專利名稱：一種視頻質(zhì)量的提高方法及其實(shí)現(xiàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種視頻質(zhì)量調(diào)整方法及裝置，尤其涉及視頻編碼領(lǐng)域中對視頻圖像宏塊模式的一種視頻質(zhì)量提高方法及其實(shí)現(xiàn)裝置。
背景技術(shù)：
目前，在視頻編碼領(lǐng)域，視頻圖像的宏塊的模式?jīng)Q策是影響最終圖像質(zhì)量的重要的算法部件，通用的算法都是基于峰值信噪比(簡稱PSNR)作為決策對象。PSNR對于評判普適的算法具有一定的效用，但是對于低碼率視頻通話的應(yīng)用，單純通過提高PSNR的途徑并不能有效地提高視頻的質(zhì)量。為此，在圖像宏塊的模式?jīng)Q策方面，尋找更好的調(diào)整方式以提高視頻質(zhì)量，是本行業(yè)亟待解決的一個重要問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)這方面的缺陷，提出一種視頻質(zhì)量的提高方法及其實(shí)現(xiàn)裝置，以解決低碼率下提高視頻圖像質(zhì)量的問題。本發(fā)明視頻質(zhì)量提高方法的目的，將通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)一種視頻質(zhì)量的提高方法，其特征在于包括如下步驟Sl 統(tǒng)計代價函數(shù)；S11，通過運(yùn)動估計模塊得到宏塊幀間模式及其代價函數(shù)，記為InterCost (mv， mode)，其中mv為宏塊的運(yùn)動矢量，mode為宏塊的模式；S12，計算得到幀內(nèi)16 X 16模式的代價函數(shù)，記為htral6xl6Cost (116)，116為幀內(nèi)16X16模式的序號；S13，計算得到幀內(nèi)4X4模式的代價函數(shù)，記為htra4x4COSt (Mx4)，14為幀內(nèi) 4x4所有模式的序號；S2 碼率模式判斷步驟，若當(dāng)前碼率/幀率大于61Λρs，則進(jìn)入高碼率模式判決過程，若當(dāng)前碼率/幀率小于等于61ApS，則計算模式權(quán)重處罰因子，記為Bsp = 4* λ ^SPCost (mode)，其中λ通常為常數(shù)，mode為該宏塊的幀間模式，并且進(jìn)入低碼率模式判決過程；S3 高碼率模式判決過程比較 hterCost，Intral6xl6Cost, htra4x4Cost，判決模式?jīng)Q策結(jié)果為最小者所對應(yīng)的模式；S4 低碼率模式判決過程比較 InterCost+Bsp，Intral6xl6Cost, Intra4x4Cost, 判決模式?jīng)Q策結(jié)果為最小者所對應(yīng)的模式。進(jìn)一步地，步驟S12中幀內(nèi)16父16有四種模式，116為0，1，2，3 ；計算幀內(nèi)16X16 宏塊每一種模式的代價函數(shù)，取其中最小的代價函數(shù)為幀內(nèi)4X4模式的最小代價函數(shù)。進(jìn)一步地，步驟S13中計算得到幀內(nèi)4X4模式的最小代價函數(shù)的方法為將 16 X 16的宏塊分成16個4 X 4的塊，每個4 X 4塊為九種模式之一，I4x4為0_8中任一整數(shù)； 并計算得到4X4塊的最佳模式及代價函數(shù)，再將每個4X4塊的代價函數(shù)求和。
本發(fā)明視頻質(zhì)量提高實(shí)現(xiàn)裝置的目的，將通過以下系統(tǒng)方案得以實(shí)現(xiàn)，其包括 第一計算單元，通過運(yùn)動估計模塊得到宏塊幀間模式及其代價函數(shù)，記為InterCost (mv, mode)，其中mv為宏塊的運(yùn)動矢量，mode為宏塊的模式；第二計算單元，用于計算得到幀內(nèi)16X 16模式的代價函數(shù)，記為 Intral6xl6Cost(I16), 116 為幀內(nèi) 16X16 模式的序號；第三計算單元，用于計算得到幀內(nèi)4X4模式的代價函數(shù)，記為 Intra4x4Cost(I4x4)，I4x4為幀內(nèi)4x4所有模式的序號；進(jìn)一步地，碼率模式判斷模塊，用于在當(dāng)前碼率/幀率大于eicbps時，進(jìn)入高碼率模式判決過程，且在當(dāng)前碼率/幀率小于等于61APS時，計算模式權(quán)重處罰因子，記為Bsp =4* λ ^ffiSPCost (mode)，其中λ通常為常數(shù)，mode為該宏塊的幀間模式，并且進(jìn)入低碼率模式判決過程；高碼率模式判決模塊用于比較InterCost, Intral6xl6Cost, Intra4x4Cost中的最小者，判決模式?jīng)Q策結(jié)果為最小者所對應(yīng)的模式；低碼率模式判決模塊用于比較 InterCost+Bsp, Intral6xl6Cost, Intra4x4Cost 中的最小者，判決模式?jīng)Q策結(jié)果為最小者所對應(yīng)的模式。