[发明专利]一种基于能量守恒的全零块检测方法

权利要求书

1.一种基于能量守恒的全零块检测方法，其特征在于：

1）查表得到检测全零块的阈值T(2)和Th；

2）对获得的绝对误差和SAD进行判断：SAD<T(2)，满足条件则判断该块为全零块跳到步骤5），否则跳到步骤3）；

3）判断计算直流系数DC是否为零，若为零跳到步骤4），否则判断该块为非全零块，跳到步骤6）；

4）判断SAD<Th，满足条件则判断该块为全零块跳到步骤5），否则判断该块为非全零块，跳到步骤6）；

5）跳过变换量化操作，进入下一块编码；

6）进行变换量化操作，进入下一块编码。

2.根据权利要求1所述的基于能量守恒的全零块检测方法，其特征在于：

当SAD>T(2)时，对当前块的特性进行以下处理：

1）直流系数量化为零的条件

由H.264的整数变换量化公式可知直流量化系数Z(0,0)为0的条件为：

|W(0,0)|<(2qbits-f)M[qrem][2]=T(2)---(1)]]>

由W＝CXC^T可知因此直流系数量化为0的判断条件为：

|Σx=03Σy=03f(x,y)|<T(2)---(2)]]>

2）交流系数量化为0的条件

假设作为DCT输入的残差系数f(x,y)近似为均值为0方差为σ的高斯分布：

p(f)=12πσe-f22σ2,]]>-∞<f<+∞       (3)

|f|的期望为：

E[|f|]=∫-∞+∞|f|12πσe-f22σ2df=2πσ---(4)]]>

由于E[|f|]可以近似表示为：

E[|f|]≈SADN2---(5)]]>

其中N表示块尺寸，因此由公式(4)和(5)得到：

σ≈π2SADN2---(6)]]>

由H.264的变换量化公式可知等于I，因此根据帕斯瓦尔原理可以得到：

Σu=0N-1Σv=0N-1FI2(u,v)=Σx=0N-1Σy=0N-1f2(x,y)---(7)]]>

F_I(0,0)表示直流系数，可表示为：

FI(0,0)=1NΣx=0N-1Σy=0N-1f(x,y)---(8)]]>

因此对于交流系数的总能量可以表示为：

Σu+v≠0FI2(u,v)=Σu=0N-1Σv=0N-1FI2(u,v)-FI2(0,0)=Σx=0N-1Σy=0N-1f2(x,y)-FI2(0,0)---(9)]]>

很自然地：

max{|FI(u,v)|2,u+v≠0}≤Σu+v≠0|FI(u,v)|2---(10)]]>

由于DCT系数量化为零的条件为：

|FI(u,v)|<56×QStep---(11)]]>

其中QStep=0.625×2^QP/6，由公式(9)、(10)和(11)得到交流系数为零的条件：

Σx=0N-1Σy=0N-1f2(x,y)-FI2(0,0)<(56×QStep)2---(12)]]>

又因为：

N2σ2=Σx=0N-1Σy=0N-1[f(x,y)-1N2×Σx=0N-1Σy=0N-1f(x,y)]2]]>

=Σx=0N-1Σy=0N-1f2(x,y)-1N2×[Σx=0N-1Σy=0N-1f(x,y)]2---(13)]]>

=Σx=0N-1Σy=0N-1f2(x,y)-FI2(0,0)]]>

由公式(12)和(13)得到交流系数为零的条件:

N2σ2<(56×QStep)2---(14)]]>

将公式(6)代入(14)可得到由SAD判断交流系数为零的条件：

SAD<2π·N·56×QStep---(15)]]>

由于不同视频和编码方式下，DCT系数的分布模型或相应N×N残差块的能量有所不同，因此我们引入一个伸缩因子k：

SAD<k·2π·N·56×QStep=Th---(16)]]>

根据统计得到的全零块与SAD的关系，当QP<30时设定k为经验值1.4，当QP≥30时设定k为经验值1.3。