[发明专利]一种基于空间位置自适应质量调整的视频、图像编解码方法及装置

说明书

本发明提供了一种视频、图像编解码中基于图像空间位置的自适应质量调整方法和装置，该发明用于处理质量重要性在空间不相同的视频、图像，即质量评价指标是空间误差非均匀加权。对于图像或视频的每帧，通过对不同空间位置的单元自适应质量调整，使重要性大的空间位置具有较好的质量，在相同的码率下，提升视频、图像整体加权质量。其中自适应质量调整可以通过调整量化步长实现。另外还可以修改对应的lambda用于编码决策。本发明给出的方法在视频或图像的编码中能够提升编码性能。本发明在提出视频、图像编解码中基于图像空间位置的自适应质量调整方法的同时，还提出了相应的装置。

技术领域

本发明专利属于视频、图像编码领域，具体涉及一种视频、图像编码或解码中基于图像空间位置的自适应质量调整方法和装置。

背景技术

有损视频、图像编码中，量化技术对视频、图像质量的影响很大。量化技术通过对变换系数进行量化，引入信号失真，提高压缩率。量化程度由量化步长决定，量化步长越大，引入信号噪声越大，压缩率越大，也就是量化步长越大，失真越大，但码率越小。以HEVC为例，HEVC用量化程度指标量化参数QP来表明编码失真程度，QP与量化步长Q_step有如下对应关系：

Q_step≈2^(QP-4)/6,

QP与量化步长Q_step对应关系可查表确定，且QP范围为0-51。编码解码系统也可以规定其它的对应关系。

在HEVC编码控制中，编码决策的代价函数使用了拉格朗日乘子lamda。lamda与量化程度的指标QP相关联。而且在决策不同任务时，使用不同的lamda。例如：亮度块划分或帧内、帧间模式选择的模式乘子lamda_mode、运动估计的运动估计乘子lamda_motion与QP的关系如下：

lamda_mode＝α*2^((QP-12)/3)

其中，因子α由编码配置、编码图像在图像组GOP中所处的位置以及当前图像是否作为参考图像。

对于传统的视频、图像编码，客观质量评价是对每帧图像进行空间像素误差均匀加权得到的。比如HEVC、AVC视频编码标准把PSNR作为评价指标。在编码端，可以设定序列或图像的量化程度指标。对于一帧图像，会设置一个基本量化参数baseQP，可以通过码率控制、内容复杂度分布的分析等设定图像局部区域的量化程度指标，在baseQP基础上进行调整。但对于每帧图像不同的空间位置，不会针对的根据位置自适应调整QP，也就是一帧图像不同位置的baseQP不同，量化程度和图像的空间位置是不相关的。

随着视频，图像技术发展，一些新应用的质量评价指标是空间像素误差非均匀加权，比如360度全景视频，360度范围的图像表达为一个或多个的投影面,均匀采样的投影面映射到球面会不均匀。因此图像的不同空间位置质量的重要性、伸缩比例系数不同，需要球面加权评价[1]。附图5列举了部分360视频投影格式的评价伸缩比例系数图，不同面也可以重新拼放组合，投影格式上每个像素都有对应的伸缩比例系数W_i，j，伸缩比例系数W_i，j表示每个像素映射到单位球面的面积与投影格式上像素的面积比，其中亮度值大的区域表明该区域的像素伸缩比例系数大。对于这类视频、图像若仍采用相同的量化步长或者相同的量化步长组进行编码，不同位置视频的质量差异较大。在码率约束下，会使图像质量伸缩比例系数较小的空间位置消耗较多码率，影响整体的编码性能。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种视频、图像编码或解码中基于图像空间位置的自适应质量调整方法和装置。通过对视频、图像不同空间位置的单元自适应调整量化步长，使重要性大的空间位置具有较好的质量，在相同的码率下，提升视频、图像整体加权质量。

本发明的第一目的是提供一种基于空间位置自适应质量调整的视频、图像编码或解码方法，包括如下内容：