帧编码帧的实际编码时间占待编码的视频中的第3个图像组中的所有编码帧的实际编码时间总和的比例;

步骤6):计算先于当前编码帧的所有已编码的编码帧的已编码节省时间,记为Ts,然后判断Ts是否小于待编码的视频的目标节省时间To×(1-Tc),如果是,则直接执行步骤7);否则,采用JVT推荐的低延时编码配置对当前编码帧进行编码,然后执行步骤15);

步骤7):根据当前编码帧在其所属的图像组中的位置,计算分配给当前编码帧的目标编码时间,记为Tf,若当前编码帧为其所属的图像组中的第k帧,则Tf=TGOP×Pk;然后判断当前编码帧是否为其所属的图像组中的第1帧或当前编码帧的前一帧编码帧是否采用JVT推荐的低延时编码配置进行编码,如果是,则直接执行步骤9);否则,直接执行步骤8);

步骤8):判断当前编码帧的前一帧编码帧的目标编码时间与实际编码时间之差Tf-1-tf-1是否大于设定的帧目标节省时间 如果是,则执行步骤13);否则,直接执行步骤9);其中,tf-1表示当前编码帧的前一帧编码帧的实际编码时间,亦表示序号为f-1的编码帧的实际编码时间,Tf-1表示当前编码帧的前一帧编码帧的目标编码时间;

步骤9):计算分配给当前编码帧中的每个编码树单元的目标编码时间,将分配给当前编码帧中的序号为i的编码树单元的目标编码时间记为TCTU,i, 然后对分配给当前编码帧中的每个编码树单元的目标编码时间进行归一化处理,将TCTU,i经归一化处理后得到的值记为 获取 时将待编码的视频中的第3个图像组中的第k帧编码帧中的序号为i的编码树单元的实际编码时间作为归一化分母;再执行步骤10);其中,Rcoded表示当前编码帧中的所有已编码的编码树单元的实际编码时间之和,ωi表示当前编码帧中的序号为i的编码树单元的复杂度分配权重,ωpre,m表示当前编码帧所属的图像组的前一个图像组中的第k帧编码帧中的序号为m的编码树单元的复杂度分配权重,0≤m≤NCTU-

1;

步骤10):判断δ是否小于0.4,如果是,则使当前编码帧中的每个编码树单元中的每个编码单元跳过深度值为0时帧间2N×2N模式后面的所有预测模式,并为当前编码帧中的每个编码树单元分配最大深度值,将分配给当前编码帧中的序号为i的编码树单元的最大深度值记为dmax,i, 然后执行步骤11);否则,直接为当前编码帧中的每个编码树单元分配最大深度值,将分配给当前编码帧中的序号为i的编码树单元的最大深度值记为dmax,i, 然后执行步骤11);

步骤11):使当前编码帧中的每个编码树单元中的每个编码单元在深度值不大于该编码单元所属的编码树单元的最大深度值下遍历帧间2N×2N模式;然后针对当前编码帧中的每个编码树单元中的每个编码单元,计算在深度值不大于该编码单元所属的编码树单元的最大深度值下该编码单元中的每个像素点的原始像素值与预测像素值的差值;接着针对当前编码帧中的每个编码树单元中的每个编码单元在深度值d'下,判断该编码单元中的所有像素点对应的差值的绝对值是否都小于设定阈值β且该编码单元的运动矢量为0,如果是,则使该编码单元跳过深度值d'时帧间2N×2N模式后面的所有预测模式,并跳过深度值大于d'的遍历过程,再执行步骤15),否则,直接执行步骤12);其中,此处深度值的取值范围为dmax表示编码单元所属的编码树单元的最大深度值;

步骤12):在当前编码帧中的每个编码树单元中的每个编码单元在深度值不大于该编码单元所属的编码树单元的最大深度值下的遍历过程完成后,针对当前编码帧中的每个编码树单元中的每个编码单元,判断深度值d'下该编码单元的最优模式对应的比特是否小于Ld,如果小于Ld,则使该编码单元跳过深度值大于d'的遍历过程,再执行步骤15);如果大于或等于Ld,则再判断深度值d'下该编码单元的最优模式对应的比特是否大于Hd且d'是否大于或等于该编码单元所属的编码树单元的最大深度值,如果是,则使该编码单元进行深度值大于该编码单元所属的编码树单元的最大深度值的遍历过程,再执行步骤15),否则,直接执行步骤15);

步骤13):计算当前编码帧中的每个编码树单元的复杂度分配权重,将当前编码帧中的序号为i的编码树单元的复杂度分配权重记为ωi;然后执行步骤14);

步骤14):使当前编码帧中的每个编码树单元中的每个编码单元在各深度值下遍历帧间2N×2N模式;然后针对当前编码帧中的每个编码树单元中的每个编码单元,计算在各深度值下该编码单元中的每个像素点的原始像素值与预测像素值的差值;接着针对当前编码帧中的每个编码树单元中的每个编码单元在深度值d'下,判断该编码单元中的所有像素点对应的差值的绝对值是否都小于设定阈值β且该编码单元的运动矢量为0,如果是,则使该编码单元跳过深度值d'时帧间2N×2N模式后面的所有预测模式,并跳过深度值大于d'的遍历过程,再执行步骤15),否则,在当前编码帧中的每个编码树单元中的每个编码单元在各深度值下的遍历过程完成后,再执行步骤15);其中,此处深度值的取值范围为[0,2];

步骤15):令f=f+1,将待编码的视频中下一帧待处理的编码帧作为当前编码帧,然后返回步骤4)继续执行,直至待编码的视频中的所有编码帧处理完毕;其中,f=f+1中的“=”为赋值符号。

2.根据权利要求1所述的一种编码复杂度可控的编码方法,其特征在于所述的步骤9)和所述的步骤13)中,ωi的计算过程为:当前编码帧中的序号为i的编码树单元在深度值为

0时遍历帧间2N×2N模式,得到当前编码帧中的序号为i的编码树单元中的每个像素点的原始像素值与预测像素值的差值;然后计算所有差值的平均值;再对所有大于平均值的差值进行累加,将所得的和值作为ωi的具体值;

所述的步骤9)中,若当前编码帧所属的图像组的前一个图像组为待编码的视频中的第

3个图像组时,则ωpre,m的计算过程为:待编码的视频中的第3个图像组中的第k帧编码帧中的序号为m的编码树单元在深度值为0时遍历帧间2N×2N模式,得到该编码树单元中的每个像素点的原始像素值与预测像素值的差值;然后计算所有差值的平均值;再对所有大于平均值的差值进行累加,将所得的和值作为ωpre,m的具体值。

3.根据权利要求1或2所述的一种编码复杂度可控的编码方法,其特征在于所述的步骤

11)中, 其中,QP表示待编码的视频的编码量化参数。