[发明专利]一种基于3D-Gradient引导的屏幕内容视频编码码率控制方法

权利要求书

1.一种基于3D-Gradient引导的屏幕内容视频编码码率控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)通过3D-Gradient滤波器对屏幕内容视频序列进行空域以及时域特征提取；

2)通过提取X,Y和T方向上的空时域特征融合计算像素级复杂度因子，计算编码树单元的复杂度因子；

3)结合编码树单元的复杂度因子以及当前编码帧的复杂度因子计算当前编码树单元的复杂度因子，进行编码树单元的目标比特分配；

4)获取当前编码帧参考序列和重建序列的空时域特征相似度，并结合获得的编码树单元的目标比特分配进行率失真模型的构建；

5)通过率失真模型进行编码参数的确定以及更新，生成码率控制模型。

2.如权利要求1所述的一种基于3D-Gradient引导的屏幕内容视频编码码率控制方法，其特征在于，在步骤1)中，通过3D-Gradient滤波器对屏幕内容视频序列进行空域以及时域特征提取，具体包括：

在编码器中输入屏幕内容视频测试序列，提取视频序列的亮度像素值；

在编码过程中通过3D-Gradient滤波器在空域X，Y方向和时域T方向分别同时提取当前编码帧的参考视频帧以及重建视频帧的空时域结构特征。

3.如权利要求1所述的一种基于3D-Gradient引导的屏幕内容视频编码码率控制方法，其特征在于，通过提取X,Y和T方向上的空时域特征融合计算像素级复杂度因子，计算编码树单元的复杂度因子，具体为：

通过上述3D-Gradient滤波核在空域X、Y方向以及时域T方向与视频序列像素亮度值p(x,y,t)进行卷积获得像素级复杂度因子，其公式如下：

其中，sgn(z-t)为符号函数，convX(x,y,z)，convY(x,y,z)，convT(x,y,z)为z帧在X,Y和T三个方向上的卷积，编码树单元的平均复杂度因子计算公式如下：

其中，N为当前编码树单元中像素的个数，w和h为当前编码树单元的的宽度和高度，为X，Y和T方向上像素级复杂度因子，GPP_CTUx，GPP_CTUy，GPP_CTUt为X，Y和T方向上CTU级复杂度因子。

4.如权利要求1所述的一种基于3D-Gradient引导的屏幕内容视频编码码率控制方法，其特征在于，在步骤3)中，结合编码树单元的复杂度因子以及当前编码帧的复杂度因子计算当前编码树单元的复杂度因子，进行编码树单元的目标比特分配，其中，编码树单元的复杂度因子计算公式如下：

其中，MGpp_curCTU是当前编码树单元的平均复杂度因子，MGpp_curframe表示当前编码帧的复杂度因子，M为当前编码帧中像素的个数，W和H为当前编码帧的宽度和高度，为X，Y和T方向上像素级复杂度因子，GPP_x，GPP_y，GPP_t为X，Y和T方向上帧级复杂度因子。

5.如权利要求1所述的一种基于3D-Gradient特征自适应块分类的屏幕内容视频编码码率控制方法，其特征在于，在步骤4)中，获取当前编码帧参考序列和重建序列的空时域特征相似度，并结合获得的编码树单元的目标比特分配进行率失真模型的构建，具体包括：

分别计算当前编码帧的参考视频帧以及重建视频帧的空时域结构特征，融合当前编码帧的参考视频帧及其重建帧在X，Y和T方向上的复杂度因子获取其空时域特征相似度，特征相似度公式如下所示：

其中，α，β以及γ分别为局部质量指标在X、Y、T三个方向上的权重值；G_rx，G_ry和G_rt分别为当前编码帧的参考视频序列在X，Y和T方向上复杂度因子，G_dx，G_dy和G_dt分别为当前编码帧的重建视频序列在X，Y和T方向上复杂度因子。

6.如权利要求1所述的一种基于3D-Gradient特征自适应块分类的屏幕内容视频编码码率控制方法，其特征在于，通过率失真模型进行编码参数的确定以及更新，生成码率控制模型，具体为：

通过复杂度特征相似度引导码率控制模型中参数估计，生成最终码率控制模型。