進(jìn)一步地，幀內(nèi)16X16有四種模式，116為0，1，2，3;所述第二計算單元用于計算幀內(nèi)16X16宏塊每一種模式的代價函數(shù)，取其中最小的代價函數(shù)為幀內(nèi)4X4模式的最小代價函數(shù)。進(jìn)一步地，所述第三計算單元用于將16X16的宏塊分成16個4X4的塊，每個 4X4塊為九種模式之一，I4x4為0-8中任一整數(shù)；并計算得到4X4塊的最佳模式及代價函數(shù)，再將每個4X4塊的代價函數(shù)求和。對比目前視頻通信系統(tǒng)的視頻質(zhì)量，應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)方案，能在高碼率條件下保持較高的圖像質(zhì)量，且在低碼率條件下能有效消除拖影，主觀上提高了視頻質(zhì)量。


圖1是本發(fā)明視頻質(zhì)量提高方法的流程示意簡圖；圖2是本發(fā)明視頻質(zhì)量提高實(shí)現(xiàn)裝置的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明視頻質(zhì)量提高方法的具體實(shí)施流程圖；圖4是圖3所示具體實(shí)施流程中幀內(nèi)16X 16模式最佳模式的計算流程圖；圖5是圖3所示具體實(shí)施流程中幀內(nèi)4X4模式最佳模式的計算流程圖；圖6是圖3所示具體實(shí)施流程中高碼率模式判決流程圖；圖7是圖3所示具體實(shí)施流程中低碼率模式判決流程圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖1所述，本發(fā)明實(shí)施方式中，所述視頻質(zhì)量的提高方法，包括步驟Sl 統(tǒng)計代價函數(shù)，即包括最優(yōu)選幀間模式的代價函數(shù)、幀內(nèi)16X16模式的代價函數(shù)和幀內(nèi)4X4模式的代價函數(shù)。
Sll,通過運(yùn)動估計模塊得到最好的宏塊幀間模式及其代價函數(shù)，記為 InterCost (mv, mod e)，其中mv為宏塊的運(yùn)動矢量，mode為宏塊的模式，可能為16X16， 16X8，8X16，8X4，4X8 等。S12，計算得到幀內(nèi)16X16模式的代價函數(shù)，記為Intral6xl6Cost(I16)，116為幀內(nèi)16X16模式的序號。S13，計算得到幀內(nèi)4X4模式的代價函數(shù)，記為htra4x4COSt (Mx4)，14為幀內(nèi) 4x4所有模式的序號。BSP計算，計算模式權(quán)重處罰因子，記為Bsp = 4* λ祁SPCost (mode)，其中λ通常為常數(shù)，mode為該宏塊的幀間模式。S2:碼率模式判斷步驟，若當(dāng)前碼率/幀率大于一標(biāo)準(zhǔn)值，則進(jìn)入高碼率模式判決過程，若當(dāng)前碼率/幀率小于等于標(biāo)準(zhǔn)值，則進(jìn)入低碼率模式判決過程；S3 高碼率模式判決過程比較 hterCost，Intral6xl6Cost, htra4x4Cost，判決模式?jīng)Q策結(jié)果為最小者所對應(yīng)的模式；S4 低碼率模式判決過程比較 InterCost+Bsp，Intral6xl6Cost, Intra4x4Cost, 判決模式?jīng)Q策結(jié)果為最小者所對應(yīng)的模式。如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施方式中，所述提高視頻質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)裝置，包括第一計算單元，通過運(yùn)動估計模塊得到宏塊幀間模式及其代價函數(shù)，記為InterCost (mv，mode)，其中 mv為宏塊的運(yùn)動矢量，mode為宏塊的模式。