一种计算机控制视频闪烁抑制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于多媒体编码领域，具体设及一种计算机控制视频闪烁抑制方法。
【背景技术】
[0002] 随着网络技术和计算机处理能力不断提高，人们对现有视频编码标准提出了新的 要求，希望能够提供高清、超高清分辨率视频压缩，W满足新的家庭影院、远程监控、数字广 播、移动流媒体、便携摄像和医学成像等领域的应用。为此，JCT-VCCJointColkborative TeamonVideoCoding)于2013年1月正式发布了新一代视频编码标准肥VC化i曲 EfficiencyVideoCoding)。
[0003] 肥VC的目标是在H. 264/AVChi曲profile的基础上，通过采用更加灵活的四叉 树编码块划分、基于方向的帖内预测与预测类型、自适应运动矢量预测选择机制等新技术， 在保证相同视频图像质量的前提下，视频流的码率减少50%，即压缩效率提高一倍。然而， 肥VC仍然采用和H. 264/AVC类似的编码结构，帖内编码帖（I帖）就成为影响重建视频质量 的关键因素之一。在视频编码过程中，为了容错、场景切换和随机存取等需要，通常在编码 视频序列中周期性的插入I帖。但由于I帖的编码效率远低于帖间编码帖（P帖、B帖），当 目标码率不足时，在编码过程中如果不对I帖加W控制，就会导致重建后的I帖质量低于相 邻的P帖或B帖，在重建视频播放过程中就会出现视频"闪烁"现象，如图1所示。图1为 标准视频测试序列Container编码后的重建图像，其中，第96帖和第98帖为P帖，第97帖 为I帖，由于I帖的编码效率低，重建质量差，导致和相邻帖之间出现视频主观质量不平滑， 在人们观看时会感觉视频不断"闪烁"，严重影响视频观看质量。
[0004] 视频编码中的码率控制模块根据给定的目标码率来计算QP值，而QP值直接影响 到视频的重建质量，在视频编码中起着重要作用。在肥VC的参考代码HMlO. 0中，共提供了 两种码率控制参考模型，一种是基于像素的URQOJnifiedRate-如antization)模型，一种 是R-Iambda模型。URQ模型能够对肥VC中尺寸多变的编码块起到较好的控制效果，但是 在码率分配阶段，URQ模型并没有对I帖加W区分，没有考虑改善I帖的重建质量。因此， 采用URQ模型编码时，周期性插入I帖导致的视频"闪烁"现象较为严重，该模型已逐渐被 R-Iambda模型取代。R-Iambda模型考虑了各类型帖不同的编码效率，在为I帖分配目标码 率时，会根据I帖的bpp(bitsperpixel)值进行调整，为I帖分配较多目标码率。调整方 式如表1所示，其中，Tcufpi。表示为I帖分配的目标码率。 阳0化]表1R-Iambda码率控制模型中I帖目标码率调整方法
[0007] 但是，运种调整不够灵活，不能随着视频内容的变化而变化。经过调整，虽然I帖 的重建视频质量得到了改善，但是由于I帖消耗的目标码率过多，容易造成其后的P帖/B 帖目标码率不足，影响其重建质量。尤其是一个视频序列的最后若干帖，重建质量下降严 重，如图2所示。图2(a)和图2(b)分别显示了在歷10.O中，采用R-Iambda码率控制模型编 码标准测试序列Container(352X288)和Boat(704X576)后的重建视频客观质量（PSNR)， 两个序列最后若干帖的重建质量都出现了较大下降。但是，如果给I帖分配的目标码率不 足，由于I帖的编码效率较低，在编码完若干个CTU之后，目标码率就会消耗殆尽，如图3所 示。后续CTU由于无法得到足够的目标码率进行编码，其QP值会逐渐增大，造成CTU的重 建质量严重下滑，影响对I帖的整体重建质量。本发明从码率控制的角度，通过优化分配目 标码率，达到利用较少码率平滑I帖和相邻帖之间的主观质量，抑制视频"闪烁"的目的，同 时，提高重建视频的整体客观质量，避免出现视频序列最后若干帖重建质量下降的情况。
