技術(shù)特征：

1.一種基于視頻顯著性的HEVC解碼復(fù)雜度控制方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟一、針對某段視頻，用戶根據(jù)智能終端的計(jì)算能力、電量剩余或者根據(jù)自己的要求設(shè)定視頻解碼的目標(biāo)復(fù)雜度；

步驟二、利用HEVC壓縮域的區(qū)域顯著性檢測算法，生成該視頻中每一幀的LCU級別顯著性圖譜；

LCU(Largest Coding Unit)是指最大編碼單元；每幀中LCU的數(shù)量為N；

步驟三、根據(jù)目標(biāo)復(fù)雜度和LCU顯著性圖譜，設(shè)計(jì)解碼復(fù)雜度—感知失真優(yōu)化控制模型；

優(yōu)化控制模型為：視頻的復(fù)雜度下降值大于等于目標(biāo)下降值的時(shí)候，使得視頻的主觀失真最小，即

$\underset{{\{f_n,g_n\}}_{n=1}^N}{\min }\underset{n=1}{\overset{N}{\Σ}}({\mathrm{\ΔS}}_D\left(f_n,w_n\right)+{\mathrm{\ΔS}}_M\left(g_n,w_n\right)$

$s.t.\underset{n=1}{\overset{N}{\Σ}}\left({\mathrm{\ΔC}}_D\right(f_n,w_n)+{\mathrm{\ΔC}}_M(g_n\left)\right)\≥{\mathrm{\ΔC}}_T$

ΔS_D(f_n,w_n)為去掉/不去掉去塊濾波器時(shí)的視頻感知失真；w_n為第n個(gè)LCU的顯著性值；f_n表示是否去掉第n個(gè)LCU的去塊濾波器的參數(shù)；ΔS_M(g_n,w_n)為簡化運(yùn)動補(bǔ)償時(shí)的感知失真；g_n表示第n個(gè)LCU中的每4個(gè)像素里，使用臨近像素插值而不使用運(yùn)動補(bǔ)償算法的像素個(gè)數(shù)；g_n的值為{0,1,2,3}；

ΔC_D(f_n,w_n)為去塊濾波器與解碼復(fù)雜度之間的函數(shù)表達(dá)式；ΔC_M(g_n)為簡化運(yùn)動補(bǔ)償與解碼復(fù)雜度之間的函數(shù)關(guān)系；ΔC_T為特定視頻解碼復(fù)雜度的目標(biāo)下降值；

由于ΔS_D(f_n,w_n)<<ΔS_M(g_n,w_n)，優(yōu)化方程分解并化簡為：

其中，ΔS_D(f_n,w_n)歸一化得到ΔS_M(g_n,w_n)歸一化后得到

ΔC'_T為特定視頻需要通過簡化運(yùn)動補(bǔ)償達(dá)到的解碼復(fù)雜度的下降值；

${\mathrm{\&Delta;C}}_T^{\&prime;}={\mathrm{\&Delta;C}}_T-\underset{n=1}{\overset{N}{\&Sigma;}}{\mathrm{\&Delta;C}}_D(f_n=1,w_n)={\mathrm{\&Delta;C}}_T-\underset{n=1}{\overset{N}{\&Sigma;}}\frac{1}{N}\&CenterDot;(a\&CenterDot;w_n+b)$

參數(shù)a和b的值隨量化參數(shù)QP(Quantization Parameter)的變化而變化；

步驟四、利用解碼復(fù)雜度—感知失真優(yōu)化控制模型，控制視頻的實(shí)際解碼復(fù)雜度；達(dá)到視頻的解碼復(fù)雜度等于設(shè)定的目標(biāo)復(fù)雜度，并且保證視頻的感知失真最小的目的；

若結(jié)果為：

其中，I滿足：

$\frac{1}{N}\underset{n=1}{\overset{I}{\&Sigma;}}(a\&CenterDot;{\tilde{w}}_n+b)\&GreaterEqual;{\mathrm{\&Delta;C}}_T\&gt;\frac{1}{N}\underset{n=1}{\overset{I-1}{\&Sigma;}}(a\&CenterDot;{\tilde{w}}_n+b)$

