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专利号: 2017114318085
申请人: 中南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-09-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于贝叶斯分类的自适应运动矢量精度快速选择方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:在对视频帧图像的预测单元PU块执行帧间2Nx2N预测的运动估计时,获取当前预测单元PU块依次经过整像素精度运动估计和分像素精度运动估计后,每个像素点的最优MV的值和对应的预测MV值之差的二维正交变换;

所述当前预测单元PU块中每个像素点对应的预测MV值在编码过程中利用高级运动向量预测技术AMVP获得;

步骤2:基于步骤1获得的当前预测单元PU块各像素点所述的二维正交变换,分别计算当前预测单元PU块中所有像素点对应的二维正交变换绝对值之和,SATDint和SATDqter,并计算SATDint和SATDqter的比值SATDqter/SATDint;

其中,SATDint表示整像素MV的SATD值,SATDqter表示分像素MV的SATD值;

所述SATD值表示经过哈达曼变换后的绝对误差和;

步骤3:获取当前预测单元PU块的QP值,以及统计当前预测单元PU块的相邻已编码的PU块中已执行IMV操作的数量占所有相邻已编码的PU块数量的比例S1,当前预测单元PU块中最优MV的比特数占编码的总比特数的比例S2;

步骤4:将步骤2获得的SATDqter/SATDint,步骤3获得的QP值、S1以及S2输入基于贝叶斯的IMV执行分类器,获得当前预测单元PU块是否需要执行IMV的分类标志;

所述基于贝叶斯的IMV执行分类器是将已执行过IMV模式的PU块的IMV标志位作为输出数据,对应的PU块按照步骤1-步骤3获得对应的SATDqter/SATDint、QP值、S1以及S2作为输入数据进行训练获得;

所述PU块的IMV标志位是指在执行过IMV模式后,IMV标志位为0表示PU块无需进行IMV模式,IMV标志位为1表示PU块需要进行IMV模式;

步骤5:依据步骤4得到的分类标志,对当前预测单元PU执行相应模式;

若当前预测单元PU需要执行IMV,则对当前预测单元PU执行IMV_2N×2N模式后,继续后续模式;

若当前预测单元PU不需要执行IMV,则当前预测单元PU跳过IMV_2N×2N模式,并根据率失真代价决策出最优MV以及当前预测单元PU块后续执行的最佳模式;

其中贝叶斯训练过程如下:

首先获取先验概率,即将所有的数据归结为两类,一类是不使用IMV,另一类是使用IMV,在获取的训练数据中,分别计算两个种类的概率,此概率即为先验概率,分别用P(C0)和P(C1)表示;最终计算出在每个类别下每个特征属性值的概率,即P(X1i|C0)~P(X4i|C0)和P(X1i|C1)~P(X4i|C1),i的取值根据每个特征属性值的个数而定,X1i~X4i分别为四个特征属性的值,依次表示SATDqter/SATDint的值、当前预测单元的QP值、最优MV的比特数占总比特数的比例以及相邻PU块中使用IMV的块占所有相邻块的比例;

其中贝叶斯分类过程如下:

首先,获得四个特征属性的值,然后在训练之后获得的训练数据中查找该特征值所对应的概率,即P(X1i|C0)~P(X4i|C0)和P(X1i|C1)~P(X4i|C1);之后,计算P(X|C0)和P(X|C1),其中P(X|C0)=P(X1a|C0)xP(X2b|C0)xP(X3c|C0)xP(X4d|C0),a、b、c、d在i的取值范围内根据所对应的数据取值,同理可得P(X|C1);最终,分别求得在该特征值下两种类别的概率,即该特征值下不使用IMV的概率P(C0|X)和该特征值下使用IMV的概率P(C1|X);这两个的概率由贝叶斯公式可得,贝叶斯公式如下:可得:

由于P(X)为常量,由此可得:

P(C0|X)=P(X|C0)P(C0)

P(C1|X)=P(X|C1)P(C1)

若满足如下公式:

P(C0|X)>P(C1|X)

则表示当前预测单元PU需要执行IMV,否则,当前预测单元PU不需要执行IMV。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述当前预测单元PU块的相邻已编码的PU块包括当前预测单元PU块的左方的PU块、上方的PU块、左上方的PU块、右上的PU块以及同位PU块。

