一種基于圖像復雜度的信源實時編碼方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于圖像復雜度的信源實時編碼方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當前視頻編碼標準主要由IT U - T與IS O /1E C組織制定，其中IT U - T組織制動了H.261、H.263、H.264等用于實時視頻通信的視頻編碼標準，IS0/IEC組織制定了MPEG系列標準，主要用于用于廣播電視、視頻存儲、網(wǎng)絡上的流媒體傳輸?shù)?。這兩個組織也聯(lián)合制定了一些標準，例如ITU-T組織制定的H.262與IS0/IEC組織制定的MPEG-2是同一視頻編碼標準，H.264標準也被納入MPEG-4的第10部分，最新的HEVC視頻編碼標準也由這兩個組織聯(lián)合制定。
[0003]目前已有的數(shù)字圖像壓縮壓縮效率較低，視頻圖像壓縮倍數(shù)較低。為了在有限的信道帶寬要求下傳輸更高質(zhì)量的視頻圖像，采用壓縮比更高的視頻編碼器是數(shù)字圖像壓縮的必然要求。
[0004]HEVC編碼器相較于H.264采用了復雜度更高的編碼工具:采用四叉樹編碼方式，編碼單元可從64x64劃分到4x4，變換單元采用3層搜索，預測單元采用對稱和非對稱8種預測模式;幀內(nèi)預測精細到35個模式;幀間預測增加了 Merge模式，采用了新的預測運動矢量流程，8階1/4亮度亞像素插值。4階1/2色度亞像素插值;采用了新的環(huán)路濾波流程和樣本自適應偏移模塊;熵編碼采用了內(nèi)容自適應的二進制算術(shù)編碼，利用免乘法概率進行刷新。這些新技術(shù)的采用，一方面使得HEVC具有較高的視頻壓縮效率，可以在H.264/AVC的編碼器壓縮效率基礎(chǔ)上，繼續(xù)把壓縮效率提高一倍;另一方面也大大增加了編碼器復雜度，目前的HEVC編碼器時間復雜度約為H.264/AVC編碼器的7倍左右，其中模式預測判決部分占據(jù)了 HEVC編碼器80%左右的運算時間。
[0005]目前，在圖像處理芯片上，大都采用H.264及較早的圖像視頻編碼算法實現(xiàn)編碼，視頻壓縮倍數(shù)較低;而要采用壓縮倍數(shù)較高的HEVC編碼算法實現(xiàn)編碼，目前大多的圖像處理芯片不足以實現(xiàn)實時編碼。故為了實現(xiàn)圖像處理芯片上具有較高壓縮比的信源編碼器實時編碼，需要針對不同的目標圖像源選取不同的圖像編碼模式進行預測，并根據(jù)目標碼率對編碼參數(shù)進行設置，以實現(xiàn)實時編碼?，F(xiàn)在有的圖像編碼算法并不能滿足上述要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實施例提供了一種基于圖像復雜度的信源實時編碼方法及系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中圖像編碼算法并不能實現(xiàn)實時編碼的問題。
[0007]其具體的技術(shù)方案如下:
[0008]—種基于圖像復雜度的信源實時編碼方法，所述方法包括:
[0009]獲取圖像的編碼模式以及編碼參數(shù)；
[0010]根據(jù)所述編碼模式以及編碼參數(shù)，對每幀圖像的已編碼單元進行統(tǒng)計，根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果并結(jié)合量化參數(shù)和算法裕度進行閾值設置；
[0011]根據(jù)像素塊均方差和閾值比較幀內(nèi)預測層級分割進行初步篩選；
[0012]在已篩選過的幀內(nèi)，根據(jù)時域中參考幀樣本自適應偏移方向信息和空域當前編碼單元的運動矢量、變換單元、編碼標志位信息進行幀間預測中的提前終止或跳出；
[0013]對于幀內(nèi)預測模式和幀間預測模式中確定的編碼單元進行紋理方向分析；
[0014]根據(jù)圖像編碼后的碼率速率監(jiān)測對比結(jié)果對編碼模式和編碼參數(shù)進行調(diào)節(jié)。
[0015]可選的，獲取圖像的編碼方式以及編碼參數(shù)，包括:
[0016]接收完一幀圖像后，檢測目標碼率大小和圖像分辨率大?。?br>[0017]若目標碼率或圖像分辨率變化時，則初始化編碼模式和編碼參數(shù)。
[0018]可選的，根據(jù)所述編碼模式以及編碼參數(shù)，對每幀圖像的已編碼單元進行統(tǒng)計，根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果并結(jié)合量化參數(shù)和算法裕度進行閾值設置，包括:
[0019]當一幀圖像中的編碼單元進行編碼后，將對應的像素方差、樣本自適應偏移方向進行統(tǒng)計；
[0020]將統(tǒng)計結(jié)果更新至閾值門限中。