為的升序排列；

若結(jié)果為：

其中，N₁，N₂和N₃分別為g_n＝1,2,3的LCU個(gè)數(shù)，通過以下公式求得：

$\underset{N_3,N_2,N_1}{\min }{N}_2^3+(8h_1+4h_2+2h_3)\&CenterDot;(N_2^2-N_3^2)+(h_1+h_2+h_3)\&CenterDot;(N_2^2-N_1^2)$

$s.t.\frac{1}{N}\&CenterDot;c\&CenterDot;(N_1+2N_2+3N_3)\&GreaterEqual;{\mathrm{\&Delta;C}}_T^{\&prime;}$

參數(shù)h₁、h₂和h₃的值為常數(shù)；參數(shù)c的值隨量化參數(shù)QP的變化而變化；

兩個(gè)求解結(jié)果為在滿足約束條件的前提下，給顯著性w_n較小的LCU分配較大的f_n和g_n。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于視頻顯著性的HEVC解碼復(fù)雜度控制方法，其特征在于，所述的步驟二具體如下：

步驟201、輸入該段視頻經(jīng)過HEVC壓縮編碼的視頻比特流；

步驟202、針對視頻壓縮編碼中每幀包括的LCU，從視頻比特流中提取編碼每個(gè)LCU所使用的比特?cái)?shù)；

b_n表示編碼第n個(gè)LCU使用的比特?cái)?shù)；

步驟203、針對某幀中的第n個(gè)LCU，計(jì)算該LCU與周圍8鄰域LCU的比特?cái)?shù)差值Δb_n；

Δb_n計(jì)算公式如下：

${\mathrm{\&Delta;b}}_n={\left(\frac{{\mathrm{\&Sigma;}}_{n^{\&prime;}\&Element;I}\exp \left(\frac{d_{n^{\&prime;}}^2}{{\mathrm{\&sigma;}}_b^2}\right){(b_{n^{\&prime;}}-b_n)}^2}{{\mathrm{\&Sigma;}}_{n^{\&prime;}\&Element;I}\exp \left(\frac{d_{n^{\&prime;}}^2}{{\mathrm{\&sigma;}}_b^2}\right)}\right)}^{\frac{1}{2}}$

其中I為當(dāng)前LCU的8鄰域LCU的集合，d_n'是第n'個(gè)LCU和第n個(gè)LCU之間的歐氏距離，σ_b為高斯窗函數(shù)的參數(shù)；

步驟204、根據(jù)比特?cái)?shù)b_n和比特?cái)?shù)差值Δb_n計(jì)算第n個(gè)LCU的顯著性值w_n；

計(jì)算公式如下：

$w_n=\frac{1}{2}(\frac{b_n}{b_{\max }}+\frac{{\mathrm{\&Delta;b}}_n}{{\mathrm{\&Delta;b}}_{\max }})$

其中b_max表示每幀中b_n的最大值；Δb_max表示每幀中Δb_n的最大值；

步驟205、將每一幀內(nèi)所有LCU的顯著性值構(gòu)成顯著性圖譜。

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于視頻顯著性的HEVC解碼復(fù)雜度控制方法，其特征在于，所述的步驟三具體如下：

步驟301、通過訓(xùn)練若干個(gè)視頻，建立去塊濾波器與解碼復(fù)雜度之間的函數(shù)關(guān)系；

步驟302、通過訓(xùn)練若干個(gè)視頻，建立去塊濾波器與視頻感知失真之間的函數(shù)關(guān)系；

視頻的感知失真用視頻顯著性加權(quán)的均方誤差來表示；

去掉/不去掉去塊濾波器時(shí)的視頻感知失真表示為：

${\mathrm{\&Delta;S}}_D(f_n,w_n)=\frac{w_n}{\underset{n=1}{\overset{N}{\&Sigma;}}{w}_n}{\mathrm{MSE}}_D\left(f_n\right)$