第二計算單元，用于計算得到幀內(nèi)16X 16模式的代價函數(shù)，記為 Intral6xl6Cost(I16), 116 為幀內(nèi) 16X16 模式的序號。第三計算單元，用于計算得到幀內(nèi)4X4模式的代價函數(shù)，記為 Intra4x4Cost(I4x4)，14為幀內(nèi)4x4所有模式的序號。碼率模式判斷模塊，用于在當(dāng)前碼率/幀率大于一標(biāo)準(zhǔn)值時，進(jìn)入高碼率模式判決過程，且在當(dāng)前碼率/幀率小于等于標(biāo)準(zhǔn)值時，計算模式權(quán)重處罰因子，記為Bsp = 4* λ ^SPCost (mode)，其中λ通常為常數(shù)，mode為該宏塊的幀間模式，并且進(jìn)入低碼率模式判決過程。高碼率模式判決模塊用于比較InterCost, Intral6xl6Cost, Intra4x4Cost中的最小者，判決模式?jīng)Q策結(jié)果為最小者所對應(yīng)的模式。低碼率模式判決模塊用于比較 InterCost+Bsp, Intral6xl6Cost, Intra4x4Cost 中的最小者，判決模式?jīng)Q策結(jié)果為最小者所對應(yīng)的模式。優(yōu)選的，幀內(nèi)16X16有四種模式，116為0，1，2，3 ；該第二計算單元用于計算幀內(nèi) 16X16宏塊每一種模式的代價函數(shù)，取其中最小的代價函數(shù)為幀內(nèi)4X4模式的最小代價函數(shù)。此外，該第三計算單元用于將16X16的宏塊分成16個4X4的塊，每個4X4塊為九種模式之一，I4x4為0-8中任一整數(shù)；并計算得到4X4塊的最佳模式及代價函數(shù)，再將每個 4X4塊的代價函數(shù)求和。上述該些模塊的有機(jī)組合，在視頻編碼領(lǐng)域開拓了新的應(yīng)用前景，能有效提高視頻低碼率條件下的圖像質(zhì)量。如圖3至圖7所示，本發(fā)明視頻質(zhì)量提高方法的具體實(shí)施流程圖及其高、低碼率模式判決流程圖。以下依據(jù)該些附圖，進(jìn)一步詳述本發(fā)明視頻質(zhì)量的提高方法是如何實(shí)現(xiàn)的。
1、計算幀間模式的代價函數(shù)。通常情況下，在進(jìn)行編碼之前，要進(jìn)行運(yùn)動估計，運(yùn)動估計技術(shù)利用前后兩幀的象素運(yùn)動軌跡來進(jìn)行運(yùn)動參數(shù)的估計，以實(shí)現(xiàn)用上一幀圖象的信息來預(yù)測和表達(dá)當(dāng)前幀圖象，去除時間域上的冗余。
權(quán)利要求
1.一種視頻質(zhì)量的提高方法，其特征在于包括如下步驟51統(tǒng)計代價函數(shù)，S11，通過運(yùn)動估計模塊得到宏塊幀間模式及其代價函數(shù)，記為InterCost (mv，mode), 其中mv為宏塊的運(yùn)動矢量，mode為宏塊的模式，S12，計算得到幀內(nèi)16 X 16模式的最小代價函數(shù)，記為Intral6xl6Cost (116)，116為幀內(nèi)16X16模式的序號，S13，計算得到幀內(nèi)4X4模式的最小代價函數(shù)，記為Intra4x4Cost(I4x4), 14為幀內(nèi) 4x4所有模式的序號；52碼率模式判斷步驟，若當(dāng)前碼率/幀率大于61ApS，則進(jìn)入高碼率模式判決過程，若當(dāng)前碼率/幀率小于等于61ApS，則計算模式權(quán)重處罰因子，記為Bsp = 4* λ ^SPCost (mode)，其中λ通常為常數(shù)，mode為該宏塊的幀間模式，并且進(jìn)入低碼率模式判決過程；53高碼率模式判決過程比較InterCost, Intral6xl6Cost, htra4x4Cost，判決模式?jīng)Q策結(jié)果為最小者所對應(yīng)的模式；54低碼率模式判決過程比較 InterCost+Bsp, Intral6xl6Cost, htra4x4Cost，判決模式?jīng)Q策結(jié)果為最小者所對應(yīng)的模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種視頻質(zhì)量的提高方法，其特征在于步驟S12中幀內(nèi) 16X16有四種模式，116為0，1，2，3 ；計算幀內(nèi)16X 16宏塊每一種模式的代價函數(shù)，取其中最小的代價函數(shù)為幀內(nèi)4X4模式的最小代價函數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種視頻質(zhì)量的提高方法，其特征在于步驟S13中計算得到幀內(nèi)4X4模式的最小代價函數(shù)的方法為將16X16的宏塊分成16個4X4的塊，每個 4X4塊為九種模式之一，I4x4為0-8中任一整數(shù)；并計算得到4X4塊的最佳模式及代價函數(shù)，再將每個4X4塊的代價函數(shù)求和。
