基于多恰可感知差值等级的高效视频编码区域级量化参数级联策略研究
批准号:
61801381
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
公衍超
依托单位:
学科分类:
多媒体通信
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘卫华、王富平、刘蕊、李钊、赵梦影、杨星
中文摘要
高效的量化参数级联策略可以显著提高视频编码的性能,有效保证视频通信系统的运行,具有重要的理论研究意义。本项目针对目前主流的高效视频编码标准HEVC,将有效衡量视频感知质量的多恰可感知差值等级应用于量化参数级联策略研究中,提出有效提高编码感知率失真性能的区域级量化参数级联策略。项目的创新性研究包括:综合考虑视频区域的内容特性、时域抖动效应、人眼选择注意机制的影响,建立衡量视频区域感知质量的多恰可察觉差值等级与量化参数的关系模型;进一步借鉴使用lambda域的码率模型,分析视频区域多恰可察觉差值等级及码率的空时域依赖关系;基于拉格朗日率失真优化理论,构建区域联合优化的率失真代价函数并提出区域级量化参数级联策略;基于率失真代价预测的思路提出快速量化参数级联策略。相关研究成果亦可用于视频质量评价、码率控制,是优化视频编码技术,保证视频通信系统高效运行的重要理论基础。
英文摘要
Efficient Quantization parameter cascading (QPC) strategy improves video coding performance significantly. Also, it ensures the efficient operation of the video communication systems and has important theoretical meaning. This project focuses on the High Efficient Video Coding (HEVC) which is a mainstream video coding standard and applies an efficient perceptual video quality metric, i.e., multiple just noticeable difference (JND) levels, to the QPC strategy development. This project aims to propose regional QPC strategies for effectively improving the perceptual rate distortion (RD) performance of video coding. The innovation works include: considering the influence of the regional video content property, the temporal pumping artifacts, and the selective mechanism of human eyes, the relationship between the quantization parameter (QP) and the multiple JND levels is developed to evaluate the regional perceptual video quality. Further, the lambda domain bitrate model is utilized to analyze the regional temporal dependency relationships of the regional multiple JND levels and the bitrate, respectively. Then the regional joint optimization RD cost function and the related regional QPC strategies are developed based on the Lagrange RD optimization theory. Finally, fast QPC strategies are analyzed based on the RD cost estimation spirit. Related results can be utilized in video quality assessment and rate control. Also, the study in this project provides important theoretical basis for optimizing of the video coding techniques and the efficient operation of the video communication systems.
高效视频编码(High Efficient Video Coding,HEVC)标准目前被广泛地应用于广播电视、视频监控、视频会议等视频通信系统,研究高效的HEVC编码技术具有重要的理论意义和工程应用价值。本项目基于HEVC标准,针对量化参数级联策略这一显著影响HEVC编码性能的关键技术展开研究,提出了一系列更高性能的方法。研究内容相关信息描述如下:考虑人类视觉系统对于视频中不同内容的感知差异性建立了多恰克感知差值等级,并进一步提出了区域级量化参数级联策略;分析了HEVC编码过程中全部参考帧的来源和依赖关系,面向监控视频提出了考虑全参考帧影响的量化参数级联策略;分析了HEVC低时延结构中各个时间层码率和失真的依赖关系,并基于此提出可以显著提高视频编码率失真性能的量化参数级联策略和率失真优化方法;考虑图像不同区域内容的感知差异性,提出了显著性信息驱动的区域级量化参数级联策略,并以现场勘验工具图像为例,对提出策略的性能进行了验证。在本项目研究中,准确的码率模型构建、视频内容特性的有效评价和人类视觉感知特性的探索及应用也是提出有效量化参数级联策略的关键,下面研究内容即涉及这些部分:分析了HEVC低时延结构中参考帧的来源及其率失真依赖关系,并面向监控视频提出了高效视频编码码率控制算法;考虑人类视觉系统的感知特性,从设计视频主观观测实验出发,提出了优化视频感知质量的高效视频编码帧内码率控制方法;综合考虑视频内容特性及编码量化参数的影响,提出了高效视频编码标准帧内图像码率估计方法;充分考虑帧分辨率和视频空时域复杂度的影响,提出了自适应的视频内容特性评价方法;考虑人类视觉系统感知特性中韦伯-费希纳定律和时域掩盖效应的影响,在评价视频内容特性基础上,提出了有效的视频摘要方法。项目的以上研究内容可以显著提高视频编码和视频处理的性能,有效保证视频通信系统的运行,具有重要的理论意义和应用价值。
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DOI:
--
发表时间:
2021
期刊:
西安交通大学学报
影响因子:
--
作者:
[公衍超, 吕显龙, 杨楷芳, 刘颖, 林庆帆, 王富平]
通讯作者:
王富平
DOI:
10.13245/j.hust.210903
发表时间:
2021
期刊:
华中科技大学学报(自然科学版)科技大学
影响因子:
--
作者:
[王健, 万帅, 公衍超, 赵晗]
通讯作者:
赵晗
DOI:
--
发表时间:
2021
期刊:
通信学报
影响因子:
--
作者:
[公衍超, 王玲, 刘颖, 杨楷芳, 林庆帆, 王富平]
通讯作者:
王富平
An Efficient Rate-distortion Optimization Method for Low-delay Configuration in H.265/HEVC Based on Temporal Layer Rate and Distortion Dependency
基于时间层速率和失真依赖性的 H.265/HEVC 低延迟配置的高效率失真优化方法
DOI:
10.1109/tcsvt.2019.2896664
发表时间:
2019
期刊:
IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology
影响因子:
8.4
作者:
[Kaifang Yang, Yanchao Gong, Miao Ma, Hong Ren Wu]
通讯作者:
Hong Ren Wu
Quantization Parameter Cascading for Surveillance Video Coding Considering All Inter Reference Frames
考虑所有帧间参考帧的监控视频编码量化参数级联
DOI:
10.1109/tip.2021.3087413
发表时间:
2021-06
期刊:
IEEE Transactions on Image Processing
影响因子:
10.6
作者:
[Gong Yanchao, Yang Kaifang, Liu Ying, Lim Keng-Pang, Ling Nam, Wu Hong Ren]
通讯作者:
Wu Hong Ren
共 6 条
面向未成年人教育的码流域AI生成式视频安全监管关键技术研究
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批准号:62477038
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项目类别:面上项目
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资助金额:50.00万元
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批准年份:2024
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负责人:公衍超
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依托单位:
国内基金
海外基金