面向HEVC的恰可察觉编码失真模型

作     者：徐升阳 郁梅 蒋刚毅 方树清 邵枫 彭宗举 XU Sheng-yang;YU Mei;JIANG Gang-yi;FANG Shu-qing;SHAO Feng;PENG Zong-ju

作者机构：宁波大学信息科学与工程学院浙江宁波315211 南京大学计算机软件新技术国家重点实验室江苏南京210093 

出 版 物：《光电子．激光》 (Journal of Optoelectronics·Laser)

年 卷 期：2015年第26卷第12期

页      面：2381-2392页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(U1301257 61171163 61271270 61271021 61311140262) 国家高技术研究发展"863"计划(2015AA015901) 浙江省自然科学基金(LY15F010005 Y16F010010)资助项目 

主　　题：感知编码 恰可察觉编码失真(JNCD) 高效视频编码(HEVC) 梯度幅值 

摘      要：为进一步提高现有视频编码技术的压缩效率及解码重建图像的主观视觉感知质量,在现有人眼恰可察觉失真(JND,just noticeable distortion)模型的基础上,提出了恰可察觉编码失真(JNCD,just noticeable coding distortion)模型。首先,通过主观实验,对恰可察觉梯度幅值差异(JNGD,just noticeable gradient difference)进行了研究,分析其变化规律并建立JNGD模型。使用全变分(TV,total variation)方法将图像分解为结构图和纹理图后,分别求取其梯度信息得到结构梯度图和纹理梯度图,利用JNGD模型分别滤除结构梯度图和纹理梯度图中的人眼不可察觉的梯度幅值;其后,分析了人眼感知对于不同梯度幅值的编码失真敏感性,设计了梯度幅值与JNCD值的主观实验,得到两者的关系模型;最后,考虑人眼对图像中的边缘、平坦和纹理3类区域失真感知程度的差异性,利用滤波后的结构梯度和纹理梯度信息将图像划分为上述3类区域,最终建立整幅图像的JNCD模型。为验证本文提出的JNCD模型的可靠性,在高效视频编码(HEVC)标准测试平台上进行的模型验证结果表明,在本模型指导下的编码其解码重建图像获得了较好的主观视觉效果,可为人眼视觉感知冗余的分析及感知编码的改进提供依据。