一种基于自适应编码与质量校验门控的视觉无损压缩方法与流程

本发明涉及视觉无损压缩，更具体地说，本发明涉及一种基于自适应编码与质量校验门控的视觉无损压缩方法。

背景技术：

1、视频压缩服务广泛应用于云端媒体处理平台，用户上传的源视频文件经编码器按指定质量参数完成压缩后，以压缩产物形式交付。编码器在压缩过程中依据恒定质量因子控制压缩强度，质量因子越大压缩率越高、画质损失越多。为保证交付产物达到用户预期的画质水平，平台需在压缩完成后对产物进行质量校验，判断压缩失真是否在可接受范围内，并在失真超标时启动自适应重编码以修正质量，最终按校验结果选择合适的交付对象输出给用户。

2、现有技术存在以下不足：

3、目前，现有技术无法消除双侧关键帧位置差异导致的采样错位，缺乏与用户压缩档位对应的差异化相似性基准，无法将相似性比对结果转化为带方向与幅度信息的偏离量，存在压缩产物画质无法稳定满足档位承诺、失真超标时缺乏有效兜底保护的问题，因此，提出一种基于自适应编码与质量校验门控的视觉无损压缩方法。

4、在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供了一种基于自适应编码与质量校验门控的视觉无损压缩方法，通过运用双侧就近关键帧锚点定位与两段式精确寻址消除采样错位，结合档位化相似性基准与相似性偏离量驱动自适应重编码与交付路径分流，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种基于自适应编码与质量校验门控的视觉无损压缩方法，包括以下步骤：

3、步骤s1：读取源文件媒体时长，采集双侧关键帧时间戳分布，基于源文件媒体时长生成采样时刻序列，结合双侧关键帧时间戳分布筛选出双侧就近关键帧锚点；

4、步骤s2：依据双侧就近关键帧锚点定位解码起点，沿解码方向精确前进至采样时刻获取对齐采样帧对亮度像素矩阵，基于对齐采样帧对亮度像素矩阵计算最低采样结构相似性系数；

5、步骤s3：调取用户选定的压缩档位，根据用户选定的压缩档位确定档位化相似性基准，将最低采样结构相似性系数与档位化相似性基准进行比对分析相似性偏离量；

6、步骤s4：获取首遍编码质量因子基线，通过相似性偏离量对首遍编码质量因子基线进行下调后触发压缩产物再次编码并计算复检相似性系数，根据复检相似性系数将交付路径分类切换为达标交付路径或原始文件回退路径。

7、在一个优选的实施方式中，在步骤s1中，选取用户上传的源视频文件并完成首遍压缩得到压缩产物之后的时刻作为读取周期起点；

8、调用容器解析器对源视频文件的文件头进行解析，获取源视频文件从第一帧起始播放时刻到最后一帧终止播放时刻之间的连续播放时间跨度，得到源文件媒体时长；

9、在同一容器解析器上分别对源视频文件与压缩产物执行索引扫描，遍历各自码流中具备独立解码能力的关键帧，逐帧读取其显示时间戳字段，将全部关键帧的显示时间戳按升序合并，得到源侧关键帧时间戳数据集与产物侧关键帧时间戳数据集，二者共同构成所述双侧关键帧时间戳分布。

10、在一个优选的实施方式中，在步骤s1中，根据源文件媒体时长按阶梯映射关系确定采样点数量，生成在源文件媒体时长区间内均匀分布的采样时刻序列；

11、针对采样时刻序列中每个采样时刻，分别在源侧关键帧时间戳数据集与产物侧关键帧时间戳数据集中，取各自不晚于对应采样时刻的所有关键帧时间戳中最大值，作为采样时刻对应的源侧就近关键帧锚点与产物侧就近关键帧锚点，将全部采样时刻对应的锚点组合得到双侧就近关键帧锚点集合。