其中，MSE_D(f_n)為：設(shè)置f_n∈{0,1}后解碼產(chǎn)生的第n個(gè)LCU，與使用原始HEVC解碼產(chǎn)生的第n個(gè)LCU之間的均方誤差(MSE)；

將ΔS_D(f_n,w_n)進(jìn)行歸一化得到

$\mathrm{\&Delta;}{\tilde{S}}_D(f_n,w_n)=\frac{{\mathrm{\&Delta;S}}_D(f_n,w_n)}{{\mathrm{\&Delta;S}}_D(f_n=1,w_n=1)}=w_n\frac{{\mathrm{MSE}}_D\left(f_n\right)}{{\mathrm{MSE}}_D(f_n=1)}$

確定的具體函數(shù)表達(dá)式，得到

步驟303、通過訓(xùn)練若干個(gè)視頻，建立簡化運(yùn)動補(bǔ)償與解碼復(fù)雜度之間的函數(shù)關(guān)系；

步驟304、通過訓(xùn)練若干個(gè)視頻，建立簡化運(yùn)動補(bǔ)償與視頻感知失真之間的函數(shù)關(guān)系；

簡化運(yùn)動補(bǔ)償時(shí)的感知失真可以表示為

${\mathrm{\&Delta;S}}_M\left(g_n,w_n\right)=\frac{w_n}{\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{w}_n}{\mathrm{MSE}}_M\left(g_n\right)$

其中，MSE_M(g_n)為：設(shè)置g_n∈{0,1,2,3}后解碼產(chǎn)生的第n個(gè)LCU，與使用原始HEVC解碼產(chǎn)生的第n個(gè)LCU之間的均方誤差(MSE)；

將ΔS_M(g_n,w_n)進(jìn)行歸一化后為歸一化方法為：

$\mathrm{\&Delta;}{\tilde{S}}_M(g_n,w_n)=\frac{{\mathrm{\&Delta;S}}_M(g_n,w_n)}{{\mathrm{\&Delta;S}}_M(g_n=3,w_n=1)}=w_n\frac{{\mathrm{MSE}}_M\left(g_n\right)}{{\mathrm{MSE}}_M(g_n=3)}$

步驟305、得到解碼復(fù)雜度—感知失真優(yōu)化控制模型并進(jìn)行簡化。

4.如權(quán)利要求3所述的一種基于視頻顯著性的HEVC解碼復(fù)雜度控制方法，其特征在于，所述的步驟301具體如下：

步驟3011、選取若干個(gè)訓(xùn)練視頻，獲取數(shù)萬個(gè)LCU；

步驟3012、使用原始HEVC解碼器對所有訓(xùn)練視頻的視頻比特流進(jìn)行解碼，記錄每個(gè)LCU的去塊濾波器的時(shí)間；

步驟3013、針對每一個(gè)LCU，記錄該LCU的去塊濾波器的時(shí)間占平均每幀解碼的時(shí)間比例

該LCU的去塊濾波器的時(shí)間是指該LCU去掉去塊濾波器后，解碼時(shí)間的下降值；

平均每幀解碼的時(shí)間是指該LCU所在的視頻中，所有幀解碼時(shí)間的平均值；

參數(shù)f_n＝1表示去掉第n個(gè)LCU的去塊濾波器；參數(shù)f_n＝0表示不去掉第n個(gè)LCU的去塊濾波器；

步驟3014、對所有時(shí)間比例采用最小二乘法擬合，獲得去掉去塊濾波器時(shí)，且不同顯著值的LCU，解碼復(fù)雜度下降的函數(shù)表達(dá)式ΔC_D(f_n＝1,w_n)；

