[发明专利]一种基于H.264的视频压缩方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种视频压缩算法。尤其涉及一种基于H.264的视频压缩方法。

背景技术

H.264是由联合视频组(JVT)近年来致力开发研究的最新视频压缩国际标准，与以前的国际标准如H.263和MPEG-4相比，最大的优势体现在以下四个方面：

1.将每个视频帧分离成由像素组成的块，因此视频帧的编码处理的过程可以达到块的级别。

2.采用空间冗余的方法，对视频帧的一些原始块进行空间预测、转换、优化和熵编码(可变长编码)。

3.对连续帧的不同块采用临时存放的方法，这样，只需对连续帧中有改变的部分进行编码。该算法采用运动预测和运动补偿来完成。对某些特定的块，在一个或多个已经进行了编码的帧执行搜索来决定块的运动向量，并由此在后面的编码和解码中预测主块。

4.采用剩余空间冗余技术，对视频帧里的残留块进行编码。例如：对于源块和相应预测块的不同，再次采用转换、优化和熵编码。

标准的H.264编码组分图如图1所示，其包括如下步骤：

(1)采用帧内预测或者运动估计决定所采用的最佳预测模式。

(2)将实际像素值减去预测值，得到残差。

(3)对残差进行变换和量化。

(4)变长编码和算术编码，并对量化的数据进行反量化和反变换，重构得到的图像滤波后作为其它帧的参考帧。

然而，H.264编码过程中，由于采用了多帧和高精度运动估计以及率失真优化等技术使得编码复杂度大幅增加，对硬件电路的设计和运算速度都提高了要求，另外，采用基于块的离散余弦变换与量化相结合的混合编码技术。其在低码率的情况下，重构的图像中会出现严重的块效应现象，且比特率越低时块效应越严重，图像的视觉效果也就越差。由于带宽的限制，现今低码率视频传输仍占有相当大的比重，且作为视频终端的接受者，人们更加注重图像的主观感受。在低码率的情况下，低码率和块效应之间存在着比较突出的矛盾。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于H.264的视频压缩方法，其占用较低码率的同时，减少图像块效应。

一种视频压缩方法，包括如下步骤：

1、采用基于结构相似度的快速运动估计决定所采用的最佳预测模式；

2.将实际像素值减去预测值，得到残差；

3.对残差进行变换和量化；

4.对量化的数据变长编码，并对量化的数据进行反量化和反变换，重构得到

的图像采用多模式的快速环路滤波后作为其它帧的参考帧。

本发明采用基于结构相似度的快速运动估计选择最佳预测模式，简化了复杂的搜索模式，达到了减小运动估计复杂度、改善压缩性能、有效的节约编码时间和降低码率；基于多模式的快速环路滤波，其针对不同的模式特点采用相应的滤波技术，其有效的降低滤波过程的复杂度，在保持图像客观质量的同时更好的降低了块效应。

附图说明

图1为现有技术中基于H.264视频压缩方法流程示意图；

图2为本发明基于H.264的视频压缩方法流程示意图；

图3为基于结构相似度快速运动估计方法流程示意图；

图4为环路滤波去块算法流程示意图；

图5为增强前向纠错算法流程示意图；

图6为基于速率兼容的收缩卷积码(RCPC)信道编码的非平等保护流程示意图；

图7为可变宏块排序(FMO)码率失真优化调度流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步的说明。

如图1，为现有技术中H.264编码标准的功能模块图，输入的视频进入编码器，由编码器对输入的信号进行帧分析，采用帧内预测或者运动估计决定所采用的最佳预测模式。然后用实际像素值减去预测值，得到残差值后对其进行变换和量化，然后对其变长编码，并对量化的数据进行反量化和反变换，重构得到的图像滤波后作为其它帧的参考帧。

H.264编码标准提高了图像传输效率的同时，随之而产生的由于多帧和高精度运动估计以及率失真优化等技术使得编码复杂度大幅增加，对硬件电路的设计和运算速度都提高了要求。

如图2，本发明的一种基于H.264的视频压缩方法，包括如下步骤：

1、采用基于结构相似度的快速运动估计决定所采用的最佳预测模式；

2、将实际像素值减去预测值，得到残差；

3、对残差进行变换和量化；