【发明内容】
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[000引本发明要解决的技术问题是提供一种计算机控制视频闪烁抑制方法，明显抑制重 建视频"闪烁"现象，改善重建视频观看效果。
[0009] 本发明采用如下技术方案实现发明目的：
[0010] 一种计算机控制视频闪烁抑制方法，其特征在于，该方法的步骤如下： W11] (1)、针对帖内编码帖，即I帖，预测当前待编码的编码树单元CTU的运动信息和复 杂度信息，W及当前I帖的整帖复杂度信息，具体过程如下：
[0012] (11 )、获得当前待编码CTU在前一帖对应位置处的CTU在X方向的运动信息 MVxPrevwus和Y方向的运动信息MVyprevwus;
[001引 （12)、采用线性预测方法，预测当前CTU的运动信息： W14]MVx=a?MVXPrevwus (1) W15]MVy=a.MV脚"。…； 似
[0016] 其中，MVx为当前CTU的运动向量在水平方向狂轴分量）的分量，MVy为当前CTU 的运动向量在垂直方向（y轴方向）的分量；
[0017] (蝴、获得I帖之前一帖的整帖复杂度信息W及当前待编码CTU在 前一帖对应位置处CTU的复杂度信息MADcDikcgtcdcTu;
[001引 （14)、采用线性预测方法，预测当前CTU的复杂度信息MADcufCT。和当前I帖的整帖 复杂度信息MADiMraFrame: WWMAD,,,cTU=b?MADeol IocatedCTU (4)
[0020] MADmtraFr細6= b ? MADpreviousFrame (5)
[OOW 似、根据当前CTU的运动信息，提取I帖的全局运动信息，并判断当前CTU是否是 运动CTU。
[0022] (3)、针对非运动CTU，根据当前CTU的复杂度信息MADcufCTU和I帖的复杂度信息 MADmtuF^e,将两者进行比较，如果MADcuwTU>MADiMuFume，则认为当前CTU为纹理复杂CTU， 否则为纹理平坦CTU。
[0023](4)、根据不同的CTU类型，为CTU优化分配目标码率，并采用R-Iambda码率控制 模型计算CTU的QP值。
[0024] 作为对本技术方案的进一步限定，所述步骤（2)具体包括如下步骤： 阳0对 （21)、分别统计各CTU的MVx和MVy,计算出现概率最大的MVx和MVy,将其作为水平 方向和垂直方向的全局运动向量MVey和MVey;
[0026] (22)、将各CTU的MVx和MVy与MVGx和MVGy进行比较，如果一个CTU的运动向量满 足公式（3)所示条件，则认为运个CTU是运动CTU:
[0027] (MVx<MVGx-OV(MVx>MVGx+OV(MVy<MVGy-OV(MVy>MVGy+O (3)。
[0028] 作为对本技术方案的进一步限定，所述步骤（4)具体包括如下步骤：
[0029](41)、计算当前I帖的剩余目标码率；
[0030] 他）、当剩余目标码率大于0时，根据CTU的运动向量值和I帖的运动向量值为运 动CTU分配目标码率，根据CTU的复杂度信息和I帖的复杂度信息，为非运动CTU分配目标 码率；
[0031](43)、当剩余码率小于等于0时，计算当前已编码CTU的实际编码码率均值，根据 该均值为当前CTU分配目标码率。
[0032] 作为对本技术方案的进一步限定，所述步骤（42)中，为运动CTU分配目标码率的 具体方法为：
