一種基于變形運動模型的幀率上轉換視頻編碼方法及系統技術方案

本發明專利技術公開了一種基于變形運動模型的幀率上轉換視頻編碼方法及系統，方法包括：根據當前塊的左上角、右上角、左下角和右下角這4個角處的信息判斷是否能構建變形運動模型；根據判斷的結果采用變形運動模型預測方式、雙向匹配模式或者模板匹配模式對當前塊進行幀率上轉換，得到當前塊的運動信息并根據得到的運動信息進行運動補償，其中，運動信息包括但不限于參考方向、參考索引和運動矢量。本發明專利技術能通過變形運動模型事前對當前塊的運動模型進行預測并計算出最小塊的運動信息，節省了運動矢量的搜索時間，大大減少了編解碼的時間和碼率，提高了編解碼速度和編解碼效率。本發明專利技術可廣泛應用于視頻編碼領域。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及視頻編碼領域，尤其是一種基于變形運動模型的幀率上轉換視頻編碼方法及系統。
技術介紹
高性能視頻編碼(HighEfficiencyVideoCoding，HEVC)標準是最新一代國際視頻編碼標準。自2010年1月起，VCEG(VideoCodingExpertsGroup，視頻編碼專家組)和MPEG(MovingPictureExpertsGroup，活動圖像編碼專家組)共同組建了視頻編碼國際標準組織JCT-VC(JointCollaborativeTeamonVideoCoding)來制定新的國際視頻編碼標準HEVC。HEVC編碼標準于2013年1月正式頒布，并已經申請成為國際視頻編碼標準。HEVC綜合采納了全球眾多技術提案方的編碼技術，與之前的視頻編碼標準相比，HEVC具有壓縮效率更高、視頻質量更好、健壯性更好、錯誤恢復能力更強、更適合在IP網絡中傳輸等優點。2015年6月，VCEG在其最新發布的視頻編碼技術平臺HMKTA-1.0中，對HEVC現有的工具進行了改進，并添加了許多新的工具。該新的視頻編碼軟件支持更大的編碼樹塊和更大的變換塊；加入了自適應濾波器，能對重疊塊進行運動補償；通過加入局部亮度補償、幀率上采樣模式等工具對幀間預測方式進行了改進；幀內預測也通過增加到63種預測方向并提供了4抽頭的插值濾波器來提高預測的精度。通過增加這些工具，HMKTA-1.0軟件分別在全幀內預測、隨機存取和低延遲的編碼方式中降低了2.9％，6.7％和4.9％的亮度BD-Rate。與上一代視頻編碼平臺HM14.0相比，HMKTA1.0在隨機存取方式中能達到16.5％的碼率增益。HMKTA-1.0平臺的幀率上采樣模式在進行幀率上轉換時，通過添加的新工具FRUC來求取運動矢量。然而，新工具FRUC采用了分級計算的方式來求得每個最小塊的運動矢量，其在每次搜索運動矢量時需耗費大量的時間，增加了編解碼的時間和碼率，降低了編解碼速度和編解碼效率，難以滿足人們對視頻應用日益增長的實時性高要求。
技術實現思路
為解決上述技術問題，本專利技術的目的在于：提供一種編解碼時間短、編解碼速度快和編解碼效率高的，基于變形運動模型的幀率上轉換視頻編碼方法。本專利技術的另一目的在于：提供一種編解碼時間短、編解碼速度快和編解碼效率高的，基于變形運動模型的幀率上轉換視頻編碼系統。本專利技術所采取的技術方案是：一種基于變形運動模型的幀率上轉換視頻編碼方法，包括以下步驟：S1、根據當前塊的左上角、右上角、左下角和右下角這4個角處的信息判斷是否能構建變形運動模型；S2、根據判斷的結果采用變形運動模型預測方式、雙向匹配模式或者模板匹配模式對當前塊進行幀率上轉換，得到當前塊的運動信息并根據得到的運動信息進行運動補償，其中，運動信息包括但不限于參考方向、參考索引和運動矢量。進一步，所述步驟S1包括：根據設定的優先級順序分別確定當前塊4個角的參考位置，所述設定的優先級順序用于在當前塊4個角存在多個候選位置時選取一個候選位置作為相應角的參考位置；根據當前塊4個角的參考位置存在情況判斷是否能構建變形運動模型：若當前塊的4個角均至少存在一個候選位置，則判定當前塊能構建變形運動模型；反之，則判定當前塊不能構建變形運動模型。進一步，所述步驟S2具體為：若當前塊能構建變形運動模型，則采用變形運動模型預測方式對當前塊進行幀率上轉換，得到當前塊的運動信息并根據得到的運動信息進行運動補償；若當前塊不能構建變形運動模型，則采用HEVC編碼的雙向匹配模式或者HEVC編碼的模板匹配模式對當前塊進行幀率上轉換，得到當前塊的運動信息并根據得到的運動信息進行運動補償。進一步，所述根據判斷的結果采用變形運動模型預測方式對當前塊進行幀率上轉換，得到當前塊的運動信息并根據得到的運動信息進行運動補償這一步驟，其包括：將當前塊的4個角的運動信息按照設定的優先級順序組合成控制MP四元運動矢量列表{A、B、C、D本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于變形運動模型的幀率上轉換視頻編碼方法，其特征在于：包括以下步驟：S1、根據當前塊的左上角、右上角、左下角和右下角這4個角處的信息判斷是否能構建變形運動模型；S2、根據判斷的結果采用變形運動模型預測方式、雙向匹配模式或者模板匹配模式對當前塊進行幀率上轉換，得到當前塊的運動信息并根據得到的運動信息進行運動補償，其中，運動信息包括但不限于參考方向、參考索引和運動矢量。

【技術特征摘要】
1.一種基于變形運動模型的幀率上轉換視頻編碼方法，其特征在于：包括以下步驟：S1、根據當前塊的左上角、右上角、左下角和右下角這4個角處的信息判斷是否能構建變形運動模型；S2、根據判斷的結果采用變形運動模型預測方式、雙向匹配模式或者模板匹配模式對當前塊進行幀率上轉換，得到當前塊的運動信息并根據得到的運動信息進行運動補償，其中，運動信息包括但不限于參考方向、參考索引和運動矢量。2.根據權利要求1所述的一種基于變形運動模型的幀率上轉換視頻編碼方法，其特征在于：所述步驟S1包括：根據設定的優先級順序分別確定當前塊4個角的參考位置，所述設定的優先級順序用于在當前塊4個角存在多個候選位置時選取一個候選位置作為相應角的參考位置；根據當前塊4個角的參考位置存在情況判斷是否能構建變形運動模型：若當前塊的4個角均至少存在一個候選位置，則判定當前塊能構建變形運動模型；...

【專利技術屬性】
技術研發人員：梁凡，沈松偉，
申請(專利權)人：中山大學，
類型：發明
國別省市：廣東;44