[发明专利]基于结构相似度的高效视频编码感知率失真优化方法

摘要

一种基于结构相似度的高效视频编码感知率失真优化方法，包括以下步骤在高效视频编码器编码端进行模式判决前，利用结构相似度作为失真的评价标准进行图像失真的计算，并用其替代高效视频编码器编码端率失真判决中的编码图像失真值的计算；根据编码图像空域和时域上邻近区域的运动强度一致性来修正高效视频编码率失真判决计算中的拉格朗日因子，进行当前编码区域率失真优化计算。本发明将结构相似度作为图像失真的评价标准，同时利用帧间编码中前后帧空间和时间相关性，推导当前编码区域的运动强度一致性，并据此修正率失真判决中用到的参数，从而在没有太大增加计算复杂度的情况下，大幅度地提高了编码图像的感知视觉质量。

主权项

一种基于结构相似度的高效视频编码感知率失真优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、在高效视频编码器编码端进行模式判决前，利用结构相似度作为失真的评价标准进行图像失真的计算，并用其替代高效视频编码器编码端率失真判决中的编码图像失真值的计算；步骤2、根据编码图像空域和时域上邻近区域的运动强度一致性来修正高效视频编码率失真判决计算中的拉格朗日因子，进行当前编码区域率失真优化计算，找到最优的编码模式；所述步骤2的具体步骤包括：步骤2.1、按如下公式计算当前编码区域运动强度的空间相关性因子ΔSpatial：ΔSpatial=α1σLeft2+α2σAbove2+α3σAbove-Left2+α4σAbove-Right2]]>其中，和分别表示对应空间相关编码区域内各编码块运动矢量的方差，即当前编码区域内的左侧、上侧、左上侧、右上侧的编码块运动矢量的方差，α1、α2、α3和α4可通过下式计算：α1=SSIMLeftΣSSIMSpatialCTBs]]>α2=SSIMAboveΣSSIMSpatialCTBs]]>α3=SSIMAbove-LeftΣSSIMSpatialCTBs]]>α4=SSIMAbove-RightΣSSIMSpatialCTBs]]>其中，SSIMLeft、SSIMAbove、SSIMAbove‑Left和SSIMAbove‑Right分别表示对应空间相关编码区域的结构相似度的值，即当前编码区域内的左侧、上侧、左上侧、右上侧的结构相似度的值，ΣSSIMSpatialCTBs则表示这四个空间编码区域的结构相似度的值的总和；步骤2.2、计算当前编码区域运动强度的时间相关性因子ΔTemporal；步骤2.3、按下述公式计算当前编码区域同质性的度量因子ΔCTB： ΔCTB＝γ*ΔTemporal+(1‑γ)ΔSpatial其中，加权系数γ通过下式计算：γ=nN]]>其中，n表示前一编码帧中同质性区域的个数，N表示前一编码帧中编码区域的总个数；步骤2.4、计算当前编码区域率失真判决所用拉格朗日因子的修正参数ScaleMotion，其计算公式为：ScaleMotion=θΔCTB≥Threshold1ΔCTB<Threshold]]>其中，θ可通过下式计算：θ=0.9+(50-μ)/15000<μ≤50050<μ<180(μ-180)/4250μ≥180]]>其中，μ表示当前编码区域亮度的均值；Threshold为判断当前编码区域是否为同质性区域的阈值，其计算公式为：Threshold＝AvrΔ*SSIMCodedFrame其中，AvrΔ表示前一编码帧中所有编码区域同质性度量因子的平均值，SSIMCodedFrame表示所有已编码帧的结构相似度的值的平均数；步骤2.5、进行当前编码区域率失真优化计算。