[发明专利]一种基于多域JND模型的视觉感知编码方法

权利要求书

1.一种基于多域JND模型的视觉感知编码方法，其特征在于包括步骤如下：

1)读入一个变换编码块，进行变换编码，判断当前块是否属于亮度分量，若属于，则执行步骤2)；否则结束感知编码算法流程；

2)计算每个变换系数对应的时空频多域JND阈值，具体方法为：

(1)计算每个变换系数的空域基本JND阈值J_base，按下式计算：

其中，J_d(ω)和J_v(ω)表示对角线和垂直方向的空频域基本最小可感知阈值模型，表示DCT系数方向角，分别按下式计算：

J_d(ω)＝0.0293ω²-0.1382ω+1.75

J_v(ω)＝0.0238ω²-0.1771ω+1.75

其中，ω表示位于(i,j)位置系数的空间频率，按下式计算：

其中，R_vd表示观察距离和图像高度的比例，Pic_h表示图像高度所包含的像素数量；

(2)计算每个变化系数的亮度自适应掩蔽调制因子M_LM，按下式计算：

其中μ_p表示变换块的平均亮度强度，M_0.1(ω)和M_0.9(ω)分别表示μ_p为0.1和0.9时的M_LM，分别按下式计算：

M_0.1(ω)＝2.468×10^-4×ω²+4.466×10^-3×ω+1.14

M_0.9(ω)＝1.230×10^-4×ω²+1.433×10^-2×ω+1.34

其中N表示DCT块的大小；K为像素深度，在8bit的图像中为255；I(i,j)表示i列j行的像素强度；

(3)计算每个变换系数的对比掩蔽效应调制因子M_CM，按下式计算：

M_CM(ω,τ_SCI)＝f(ω)·τ_SCI+1

其中τ_SCI表示变换块平均结构强度，f(ω)表示在不同τ_SCI下M_CM和ω的关系式，分别由下式计算：

其中C(ω)代表空间频率为ω的DCT系数值，f(ω)中的各个常量系数如下所示：

0≤ω＜ω₀:ε＝8.03,γ＝4.55,η＝29.37

ω≥ω₀:ε＝31.17,γ＝9.44,η＝6.23；

(4)计算每个变换系数的时域掩蔽调制因子M_TM，按下式计算：

其中f_t表示时间频率，按下式计算：

f_t＝f_sx·v_x+f_sy·v_y

其中，f_sx和f_sy分别表示水平和垂直方向的空间频率，v_x和v_y分别表示物体在人眼视网膜平面上的水平和垂直运动速度，单位是度/秒，分别如下式计算：

f_sx＝i/2Nθ

f_sy＝j/2Nθ

v_τ＝v_Iτ-v_Eτ,(τ＝x,y)

其中v_Iτ和v_Eτ分别表示物体在图像平面上的运动速度和眼球的运动速度；v_Eτ通过如下计算：

其中，g_spem表示人眼运动平滑的修正值，这里设为0.84；v_MIN表示眼球漂移运动的最小值，这里设为0.15度/秒；v_MAX表示眼球扫视的最大速度，这里设为80度/秒；而物体在图像平面上的运动速度v_Iτ表示为：

v_Iτ＝fr·mv_τ·θ,(τ＝x,y)

其中fr表示帧率，mv_τ表示某个变换块的水平和垂直运动矢量，在编码过程中获得；

(5)计算每个变换系数的最小可感知失真阈值JND_ST，按下式计算：

3)计算变换系数的最合适抑制值Ω(i,j)，具体方法为：

(1)初始化k＝0，计算D_B(k)，令D_BX＝D_B(k)：

Δc(i,j)＝|c(i,j)-Q^-1(Q(c^*(i,j)))|

(2)判断：若D_BX≥1，k＝0，则直接转到步骤(5)；否则转到步骤(3)；

(3)若k小于1，则计算D_B(k+0.5)，然后令D_BY＝D_B(k+0.5)；否则计算D_B(k+1)然后令D_BY＝D_B(k+1)；

(4)判断：

①当D_BX＜1且D_BY≥1，按下式计算k，然后转到步骤(5)；

α＝D_BY-D_BX,(k＝0,0.5,1,2,3)

β＝D_BX-α·k,(k＝0,0.5,1,2,3)

k＝(1-β)/α

②当D_BX＝D_BY，取当前k作为最合适的k值，然后转到步骤(5)；

③当k＝2时，取k＝3作为最合适的k值，然后转到步骤(5)；若k小于1，则将k+0.5；否则将k+1；令D_BX＝D_BY，然后执行步骤(3)；

(5)按下式计算每个变换系数最合适的抑制值Ω(i,j)：

4)进行变换系数幅值的抑制，按下式计算：

其中c(i,j)表示原始变换系数，c^*(i,j)表示经过抑制之后的变换系数；

5)将抑制之后的变换系数经过量化及熵编码之后的码流大小作为新的码流大小加入率失真优化公式中，如下式表示：

之后转到步骤1)。