面向视频会议和视频聊天的X264码率控制算法研究

发布时间：2020-09-23 08:05

　　 视频会议与视频聊天通常面对低码率应用环境,其视频码流在传输过程中受带宽波动影响较大,可能会造成视频卡顿或非常明显的块效应问题。人眼视觉感知是对视频处理后效果最好的衡量标准,所以在视频编码时,可以利用人眼的视觉特性特点,检测出视觉感兴趣区域,对视觉感兴趣区域进行编码,会极大地提高视频编码效果。本文针对视频会议与视频聊天场景视频中的人脸区域以及肤色区域提出了一种高效的感兴趣区域检测算法,在编码时能够快速的识别感兴趣区域,提高了编码效率。通过改进码率控制算法,控制视频编码码率的大小,可以提高视频编码质量。本文提出了一种基于感兴趣区域的码率控制算法,并在X264编码平台上实现。通过对测试序列进行测试和结果对比,证明本文所提出的码率控制算法有很高的实用价值。本文的主要工作有:(1)深入研究分析了 X264编码器的编码算法和码率控制算法,为后续工作展开提供基础保障。(2)从实用的角度出发,提出了一种高效的感兴趣区域检测算法。利用快速的图像前景与背景的风格,结合人的肤色特征达到快速的识别视频会议和视频聊天场景中的人眼感兴趣区域,即人脸区域以及肤色区域部分。(3)提出一种基于感兴趣区域的码率控制算法。通过对人眼感兴趣区域的建模,估计量化参数,提高视频感兴趣区域的视频质量,进而提高整体主观视觉质量,实现了比较准确的码率控制和提高编码后视频主观视觉效果的目的。(4)在X264编码平台实现基于感兴趣区域的码率控制算法,并对标准测试序列进行了测试与结果对比。本文共完成了 72组测试工作,并从目标码率与输出码率的误差率和编码后视频的主观视觉效果两方面进行对比。其中,在标准会议场景序列中,X264平台的码率误差率为22.96%,本文算法的误差率为15.36%;在生活教育场景序列中,X264平台的误差率为22.99%,本文算法的误差率为15.7%;在主观视觉效果上,本文算法明显好于X264平台的效果。
【学位单位】：山东科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN919.81
【部分图文】：

学成分的不同，Ｃｏｎｅｓ可以分成以下三类：对蓝色敏感的Ｓ锥状细胞、对绿色逡逑敏感的Ｍ锥状细胞、对红色敏感的Ｌ锥状细胞，他们对不同的波长光线的敏感逡逑度［４］如图１．２所示。逡逑ＬＯｆ邋＇八ｓ邋ｍ／７Ｔ＼ｌ邋’￣＾逡逑■逡逑４００逦４Ｓ０逦５００逦５Ｓ０逦６Ｑ０逦６５０逦７００逡逑图１．２三类锥状细胞对不同波长光的敏感度逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ邋ｏｆ邋Ｔｈｒｅｅ邋Ｃｏｎｅ邋Ｃｅｌｌｓ邋ｔｏ邋Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｓ邋ｏｆ邋Ｌｉｇｈｔ逡逑在人眼视觉系统对外界信息的处理过程中，并不是一切外界光刺激都能被逡逑感知。把能激发感知的最小刺激量叫做绝对阈值。人眼对细节信息变化存在阈逡逑值效应，当细节信息在一定阈值内变化时，人眼是不能识别出来的１５］。经过长逡逑２逡逑

学成分的不同，Ｃｏｎｅｓ可以分成以下三类：对蓝色敏感的Ｓ锥状细胞、对绿色逡逑敏感的Ｍ锥状细胞、对红色敏感的Ｌ锥状细胞，他们对不同的波长光线的敏感逡逑度［４］如图１．２所示。逡逑ＬＯｆ邋＇八ｓ邋ｍ／７Ｔ＼ｌ邋’￣＾逡逑■逡逑４００逦４Ｓ０逦５００逦５Ｓ０逦６Ｑ０逦６５０逦７００逡逑图１．２三类锥状细胞对不同波长光的敏感度逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ邋ｏｆ邋Ｔｈｒｅｅ邋Ｃｏｎｅ邋Ｃｅｌｌｓ邋ｔｏ邋Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｓ邋ｏｆ邋Ｌｉｇｈｔ逡逑在人眼视觉系统对外界信息的处理过程中，并不是一切外界光刺激都能被逡逑感知。把能激发感知的最小刺激量叫做绝对阈值。人眼对细节信息变化存在阈逡逑值效应，当细节信息在一定阈值内变化时，人眼是不能识别出来的１５］。经过长逡逑２逡逑

码率控制技术是视频编码的关键技术之一，通过改进码率控制算法，控制逡逑视频编码码率的大小，可以实现比较准确的码率控制和提高编码后视频主观视逡逑觉效果的目的。在编码器中码率控制的位置如图１．５所示。逡逑视频编码器逡逑逦码率控逦逡逑制邋￣逡逑原始视邋｜预测编逦｜补偿／变｜逦－／Ｉ，逦ｎｒｚＴｎ逦ｉ编码后逡逑ｍｉｉ＼＾丨码逦１邋换邋￣￣１逦１￥＿１￣１邋＿邋￣￣１邋视频流邋Ｉ逡逑图１．５码率控制在编码器中的位置逡逑Ｆｉｇ．ｌ邋．５邋Ｌｏｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｃｏｄｅ邋ｒａｔｅ邋ｃｏｎｔｒｏｌ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ｅｎｃｏｄｅｒ逡逑伴随视频编码标准的发展，码率控制技术也获得很大的发展。Ｈ．２６１视频编逡逑码标准采用ＲＭ８［３７］码率控制模型，实现了邋ｏｎｅ－ｐａｓｓ码率控制算法，利用缓冲区逡逑的满溢程度选择ＱＰ值。ＭＰＥＧ－２标准采用的是ＴＭ５［３８］码率控制模型，通过控逡逑６逡逑

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本文编号：2825064