[发明专利]一种基于时空感知特征的屏幕内容视频码率控制方法

说明书

本发明涉及一种基于时空感知特征的屏幕内容视频码率控制方法，充分考虑人眼视觉对屏幕内容视频的感知特性，利用最新的屏幕图像质量评价方法GFM建立空域感知模型，通过所得到的感知特性进行感知编码。本发明还充分利用了屏幕内容视频的内容特性以及帧间相关性，对不同的时域相邻块进行分析判断，分为三种不同类型的块，并利用这种特性进行合理的码率分配。本发明结合时空感知特性对屏幕内容视频进行合理的码率控制，降低误码率，节省码率开销的同时，提高视频的质量，具有重要的意义和价值。

技术领域

本发明涉及视频编解码技术领域，更具体地说，涉及一种基于时空感知特征的屏幕内容视频码率控制方法。

背景技术

近些年来，随着多媒体和移动互联网技术的快速发展，基于屏幕内容的视频应用越来越加广泛，如3D游戏、视频会议、远程视频教育、移动桌面等。

不同于自然视频，屏幕内容视频既包括自然图像部分，又包括由计算机直接生成的文字和图表部分。因此，屏幕内容视频会有锐利的边缘，大面积的平坦区域，较少的颜色种类等特性。

为了更高效地对屏幕内容视频编码(Screen Content Coding，SCC)进行优化，在HEVC(High Efficiency Video Coding)编码标准基础上制定了基于屏幕内容视频的编码标准HEVC-SCC。主要是在HEVC基础上增加了四项新的编码工具，包括为帧内块复制(IntraBlockCopy，IBC)、调色板模式(Palette Mode，PLT)、自适应颜色变换(Adaptive ColorTransform，ACT)和自适应运动矢量分解(Adaptive Motive Vector Resolution，AMVR)。

为了提高编码时的带宽利用率，在保持视频还原清晰度的情况下，对码率进行控制是视频编码中的一项重要技术。但HEVC视频编码标准中扩展的屏幕内容视频编码标准HEVC-SCC中，并没有考虑到人眼视觉系统的感知特性，没有将码率和视觉感知进行结合，造成误码率高，码率开销过大，视频质量有待提高。

因此，为了更好地将码率用于屏幕内容视频的感知特性上，本发明结合时空感知特性对屏幕内容视频进行合理的码率控制，降低误码率，节省码率开销的同时，提高视频的质量，具有重要的意义和价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于时空感知特征的屏幕内容视频码率控制方法，结合时空感知特性对屏幕内容视频进行合理的码率控制，更好地将码率用于屏幕内容视频的感知特性上，降低误码率，节省码率开销的同时，提高视频的质量。

本发明的技术方案如下：

一种基于时空感知特征的屏幕内容视频码率控制方法，步骤如下：

1)提取视频的空域感知特征GFM；

2)提取视频的时域感知特征SSIM，判断时域相邻块的变化情况；

3)结合时域空域感知特征进行码率分配。

作为优选，步骤1)具体为：提取编码单元像素值，分别在编码树单元层对原始块和失真块进行颜色空间转换；对于亮度分量，提取其Gabor特征进行相似度测量；对于色度分量，直接进行相似度测量，而后将二者进行加权池化，得到空域感知特征GFM。

作为优选，步骤2)中，判断时域相邻块的变化情况的方法具体为：计算当前块与其时域相邻块的SSIM值，若SSIM值大于预设阈值T1，则判断为时域不变块；若SSIM值小于预设阈值T2，则为时域突变块；若SSIM值在预设阈值T1和预设阈值T2之间，则判断为时域渐变块。

作为优选，步骤3)具体为：将所得到的空域感知特征GFM和时域感知特征SSIM进行加权融合，得到融合感知特征；利用融合感知特征进行码率分配。