[发明专利]一种基于区域特征分析的由H264到HEVC的视频转码方法

摘要

本发明公开了一种基于区域特征分析的由H264到HEVC的视频转码方法，包括以下步骤：对原始H.264视频流进行解码，提取出当前解码帧的宏块编码比特数、宏块编码模式以及运动矢量场；将HEVC编码树单元覆盖的区域对应至当前解码帧的各个宏块，计算每个区域的编码复杂度，并确定每个HEVC编码树单元的搜索深度范围；针对每个编码树单元，按照对应的搜索深度范围逐级进行运动估计，若预测单元的模式为Inter模式时，进行区域特征分析，得到分割模式；将每个预测单元按照保留的各种分割模式进行运动搜索，选择率失真最小的分割模式和运动矢量进行HEVC重编码。本发明在保持几乎相同率失真前提下，转码速度获得了大幅提高。

主权项

1.一种基于区域特征分析的由H264到HEVC的视频转码方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)输入原始H.264视频流，并对该视频流进行解码，在解码过程中，提取出当前解码帧的宏块编码比特数、DCT块熵编码系数以及运动矢量场；(2)将HEVC编码树单元覆盖的区域对应至当前解码帧的各个宏块，计算每个区域的编码复杂度，并依据编码复杂度确定每个HEVC编码树单元的搜索深度范围；(3)针对每个编码树单元，按照对应的搜索深度范围逐级进行运动估计，若预测单元的模式为Inter模式时，进行步骤3-1：3-1、利用步骤(1)中得到的H.264码流中当前预测单元的DCT块，计算相应DCT块的能量En_4×4(i,j)，公式如下：En_4×4(i,j)＝|DC(i,j)|+|AC₀₁(i,j)|+|AC₁₀(i,j)|+|AC₁₁(i,j)|其中，DC，AC₀₁，AC₁₀和AC₁₁为每个DCT块的左上角熵编码系数；(i，j)为DCT块在当前解码帧中的坐标；3-2、利用下式对步骤(1)中得到的运动矢量进行滤波：其中，FMV(i,j)为滤波后的运动矢量；MV(i,j)为步骤（1）中得到的运动矢量；Th_MV为设定的阈值；3-3、对步骤3-2得到的滤波后的运动矢量进行聚类，具体步骤如下：在预测单元所对应的编码区域中设定两个基准种子块，各DCT块按照与两个基准种子块的参照距离D_mn的大小划分至对应基准种子块的分割区域中，D_mn的计算公式如下：dMV=(MVxm-MVxn)2+(MVym-MVyn)2]]>dmn=(xm-xn)2+(ym-yn)2]]>S=WH]]>Dmn=dMV+CSdmn]]>其中，m为任意一个DCT块，n为一个基准种子块；(MVx_m,MVy_m)为运动矢量场FMV(i,j)中DCT块m的运动矢量大小；(MVx_n,MVy_n)为运动矢量场FMV(i,j)中基准种子块n的运动矢量大小；(x_m,y_m)为块m的坐标；(x_n,y_n)为块n的坐标；S为每个运动矢量聚类的大小；W是与基准种子块n相对应的矩形邻近待聚类区域的宽度；H是与基准种子块n相对应的矩形邻近待聚类区域的高度；C为常数；3-4、依据步骤3-3中的聚类结果，根据分界线的走向进行如下设定：a、若分界线为斜率为1的直线，且聚类得到的两类的运动矢量相等，则当前预测单元作为最大分割深度，不再继续分割，当前预测单元的分割模式为2N×2N；2N×N；N×2N；b、若分界线倾向于竖直，则当前预测单元继续分割，当前预测单元的分割模式为2N×2N；N×2N；nL×2N；nR×2N；c、若分界线倾向于水平，则当前预测单元继续分割，当前预测单元的分割模式为2N×2N；2N×N；2N×nU；2N×nD；(4)将每个预测单元按照保留的各种分割模式进行运动搜索，选择率失真最小的分割模式，以及该分割模式相应的运动矢量进行HEVC重编码。