[0034] 其中，MVe,为当前I帖的全局运动向量在水平方向（X轴方向）的分量，MV,为当前 CTU的运动向量在水平方向（X轴方向）的分量，Ti为第i个I帖所分配的目标码率，Ttudedc? 为当前I帖中已编码CTU的实际编码码率之和，Nwt为第i个I帖中未编码CTU的个数，MVy 为当前CTU的运动向量在垂直方向（y轴方向）的分量，MV(；y为当前I帖的全局运动向量在 垂直方向（y轴方向）的分量。
[0035] 作为对本技术方案的进一步限定，所述步骤（42)中，为纹理复杂CTU和纹理平坦 CTU分配目标码率的具体方法为：
[0037] 其中，魁〇1。,^。^。。。为当前1帖的整帖图像复杂度，魁0。。,。了。为当前押1]的复杂度，1'1 为第i个I帖所分配的目标码率，1'。。4。4^。为当前1帖中已编码押11的实际编码码率之和， Nwt为第i个I帖中未编码CTU的个数。
[0038] 作为对本技术方案的进一步限定，所述步骤（43)中，为运动CTU和纹理复杂CTU 分配目标码率的具体方法为：
W40] 其中，TiU)为第i个I帖中第j个CTU的目标码率，i和j均为正整数，TcDd^cT。为 当前I帖中已编码CTU的实际编码码率之和。
[0041] 作为对本技术方案的进一步限定，所述步骤（43)中，
[0042] 为纹理平坦CTU分配目标码率的具体方法为：
W44]Ti(j):第i个I帖中第j个CTU的目标码率，i和j均为正整数，TccdedCTU为当前I帖中已编码CTU的实际编码码率之和，历当前I帖的整帖图像复杂度，MADtufCT。为 当前CTU的复杂度。
[0045] 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明首先将CTU的运动信息和 复杂度信息与当前I帖的全局运动信息和复杂度信息进行对比，判断当前CTU的类型（运 动CTU、纹理复杂CTU或纹理平坦CTU)，然后根据CTU的类型和I帖剩余目标码率为该CTU 优化分配目标码率，利用R-Iambda模型计算该CTU的QP值，在码率控制的角度实现视频 "闪烁"抑制。本发明能够在保证视频编码质量的前提下，明显抑制重建视频"闪烁"现象， 改善重建视频观看效果。
【附图说明】
[0046] 图1为肥VC重建视频"闪烁"示意图。
[0047] 图2为Container序列和Boat序列采用R-Iambda模型编解码后的重建视频客观 质量示意图。
[0048] 图3为I帖目标码率不足时每个CTU所分配的目标码率。
[0049] 图4为基于R-Iambda码率控制模型的肥VC重建视频闪烁抑制方法流程图。
【具体实施方式】：
[0050] 下面结合实施例，进一步说明本发明。
[0051] 为了抑制肥VC重建视频"闪烁"现象，改善重建视频主观视觉质量，本发明提出一 种基于R-Iambda码率控制模型的肥VC重建视频闪烁抑制方法。该方法首先根据I帖中不 同区域产生"闪烁"现象的差异程度，对I帖的CTU进行分类（运动CTU，纹理复杂CTU，纹 理平坦CTU)，然后对不同类型CTU采用不同的码率优化分配方法，利用R-Iambda码率控制 模型计算CTU的QP值，平滑I帖和相邻帖之间的主观视觉质量差异，在抑审Ij"闪烁"现象的 同时，提高重建视频的整体主客观质量。
[0052] 新一代视频编码标准肥VC虽然引入了更加灵活的四叉树编码块划分、基于方向 的帖内预测与预测类型等利于帖内编码的新技术，但仍然采用和H. 264/AVC类似的编码结 构，I帖的编码效率仍大大低于P帖和B帖，对于需要周期性插入I帖的视频应用来说，I帖 的重建质量是影响视频整体主客观质量的一个重要因素。
[0053] 本发明从码率控制的角度出发，通过分析目前肥VC参考代码中采用的R-Iambda 模型在目标码率分配方面的不足，提出新的基于CTU类型的目标码率优化分配方法，达到 抑制"闪烁"的目的。本发明详细流程如图4所示。
[0054] 在介绍【具体实施方式】前，首