[发明专利]一种基于宏块分类的快速高效编转码方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字视频编解码技术领域，一种基于宏块分类的快速高效编转码方法。

背景技术

视频编转码技术是数字视频处理的关键技术，针对未压缩或已压缩视频文件，通过高性能、快速的编转码算法，可以将较大的视频文件压缩为占用空间更小的二进制文件。视频编转码技术在实际中都有着广泛的应用。例如视频会议，视频录制，数字视频在复杂带宽下传输，各种终端设备上自适应播放视频以及不同视频格式之间相互转换等。众多实际应用更加凸显了视频编转码技术的重要性，同时视频的应用要求编转码技术的快速、实时、多路超实时编转码。因而，快速高效的视频编转码技术成为越来越急需的实用技术。

一般的视频编转码算法通过快速模式决策、快速运动搜索算法对未压缩视频文件进行快速编码，或者通过利用现有已压缩的视频文件中编码信息，来大幅减少再次转压缩的复杂度。当前主流的快速编转码技术包含帧间、帧内的快速模式决策，运动搜索简化等。然而视频背景内容中包含有利于提高编转码效率的信息，一般的编转码算法没有充分的利用视频背景内容信息。

最近发展的视频编转码技术证明，基于视频内容的背景建模编转码技术，相比不利用视频背景信息的一般的编转码算法，可以实现较大的性能增益。针对视频背景特性，基于解码重建图像进行训练得到背景图像用于预测编码（黄铁军，张贤国，梁路宏，黄倩，高文.一种基于背景建模的静态摄像机视频压缩方法与系统.专利申请号201010034117.3）,该方法可以获得较高的性能提升，相比一般的编转码方式可以节省一半以上的码率。

虽然基于视频内容的背景建模编转码技术可以获得较高的性能提升，但是编转码的复杂度并没有降低，而且视频的背景信息也未被用于降低编转码复杂度。所以将视频的背景内容应用于提升编转码速度成为研究的热点。

发明内容

本发明解决的技术问题在于如何缩减编码或转码复杂度，并且保持显著的压缩效率。

为了解决以上问题，本发明提出了一种基于宏块分类的快速高效编转码方法，该方法利用视频图像块不同的特征信息，将图像内所有图像块进行分类，对不同类别的图像块使用不同的优化加速策略。

本发明提出的快速高效编转码方法，其主要步骤包括：

a)视频信息获取步骤：如果输入为原始数据，则直接进行数字化采样得到原始数据；如果输入为已压缩视频，则应首先对压缩视频解码获取视频信息，包括每个图像块的解码结果和编码工具使用情况信息；

b)背景图像获取步骤：编码时利用解码图像、输入原始图像或者重建图像进行训练，得到背景图像，或由外部输入已有的背景图像；

c)背景图像选择性的编入位流步骤：根据背景图像的获取方法来选择是否将背景图像编入位流；

d)编转码优化步骤：对图像块进行分类，并将分类信息用于编码或转码优化中，解码得到的工具使用情况信息会被重用于再编码过程。

进一步，作为一种优选方案，在视频信息获取步骤中,如果输入为已压缩视频，提取的编码工具使用情况信息包括：参考帧索引号、尺寸模式，变换方法，预测方式，量化参数，环路滤波方式，熵编码方法，位宽度信息，位宽度扩展情况，深度信息和运动向量信息。

进一步，作为一种优选方案，背景图像获取步骤中所使用的背景图像获取方法包含：

a)如果输入为未压缩视频，则利用输入原始图像进行背景建模，或

b)如果输入为已压缩视频，则利用解码图像进行背景建模，或

c)利用重建图像进行背景建模，或

d)由外部直接输入已有的背景图像。

进一步，作为一种优选方案，背景图像选择性的编入位流步骤中，使用了输入原始图像、解码图像训练或者外部输入得到的背景图像需要被编入位流，仅由重建图像训练得到的背景图像不会编入位流。

进一步，作为一种优选方案，所述编转码优化步骤包括以下步骤：

a)类别划分步骤：利用背景图像，将当前图像内的所有图像块进行分类，划分为不同特性的图像块类别，

b)基于分类的编转码优化步骤：将分类信息应用于编码或转码优化中，对不同类别的图像块或区域采用不同的编码或转码优化过程。

进一步，作为一种优选方案，编转码优化步骤中在对图像块进行分类时，采用至少一种如下的分类策略：

a)按照图像块的前背景属性进行划分，划分成前景、背景或者前背景边缘块，或

b)按照图像块的运动属性进行划分，划分成大幅运动图像块，静止图像块或小幅运动图像块，或