[发明专利]一种基于元素类别的线性码率估计方法

摘要

本发明提供了一种基于元素类别的线性码率估计方法，涉及视频编码技术领域，首先将系数分为亮度和色度两组，然后分别在亮度编码组和色度编码组中按照元素类型和TU尺寸进一步划分，之后在每一组中选取特征参量，建立码率估计值与参量间的线性回归方程，最后选用视频序列进行训练，得出各组的线性回归系数。本发明消除了码率计算中由于编码结构造成的运算冗余，降低了码率计算复杂度，对语法元素进行细致的分组，在每组中分别建立线性回归方程进行码率估计，准确度更高，有效降低了RDO码率计算的复杂度，提高了编码效率；码率估计准确度较高，编码质量损失较小；鲁棒性强，在不同视频序列中都有较好的优化效果。

主权项

1.一种基于元素类别的线性码率估计方法，其特征在于包括下述步骤：第一步：调整TU编码结构，减少码率估计过程中遍历次数在TU中各种类型的语法元素按照以下结构顺序编码，依次为：TskipFlag，指示该TU是否跳过变换操作；LastXY，指示该TU中最后一个非零系数的位置；SCGF，指示当前4×4子块内是否有非零系数；SCF，指示对应系数是否非零；GTR1，指示对应系数幅值是否大于1；GTR2，指示对应系数幅值是否大于2；SIGN，指示对应非零系数的符号；Remain，为剩余信息位；将码率计算过程中一个子块内SCGF、SCF、GTR1、GTR2、SIGN和Remain的编码放在一次遍历操作中执行，从而大幅减少编码一个子块内系数要进行的遍历次数，结构调整如下：获取当前子块SCFG标志位时查询当前子块内系数是否有非零值，若有非零值SCFG为1，否则为0，此时同时编码当前子块内每一个系数的SCF位；对于当前子块内前8个非零残差系数编码其GTR1标志位，非零系数不足8个的子块中取其所有非零系数，在编码SCF位时同时编码GTR1位；对于第一个GTR1为1的系数编码其GTR2；对于每一个非零系数编码其SIGN位，因此在SCF有效时编码该系数的SIGN标志位；对于当GTR2为1时编码当前子块内非零系数的Remain位，在编码GTR1、GTR2的同时检测当前系数幅值，并编码其Remain位；同时将所有子块的上述遍历编码操作放入获取LastXY的过程中，可减少一次遍历整个TU内变换系数的操作；第二步：统计相关特征参量，用于构建线性回归方程进行码率估计第一步调整后的结构下执行，用统计相关语法元素数量的方式代替语法元素的实际编码过程，可大幅降低计算复杂度，需进行统计的特征参量及其含义如表1所示：表1 线性码率估计模型相关特征参数其中DC子块代表当前TU内第一个4×4子块，HF子块代表当前TU内除DC子块外的其他4×4子块，特征参量将在第三步中用于构建线性回归方程以进行码率估计，表1中特征参量均对应当前TU内相关语法元素的数量，且所有特征参量均可以按照原语法元素组织规则统计得出；第三步：按照语法元素类别分组并通过相应线性回归方程计算各组码率估计值经第二步统计出当前TU内所有相关特征参量值之后，按照语法元素种类以及TU尺寸进行分组，并使用统计出的特征参量值在各组中建立码率估计值与特征参量间的线性回归方程；r'表示各组码率估计值，表示各组相关特征参量集，中各元素在不同组别中有不同的取值，且均对应表1中相关的特征参量值；表示对应线性回归系数集，则各组的码率估计值r'通过式(1)计算得出： r ′ = f l o o r ( P → · C → T ) - - - ( 1 ) ]]>按照相关语法元素的不同，从以下四部分进行分组：(1)SCGF的码率估计亮度编码模式下，TU尺寸为4×4、8×8、16×16、32×32时分别分配组号为1、2、3、4；色度编码模式下TU最大尺寸为16×16，TU尺寸为4×4、8×8、16×16时分别分配组号13、14、15，本部分各组特征参量集表示为：(2)SCF的码率估计亮度编码模式下，TU尺寸为4×4、8×8、16×16、32×32时分别分配组号5、6、7、8；色度编码模式下，TU尺寸为4×4、8×8、16×16时分别分配组号16、17、18，本部分各组特征参量集表示为：(3)GTR1、GTR2的码率估计亮度编码模式下，TU尺寸为4×4、8×8、16×16、32×32时分别分配组号9、10、11、12；色度编码模式下，TU尺寸为4×4、8×8、16×16时分别分配组号19、20、21，本部分各组特征参量集表示为：(4)SIGN及Remain的码率估计r'＝nSign+nRemain (5)此处，通过式(5)计算出的SIGN及Remain元素对应码率估计值r'即为准确码率，因此不需建立线性回归方程进行估计；选取视频序列Vs作为训练样本，通过最小二乘法建立各组码率估计值r'与特征参量组间的线性关系，得出各组对应线性回归系数集

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