當(dāng)不去掉去塊濾波器時(shí)f_n＝0，解碼復(fù)雜度下降ΔC_D(f_n＝0,w_n)＝0；

步驟3015、得到去塊濾波器與解碼復(fù)雜度之間的函數(shù)表達(dá)式ΔC_D(f_n,w_n)；

${\mathrm{\&Delta;C}}_D(f_n,w_n)=\frac{1}{N}\&CenterDot;(a\&CenterDot;w_n+b)\&CenterDot;f_n.$

5.如權(quán)利要求3所述的一種基于視頻顯著性的HEVC解碼復(fù)雜度控制方法，其特征在于，所述的步驟303具體如下：

步驟3031、選取若干個(gè)訓(xùn)練視頻，包含數(shù)萬個(gè)LCU；

步驟3032、使用原始HEVC解碼器對每個(gè)訓(xùn)練視頻的視頻比特流進(jìn)行解碼，記錄每個(gè)訓(xùn)練視頻中平均每幀的解碼時(shí)間以及每個(gè)LCU的解碼時(shí)間；

步驟3033、針對每個(gè)訓(xùn)練視頻分別進(jìn)行四次解碼，并記錄每個(gè)LCU解碼時(shí)間的下降值；

在四次解碼中，分別將每個(gè)LCU中占0、1/4、2/4、3/4比例的像素使用臨近像素插值而跳過運(yùn)動補(bǔ)償算法；

LCU解碼時(shí)間的下降值是指：與使用原始HEVC解碼器解碼時(shí)每個(gè)LCU的解碼時(shí)間相比，使用臨近像素插值而跳過運(yùn)動補(bǔ)償算法時(shí)該LCU解碼時(shí)間的下降值；

步驟3034、針對四次解碼，分別記錄每個(gè)LCU解碼時(shí)間的下降值與平均幀解碼時(shí)間的比值，作為復(fù)雜度下降值

步驟3035、對于每個(gè)視頻，分別求四次解碼復(fù)雜度下降值的平均值；

$\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&OverBar;}{C}}_M^{*}\left(g_n\right)=\frac{1}{L}\underset{l=1}{\overset{L}{\&Sigma;}}{\mathrm{\&Delta;C}}_M^{*}(g_l=g_n)$

其中L為一個(gè)訓(xùn)練視頻中的LCU數(shù)量，l為訓(xùn)練視頻中LCU的序號；

步驟3036、將所有視頻的通過最小二乘法進(jìn)行擬合，得到簡化運(yùn)動補(bǔ)償與解碼復(fù)雜度之間的函數(shù)關(guān)系ΔC_M(g_n)；

${\mathrm{\&Delta;C}}_M\left(g_n\right)=\frac{1}{N}\&CenterDot;c\&CenterDot;g_n.$

6.如權(quán)利要求3所述的一種基于視頻顯著性的HEVC解碼復(fù)雜度控制方法，其特征在于，所述的步驟304具體如下：

步驟3041、選取若干個(gè)訓(xùn)練視頻，包含數(shù)萬個(gè)LCU；

步驟3042、使用原始HEVC解碼器對每個(gè)訓(xùn)練視頻的視頻比特流進(jìn)行解碼，得到解碼后的重建視頻；

步驟3043、對每個(gè)訓(xùn)練視頻進(jìn)行四次解碼，記錄每次解碼時(shí)的每個(gè)視頻與原始HEVC解碼器得到的重建視頻的均方誤差

在四次解碼中，每次解碼時(shí)分別將每個(gè)LCU中占總像素個(gè)數(shù)0、1/4、2/4、3/4比例的像素使用臨近像素插值而跳過運(yùn)動補(bǔ)償算法；分別對應(yīng)g_n＝0,1,2,3；

步驟3044、對每次解碼時(shí)每個(gè)視頻的均方誤差均使用進(jìn)行歸一化；

步驟3045、對所有訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行最小二乘擬合，得到的函數(shù)關(guān)系，進(jìn)而得到的函數(shù)表達(dá)式：

$\mathrm{\&Delta;}{\tilde{S}}_M(g_n,w_n)=w_n\&CenterDot;(h_1{g}_n^3+h_2{g}_n^2+h_3{g}_n).$