[发明专利]屏幕内容视频最优帧率的选择方法

说明书

一种屏幕内容视频最优帧率的选择方法，由确定视频帧像素的平均背景亮度、确定视频帧的背景帧差、确定视频的运动强度、确定视频运动强度的阈值、确定视频帧的运动变化平滑度、确定视频的运动变化平滑度、选择视频的最优帧率步骤组成。本发明解决了现有技术没有考虑屏幕内容视频的内容特性和运动变化平滑度影响的问题。本发明具有选择最优帧率准确度高等优点，可用于屏幕内容视频采集、编码、通信技术领域。

技术领域

本发明属于视频处理技术领域，具体涉及到屏幕内容视频的最优帧率选择。

背景技术

随着网络通信技术、多媒体技术、计算机技术等的飞速发展，屏幕内容视频被广泛应用于远程教育、屏幕共享、远程桌面等领域。屏幕内容视频是由计算机生成的视频类型，其主要包括文字、图表、图标、图形等内容。帧率是屏幕内容视频的一个重要属性。受人类视觉系统时间暂留原理影响，当视频的帧率低于某个阈值时，人眼就会感知到视频中的运动目标运动不连续，不平滑，出现卡顿，显著影响视频的感知质量。最优帧率即对应视频中物体平滑运动的最低帧率，此时感知到视频中物体运动是平滑的，且视频数据量也最低。最优帧率选择方法可以应用于屏幕内容视频采集、编码、通信等领域，为屏幕内容视频在通信系统中更加有效的传输与存储提供了基本保障。

目前的最优帧率选择方法主要面向自然视频，相比于由摄像机拍摄的自然视频，屏幕内容视频在内容特性上存在很大区别。另一方面，当前的最优帧率选择方法主要考虑了运动强度对视频最优帧率的影响，并没有考虑运动变化平滑度对视频最优帧率的影响。运动变化平滑度是视频运动信息的一个重要属性，其表征视频中物体运动强度的变化情况。匀速运动物体对应的运动变化最平滑，运动变化平滑度值最低。运动变化平滑度对视频最优帧率的选择有显著影响，即视频运动变化越平滑，其对应要保证人眼感知平滑运动的最优帧率值越大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的缺点，提供一种适用于屏幕内容视频，同时考虑视频运动强度与运动变化平滑度，最优帧率选择准确的屏幕内容视频最优帧率的选择方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是由下述步骤组成：

(1)确定视频帧像素的平均背景亮度

按式(1)确定视频第i帧第x列第y行像素的平均背景亮度I_bg(x,y,i)：

其中，x表示列、y表示行，x∈{1,2..,w}，y∈{1,2..,h}，i∈{2,3..,N}，w、h分别表示帧的宽、高，N表示视频的总帧数，B(m,n)表示中心位于第x列第y行位置的低通加权滤波器掩膜的系数，m∈{1,2..,5}，n∈{1,2..,5}，I(x-3+m,y-3+n,i)表示第i帧第x-3+m列第y-3+n行像素的亮度。

(2)确定视频帧的背景帧差

按式(2)确定视频第i帧的背景帧差f(i)：

其中，I(x,y,i)、I(x,y,i-1)分别表示第i帧和第i-1帧的第x列第y行像素的亮度值，I_bg(x,y,i-1)表示第i-1帧第x列第y行像素的平均背景亮度。

(3)确定视频的运动强度

按式(3)确定视频的运动强度f_v：

(4)确定视频运动强度的阈值

按式(4)确定视频运动强度的阈值λ：