[0021]可選的，根據(jù)像素塊均方差和閾值比較幀內(nèi)預測層級分割進行初步篩選，包括:
[0022]通過樣本下采樣的方法計算編碼單元的像素塊方差，若方差大于設置閾值，則不對大塊編碼單元分割進行搜索；
[0023]當方差小于設置閾值時，則不對小塊編碼單元分割進行搜索。
[0024]可選的，在已篩選過的幀內(nèi)，根據(jù)時域中參考幀樣本自適應偏移方向信息和空域當前編碼單元的運動矢量、變換單元、編碼標志位等信息進行幀間預測中的提前終止或跳出，具體為:幀間預測模式樣本自適應偏移信息為當前編碼單元對應的參考幀中對應位置的編碼單元內(nèi)的4個方向像素分布的概率，而運動矢量等信息為當前編碼單元的信息，當編碼單元較簡單或者運動矢量為O時，不再進行編碼單元向下分割。
[0025]可選的，對于幀內(nèi)預測模式和幀間預測模式中確定的編碼單元進行紋理方向分析，包括:
[0026]計算橫向和縱向方向的矢量值，根據(jù)矢量值計算像素方向，可以將4中邊緣偏移方向預測減少為I種邊緣偏移方向預測；
[0027]利用直方圖對條帶偏移進行預測也可以僅計算含有中選概率最大條帶的周圍7種情況。
[0028]可選的，根據(jù)圖像編碼后的碼率速率監(jiān)測對比結(jié)果對編碼模式和編碼參數(shù)進行調(diào)節(jié)，包括:
[0029]當有一幀圖像進行編碼完成后，對碼流速率進行計算監(jiān)測；
[0030]并將監(jiān)測到的碼流速率與目標碼率進行比較，根據(jù)比較結(jié)果對編碼模式和編碼參數(shù)進行重新設置，自適應得調(diào)節(jié)實際編碼速率。
[0031]—種基于圖像復雜度的信源實時編碼系統(tǒng)，包括:
[0032]獲取模塊，用于獲取圖像的編碼模式以及編碼參數(shù)；
[0033]統(tǒng)計模塊，用于根據(jù)所述編碼模式以及編碼參數(shù)，對每幀圖像的已編碼單元進行統(tǒng)計，根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果并結(jié)合量化參數(shù)和算法裕度進行閾值設置；
[0034]篩選模塊，用于根據(jù)像素塊均方差和閾值比較幀內(nèi)預測層級分割進行初步篩選；
[0035]幀間預測模塊，用于在已篩選過的幀內(nèi)，根據(jù)時域中參考幀樣本自適應偏移方向信息和空域當前編碼單元的運動矢量、變換單元、編碼標志位信息進行幀間預測中的提前終止或跳出；
[0036]幀內(nèi)預測模塊，用于對于幀內(nèi)預測模式和幀間預測模式中確定的編碼單元進行紋理方向分析；
[0037]調(diào)節(jié)模塊，用于根據(jù)圖像編碼后的碼率速率監(jiān)測對比結(jié)果對編碼模式和編碼參數(shù)進行調(diào)節(jié)。
[0038]可選的，所述獲取模塊，具體用于接收完一幀圖像后，檢測目標碼率大小和圖像分辨率大小;若目標碼率或圖像分辨率變化時，則初始化編碼模式和編碼參數(shù)。
[0039]可選的，所述篩選模塊，具體用于通過樣本下采樣的方法計算編碼單元的像素塊方差，若方差大于設置閾值，則不對大塊編碼單元分割進行搜索；當方差小于設置閾值時，則不對小塊編碼單元分割進行搜索。
[0040]本發(fā)明實施例中提供了一種圖像復雜度的信源實時編碼方法，該方法包括:獲取圖像的編碼模式以及編碼參數(shù);根據(jù)所述編碼模式以及編碼參數(shù)，對每幀圖像的已編碼單元進行統(tǒng)計，根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果并結(jié)合量化參數(shù)和算法裕度進行閾值設置;根據(jù)像素塊均方差和閾值比較幀內(nèi)預測層級分割進行初步篩選;在已篩選過的幀內(nèi)，根據(jù)時域中參考幀樣本自適應偏移方向信息和空域當前編碼單元的運動矢量、變換單元、編碼標志位等信息進行幀間預測中的提前終止或跳出；對于幀內(nèi)預測模式和幀間預測模式中確定的編碼單元進行紋理方向分析;根據(jù)圖像編碼后的碼率速率監(jiān)測對比結(jié)果對編碼模式和編碼參數(shù)進行調(diào)節(jié)。該方法解決了不同的目標圖像源采用相同的編碼模式進行預測算法復雜度高的問題以及不同碼率下算法選擇的問題，具有算法簡單、編碼復雜度低、應用廣泛、減少傳輸時延等特點。
【附圖說明】
[0041]圖1為本發(fā)明實施例中一種圖像復雜度的信源實時編碼方法的流程圖；
[0042]圖2為本發(fā)明實施例中圖像編碼參數(shù)控制流程圖。
[0043]圖3為本發(fā)明實施例中基于圖像復雜度的自適應閾值控制流程圖。
[0044]圖4為本發(fā)明實施例中幀內(nèi)模塊快速算法控制流程圖。
[0045]圖5為本發(fā)明實施例中幀間模塊快速算法控制流程圖。
[0046]圖6為本發(fā)明實施例中SAO模塊快速算法控制流程圖。