3.一种基于贝叶斯分类的自适应运动矢量精度快速选择装置,其特征在于,包括:整像素精度运动估计模块,对视频帧图像的预测单元PU块执行帧间2Nx2N预测的运动估计时,在当前预测单元PU块经过整像素精度运动估计后,获得当前预测单元PU块的最优MV的值;

分像素精度运动估计模块,对视频帧图像的预测单元PU块执行帧间2Nx2N预测的运动估计时,在当前预测单元PU块经过分像素精度运动估计后,获得当前预测单元PU块的最优MV的值;

SATDint和SATDqter计算模块,首先利用当前预测单元PU块分别经过整像素精度运动估计和分像素精度运动估计后,获得每个像素点的最优MV的值和对应的预测MV值之差的二维正交变换,然后计算当前预测单元PU块中所有像素点对应的二维正交变换绝对值之和;

SATDint表示整像素MV的SATD值,SATDqter表示分像素MV的SATD值;

所述SATD表示经过哈达曼变换后的绝对误差和;

统计模块,获取当前预测单元PU块的QP值,以及统计当前预测单元PU块的相邻已编码的PU块中已执行IMV操作的数量占所有相邻已编码的PU块数量的比例S1,当前预测单元PU块中最优MV的比特数占编码的总比特数的比例S2;

基于贝叶斯的IMV执行分类器,利用当前预测单元PU块的SATDqter/SATDint、QP值、S1以及S2,获得当前预测单元PU块是否需要执行IMV的分类标志;

选择模块,依据基于贝叶斯的IMV执行分类器输出的当前预测单元PU块是否需要执行IMV的分类标志,选择当前预测单元PU块的执行模式:若当前预测单元PU需要执行IMV,则对当前预测单元PU执行IMV_2N×2N模式后,继续后续模式;

若当前预测单元PU不需要执行IMV,则当前预测单元PU跳过IMV_2N×2N模式,并根据率失真代价决策出最优MV以及当前预测单元PU块后续执行的最佳模式;

其中贝叶斯训练过程如下:

首先获取先验概率,即将所有的数据归结为两类,一类是不使用IMV,另一类是使用IMV,在获取的训练数据中,分别计算两个种类的概率,此概率即为先验概率,分别用P(C0)和P(C1)表示;最终计算出在每个类别下每个特征属性值的概率,即P(X1i|C0)~P(X4i|C0)和P(X1i|C1)~P(X4i|C1),i的取值根据每个特征属性值的个数而定,X1i~X4i分别为四个特征属性的值,依次表示SATDqter/SATDint的值、当前预测单元的QP值、最优MV的比特数占总比特数的比例以及相邻PU块中使用IMV的块占所有相邻块的比例;

其中贝叶斯分类过程如下:

首先,获得四个特征属性的值,然后在训练之后获得的训练数据中查找该特征值所对应的概率,即P(X1i|C0)~P(X4i|C0)和P(X1i|C1)~P(X4i|C1);之后,计算P(X|C0)和P(X|C1),其中P(X|C0)=P(X1a|C0)xP(X2b|C0)xP(X3c|C0)xP(X4d|C0),a、b、c、d在i的取值范围内根据所对应的数据取值,同理可得P(X|C1);最终,分别求得在该特征值下两种类别的概率,即该特征值下不使用IMV的概率P(C0|X)和该特征值下使用IMV的概率P(C1|X);这两个的概率由贝叶斯公式可得,贝叶斯公式如下:可得:

由于P(X)为常量,由此可得:

P(C0|X)=P(X|C0)P(C0)

P(C1|X)=P(X|C1)P(C1)

若满足如下公式:

P(C0|X)>P(C1|X)

则表示当前预测单元PU需要执行IMV,否则,当前预测单元PU不需要执行IMV。

4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述基于贝叶斯的IMV执行分类器是将已执行过IMV模式的PU块的IMV标志位作为输出数据,PU块按照SATDint和SATDqter计算模块和统计模块获得对应PU块的SATDqter/SATDint、QP值、S1以及S2作为输入数据进行训练获得;

所述PU块的IMV标志位是指在执行过IMV模式后,IMV标志位为0表示PU块无需进行IMV模式,IMV标志位为1表示PU块需要进行IMV模式。

5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述当前预测单元PU块的相邻已编码的PU块包括当前预测单元PU块的左方的PU块、上方的PU块、左上方的PU块、右上的PU块以及同位PU块。