[发明专利]基于三维小波视频编码的码率控制方法

权利要求书

1.基于三维小波视频编码的码率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、对于一个包含N帧图像的帧组进行基于运动轨迹的时域滤波；

具体为：

对一个帧组中的N＝2ⁿ帧图像，其中，n为时域滤波的级数，以相邻三帧为基本单位，采用5/3小波进行运动估计，按照运动轨迹进行时域滤波；当不足三帧时，采用Haar小波进行时域滤波处理；

步骤二、分别计算时域滤波后高低频帧中每一帧的能量和方差；

步骤三、结合时域滤波后当前帧的能量与当前帧所在的时域滤波级数，计算当前帧的能量所占整个帧组能量的比率ratio，并通过该比率计算能量和滤波级数相关的人眼视觉权重系数，在码率控制中用能量和滤波级数相关的人眼视觉权重系数修改原有的目标比特数平均分配公式，得到修改后的目标比特数平均分配公式；其中，能量和滤波级数相关的人眼视觉权重系数通过式(4)计算：

α(ratio,n)＝ratio*1/(3n+1) (4)；

步骤四、结合时域滤波后当前帧的方差与当前帧所在的时域滤波级数，计算每个子带方差和滤波级数相关的人眼视觉权重系数，利用方差和滤波级数相关的人眼视觉权重系数，对每个子带的量化步长进行调整，修改原始的子带量化矩阵，得到修改后的子带量化矩阵；

通过式(6)计算每个子带方差和滤波级数相关的人眼视觉权重系数α(idx)：

α(idx)＝Variance_orient/(Variance*n) (6)；

其中orient为子带编号，Variance_orient为对应子带的方差；Variance为当前帧的方差；

步骤五、根据修改后的目标比特数平均分配公式与子带量化矩阵进行后续编码。

2.根据权利要求1所述的基于三维小波视频编码的码率控制方法，其特征在于：步骤二中，对于低频帧，先去除直流分量后再计算每一帧的能量和方差。

3.根据权利要求2所述的基于三维小波视频编码的码率控制方法，其特征在于：步骤二中通过下式计算能量和方差：

能量：

方差：

其中，coeff(i,j)代表图像在i,j的像素值，M，N代表图像的长宽。

4.根据权利要求1-3任一所述的基于三维小波视频编码的码率控制方法，其特征在于：步骤三中当前帧的能量所占整个帧组能量的比率ratio通过式(3)计算：

ratio＝Energy_l/Energy_GOP (3)；

其中，Energy_l为当前帧能量，Energy_GOP为整个帧组能量；

步骤三中修改后的目标比特数平均分配公式为式(5)：

Bit_l＝Bit_GOP/N*α(ratio,n) (5)；

其中，Bit_l为当前帧组中当前帧分配的比特数，Bit_GOP为当前帧组整个分配的比特数，N为当前帧组的总帧数。

5.根据权利要求4所述的基于三维小波视频编码的码率控制方法，其特征在于：

步骤四中修改后的子带量化矩阵为：

Q_new(orient,idx,n)＝Q(orient)*α(idx) (7)

其中，Q(orient)为初始分配量化矩阵。