4.一種視頻質(zhì)量提高的實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于包括第一計算單元，通過運(yùn)動估計模塊得到宏塊幀間模式及其代價函數(shù)，記為 InterCost (mv, mod e)，其中mv為宏塊的運(yùn)動矢量，mode為宏塊的模式，第二計算單元，用于計算得到幀內(nèi)16X 16模式的代價函數(shù)，記為 Intral6xl6Cost(I16), 116 為幀內(nèi) 16X16 模式的序號，第三計算單元，用于計算得到幀內(nèi)4X4模式的代價函數(shù)，記為htrMMCosta^^， 14為幀內(nèi)4x4所有模式的序號；碼率模式判斷模塊，用于在當(dāng)前碼率/幀率大于61ApS時，進(jìn)入高碼率模式判決過程，且在當(dāng)前碼率/幀率小于等于61ApS時，計算模式權(quán)重處罰因子，記為Bsp = 4* λ ^SPCost (mode)，其中λ通常為常數(shù)，mode為該宏塊的幀間模式，并且進(jìn)入低碼率模式判決過程；高碼率模式判決模塊用于比較hterCost，Intral6xl6Cost, Intra4x4Cost中的最小者，判決模式?jīng)Q策結(jié)果為最小者所對應(yīng)的模式；低碼率模式判決模塊用于比較InterCost+Bsp, Intral6xl6Cost, Intra4x4Cost中的最小者，判決模式?jīng)Q策結(jié)果為最小者所對應(yīng)的模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種視頻質(zhì)量提高的實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于幀內(nèi)16X16有四種模式，116為0，1，2，3 ；所述第二計算單元用于計算幀內(nèi)16X16宏塊每一種模式的代價函數(shù)，取其中最小的代價函數(shù)為幀內(nèi)4X4模式的最小代價函數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種視頻質(zhì)量提高的實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于所述第三計算單元用于將16X16的宏塊分成16個4X4的塊，每個4X4塊為九種模式之一，I4x4為0_8 中任一整數(shù)；并計算得到4X4塊的最佳模式及代價函數(shù)，再將每個4X4塊的代價函數(shù)求和。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種視頻質(zhì)量的提高方法及其實(shí)現(xiàn)裝置，其實(shí)施通過統(tǒng)計得到幀間模式的代價函數(shù)，兩種幀內(nèi)模式的代價函數(shù)，，再根據(jù)當(dāng)前碼率選擇進(jìn)入高碼率模式判決過程，或者計算模式權(quán)重處罰因子，并且進(jìn)入低碼率模式判決過程；高碼率模式下，比較三個代價函數(shù)，判決模式?jīng)Q策結(jié)果為最小者所對應(yīng)的模式；低碼率模式下，比較與另兩個代價函數(shù)，判決模式?jīng)Q策結(jié)果為最小者所對應(yīng)的模式。應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)方案，能在高碼率條件下保持較高的圖像質(zhì)量，且在低碼率條件下有效消除拖影，主觀上提高了視頻質(zhì)量。
文檔編號H04N7/26GK102438146SQ20111039859
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月5日
發(fā)明者匡先鋒 申請人:蘇州希圖視鼎微電子有限公司