12、在一个优选的实施方式中，在步骤s2中，对源视频文件与压缩产物分别启用独立的解码上下文，以双侧就近关键帧锚点集合中每个采样时刻对应的源侧就近关键帧锚点与产物侧就近关键帧锚点作为各自解码上下文的跳转目标；

13、将两个解码上下文的内部参考帧缓冲分别重建至对应锚点位置，完成解码起点定位。

14、在一个优选的实施方式中，在步骤s2中，两个解码上下文在各自完成定位后，分别沿解码方向逐帧向前推进，每推进一帧检查当前帧的显示时间戳，直至显示时间戳不早于对应采样时刻，将其确定为目标采样帧；

15、对每一对目标采样帧执行像素域预处理，得到对齐采样帧对亮度像素矩阵；

16、对每个采样时刻的对齐采样帧对亮度像素矩阵，计算采样时刻的采样点结构相似性系数，遍历采样时刻序列中全部采样时刻，取所有采样点结构相似性系数中的最小值作为最低采样结构相似性系数。

17、在一个优选的实施方式中，在步骤s3中，压缩档位为用户在发起压缩任务时通过前端界面选择的压缩强度等级；

18、根据用户选定的压缩档位确定档位化相似性基准；

19、以最低采样结构相似性系数减去档位化相似性基准得到相似性偏离量。

20、在一个优选的实施方式中，在步骤s4中，首遍编码质量因子基线是指对源视频文件执行首次压缩编码时使用的编码质量；

21、通过相似性偏离量对首遍编码质量因子基线进行下调，下调动作仅在相似性偏离量小于零时触发；

22、以相似性偏离量的绝对值经sigmoid平滑映射得到下调步长，基于下调步长对首遍编码质量因子基线执行下调，得到下调后的编码质量因子；

23、以下调后的编码质量因子替换首遍编码质量因子基线，保持其余编码参数不变，对源视频文件执行再次编码得到复检压缩产物。

24、在一个优选的实施方式中，在步骤s4中，重新采集复检压缩产物侧关键帧时间戳分布，结合已生成的采样时刻序列与已读取的源侧关键帧时间戳数据集筛选出复检产物侧就近关键帧锚点；

25、在源侧与复检产物侧分别沿解码方向精确前进至各采样时刻取得复检对齐采样帧对亮度像素矩阵，对每一对亮度像素矩阵计算复检采样点结构相似性系数，取全部复检采样点结构相似性系数中的最小值作为复检相似性系数。

26、在一个优选的实施方式中，在步骤s4中，当相似性偏离量不小于零即首遍达标时，将交付路径切换为达标交付路径，交付对象为首遍压缩产物；

27、当相似性偏离量小于零但复检相似性系数不低于档位化相似性基准时，将交付路径切换为达标交付路径，交付对象为复检压缩产物；

28、当相似性偏离量小于零且复检相似性系数仍低于档位化相似性基准时，将交付路径切换为原始文件回退路径，交付对象为源视频文件本身。

29、本发明的技术效果和优点：

30、本发明通过读取源文件媒体时长并采集双侧关键帧时间戳分布，基于源文件媒体时长生成采样时刻序列，结合双侧关键帧时间戳分布筛选出双侧就近关键帧锚点，依据双侧就近关键帧锚点定位解码起点，沿解码方向精确前进至采样时刻获取对齐采样帧对亮度像素矩阵，基于对齐采样帧对亮度像素矩阵计算最低采样结构相似性系数，调取用户选定的压缩档位确定档位化相似性基准，将最低采样结构相似性系数与档位化相似性基准比对分析相似性偏离量，通过相似性偏离量对首遍编码质量因子基线进行下调后触发压缩产物再次编码并计算复检相似性系数，根据复检相似性系数将交付路径分类切换为达标交付路径或原始文件回退路径，使压缩产物在最差采样点的结构相似性稳定满足用户所选档位的画质承诺，对首遍压缩失真超标情形形成自适应修正与兜底保护的闭环。