[发明专利]一种面向E-Paper显示器的视频编解码方法

说明书

本发明提供了一种面向E‑Paper显示器的视频编解码方法。首先，根据黑白E‑Paper的显示原理，对视频的编码过程中解耦色度通道，降低编码复杂度和传输码流；其次，视频播放时不仅存在编码失真，还存在由于E‑Paper响应时间问题导致的显示失真，故通过辅助设备采集E‑Paper显示设备上的视频内容，并基于深度学习网络学习解码后视频帧与显示图像间的映射关系。最后，将解码生成视频内容通过深度学习习得的模型生成考虑显示失真的预处理视频帧，进而提升观感质量。本发明有效地解决视频编码复杂度，传输负载以及E‑Paper显示器的视频观感质量问题。

技术领域

本发明涉及E-Paper技术领域，特别是一种面向E-Paper显示器的视频编解码方法。

背景技术

E-Paper，即电子纸，是类似纸张的一种显示器。E-Paper显示器由于其不同于LED显示屏和OLED显示屏的显现方式可以有效的减缓长时间注视屏幕造成的眼睛疲劳。目前E-Paper显示器较为成熟的仍是黑白显示器，其应用于网页浏览，漫画阅读，以及电子论文阅读等方面表现出优异的性能。但是显示屏在视频播放时由于E-Paper显示机制的原因，存在显示失真的问题影响使用者观看使用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种面向E-Paper显示器的视频编解码方法，能有效加快视频的编码时间，降低传输码流，提升E-Paper显示器的视频观感质量。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种面向E-Paper显示器的视频编解码方法，包括以下步骤：

步骤S1：设计一个面向E-Paper的低复杂度和低码流的视频编解码方案；

步骤S2：通过辅助设备，离线学习灰度位数为L,灰度级为2^L的E-Paper显示器上视频内容观感失真与解码内容之间的深度学习模型；

步骤S3：利用步骤S2训练好的深度学习模型，对解码视频反向生成抵消显示失真的视频帧。

在一较佳的实施例中：所述步骤S1具体如下：

步骤S11、将传统的RGB三通道视频帧转换成YUV通道的视频帧，其采用VVC编码方案，其编码复杂度为：

其中，T表示帧的编码时间，C表示总的通道数，c表示通道索引，t_c表示c通道的编码时间；通过解耦色度通道，仅编码Y通道即亮度通道的方案，其复杂度表示为:

T＝t_Y；

其中，t_Y表示的Y通道编码的时间复杂度。

在一较佳的实施例中：所述步骤S2具体为：

步骤S21：利用VVC编码方案，选取现有的CPIV数据集在不同量化系数下的解码视频，在灰度位数为L,灰度级为2^L的E-Paper显示器上进行播放；并用相机将E-Paper显示器上的视频帧进行采集，获得采集视频；

步骤S22：将解码视频集和采集视频集中帧进行匹配，并构建数据集；

步骤S23：设计深度循环网络中的生成显示失真网络反应的是解码视频帧E和显示视频帧D中由于E-Paper导致的失真过程F(·)，其公式表达式如下：

D＝F(E)。

在一较佳的实施例中：所述步骤S3具体为：

步骤S31：设计深度循环网络中的去除显示失真网络将解码视频帧E作为输入，反向生成抵消显示失真的视频其公式表示为：

步骤S32：深度循环网络损失函数：