[发明专利]基于ROI的视频快速压缩方法、高清视频系统、4K视频系统

说明书

本发明属于高清视频处理技术领域，公开了一种基于ROI的视频快速压缩方法、高清视频系统、4K视频系统；分别对输入的视频序列进行预处理，得到不同的图像块；计算每个图像块静态区域的特征值；以块的坐标为基础，计算块的位置特征值；采用帧差法，计算块的运动特征系数；对块的静态特征与位置特征进行数学建模，得到块的全局静态关注系数；分别对静态关注系数和运动系数进行归一化处理，映射到固定的区间范围内；为归一化后的静态关注系数和动态关注系数分配权重，计算得到块的人眼关注系数；以块的人眼关注系数为基础，修正视频压缩算法的四叉树划分模型。本发明使视频压缩算法在不影响人感知的基础上，显著减少了算法的处理时间。

技术领域

本发明属于高清视频处理技术领域，尤其涉及一种基于ROI的视频快速压缩方法、高清视频系统、4K视频系统。

背景技术

目前，最接近的现有技术：随着高清视频、4K视频等更高分辨率的视频的出现，传统的视频压缩算法已经无法满足这些场景的应用。虽然如H264等这种有损压缩算法理论上可以将视频的大小尽可能地压缩，但是视频的内容也会丢失一大部分，对于解码端的用户而言，是一种不可承受的损失。所以经由JCTVC组织在H264的基础上研发了新一代的视频编解码标准HEVC，又称H265。HEVC是在H264基础上改进而来，优化了H264中的多种技术，包括更大的CTU，更多的预测模式等。该算法与H264相比，能够在相同的压缩性能下，将视频的大小节省近一半左右，所以在相同的信道带宽下，HEVC会具有更好地表现，用户也可以看到细节更加丰富的视频内容。在HEVC的编码过程中，需要对CTU进行四叉树形式的划分，以得到最佳的编码CU。在划分过程中，HEVC普遍采用了RDO来计算当前CU块的率失真代价，通过对每个CU进行递归计算，得到最小的代价值。通过这样一种编码方式，HEVC实现了在压缩码率和视频失真之间的最佳适配。

在HEVC的编码器中，由于需要对各层的CU进行递归计算代价值，导致算法需要浪费大量的时间才能得到最佳的编码参数。而通过这些编码参数压缩后的视频，在解码端的用户可能并不会感到明显的差别。这就造成了HEVC在视频压缩过程中的一些劣势：如编码时间过长、无法实时编解码、视频解码后用户体验不明显等。同时，由于HEVC在编码上需要浪费大量的时间，这导致了HEVC无法应用在一些实时场景中，如高清会议、直播等。

综上所述，现有技术存在的问题是：HEVC需要消耗大量的计算时间，导致HEVC无法应用在一些实时场景，如高清会议、高清直播中，极大地延缓了HEVC的推广。

本发明通过对人眼关注特性进行数学建模，并使用该模型修正HEVC的四叉树划分，可以在不影响用户主观感受的同时，显著地减少视频的压缩时间，解决了HEVC无法实时应用的缺陷。

解决上述技术问题的难度：

通过对人眼关注特性进行数学建模，得到人眼对视频的关注系数来修正HEVC的四叉树划分模式，是本发明的主要难点。

解决上述技术问题的意义：

通过对人眼关注特性进行数学建模，利用数学模型来修正HEVC的四叉树划分，可以在不影响用户主观体验的同时，减少压缩时间。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于ROI的视频快速压缩方法、高清视频系统、4K视频系统。

本发明是这样实现的，一种基于ROI的视频快速压缩方法，所述基于ROI的视频快速压缩方法包括：

第一步，对输入的视频进行预处理，得到相应的块；

第二步，计算每个块的信息熵，得到块的静态特征F1；

第三步，根据块的坐标，计算每个块的位置特征F2；

第四步，以静态特征和位置特征为基础，得到块的静态关注系数w1；