[发明专利]基于帧率变换的高性能视频编码改进方法

权利要求书

1.一种基于帧率变换的高性能视频编码改进方法，其主要特征在于包括以下过程步骤：

(1)编码前对原始帧率视频进行自适应抽帧，并设定相邻两参考帧间最大抽帧数为2，最小抽帧数为0；

(2)编码抽帧后视频，解码端解码，并从传输的码流信息中提取相关的运动矢量以及HEVC中特殊的帧内分块信息；

(3)通过步骤(2)中获得的运动矢量对丢失帧进行双向运动估计获得初始运动矢量；

(4)结合从码流信息中获取的帧内分块信息确定一帧中帧内编码块的位置，由于帧内编码块的运动信息不可用于插帧重建，因此，对于帧内编码块运动矢量信息是通过该帧内编码块相邻块以及相邻两参考帧中同一位置块的运动矢量的加权平均值来代替，得到丢失帧修正运动矢量；

(5)通过对帧内块运动矢量的运动估计，使得每个编码块都有了自己的运动矢量信息，对每个4*4的块进行运动矢量平滑处理；

(6)结合前面得到丢失帧的最终运动矢量信息，通过基于块覆盖的双向运动补偿插帧方法对低帧率解码视频进行插帧重建。

2.如权利要求1所述的基于帧率变换的高性能视频编码改进方法，其特征在于在步骤(1)中对原始帧率视频进行自适应抽帧，判断一帧是否为可丢弃帧具体方法为：

其中，f_i-1(i,j)表示前一参考帧在位置(i,j)处的像素值，f_i(i,j)表示当前参考帧在位置(i,j)处的像素值，m和n分别表示视频的宽度和高度，MSAD_i则表示相邻两帧对应位置像素绝对误差的平均值，R表示相邻帧的相对变化率，若MSAD_i和R的值均大于给定的阈值，则判断第i帧为场景跳变帧,则对该帧进行保留,不进行抽帧处理；反之,则将该帧视为可抽弃帧,判断完一帧后,继续判断相邻下一帧是否为可抽弃帧。

3.如权利要求2所述的基于帧率变换的高性能视频编码改进方法，其特征在于自适应抽帧过程中设置MSAD_i阈值为35、R阈值为3，相邻两参考帧最大连续抽帧数为2、最小为0。

4.如权利要求1至3任一项所述的基于帧率变换的高性能视频编码改进方法，其特征在于对于丢失帧运动估计方法为：

其中，(V_x,V_y)为码流中获得的待插帧的前参考帧和后参考帧之间的运动矢量，则表示由参考帧运动矢量信息计算得到的待插帧相对于前后参考帧的初始运动矢量。

5.如权利要求4所述的基于帧率变换的高性能视频编码改进方法，其特征在于结合帧内分块信息对帧内块运动矢量进行填充方法为：

MV_intra表示帧内块运动信息估计值，MV_prev和MV_curr分别表示前一参考帧和后一参考帧中与该帧内块相同位置处的运动矢量信息，MV_i表示与该帧内块相邻的块运动矢量，w_i表示补偿权重，n为相邻块的个数。

6.如权利要求5所述的基于帧率变换的高性能视频编码改进方法，其特征在于，所述补偿权重w_i的设定规则是：若相邻块的大小与该帧内块相同则权重为1，否则，按照相邻块与帧内块在HEVC中的划分深度的差值来确定，相差1，则权重为0.5，相差2，权重为0.25，以此类推；如果相邻块中存在帧内块则不算在内，若周围全是帧内块，则该帧内块运动矢量设为0。

7.如权利要求6所述的基于帧率变换的高性能视频编码改进方法，其特征在于对丢失帧进行恢复前，为每个4*4块运动矢量信息进行平滑滤波处理。

8.如权利要求7所述的基于帧率变换的高性能视频编码改进方法，其特征在于通过改进的基于块覆盖的双向运动补偿方法进行丢失帧恢复，具体方法为：

其中，F(x,y)表示待插帧在位置(x,y)的块重建值，n表示该待插值块所覆盖参考块的个数，F_t-1(x,y)表示待插帧的前一时刻帧，F_t+1(x,y)表示待插帧的后一时刻帧，表示待插帧在位置(x,y)处的块运动矢量。