視頻編碼中的塊效應、振鈴效應和呼吸效應分析


 

來源
https://blog.csdn.net/SoaringLee_fighting
https://blog.csdn.net/SoaringLee_fighting/article/details/80639732

Date: 2018.5.28


1、塊效應

(1)概念:

     主要是由視頻圖像采用基於塊的編碼方式和量化造成相鄰塊之間存在明顯差異的現象,在視頻編碼中人眼察覺到的小塊邊界處的不連續。

(2)產生原因:

1、編碼過程中對殘差進行DCT變換是基於塊的,使得塊與塊之間的相關性被忽略了;

2、對DCT系數進行量化,不同的圖像塊做了不同的處理。

(3)解決方案:

  在視頻編碼中,為了解決或減小塊效應,很多視頻編碼標准(H264,H265,SVAC)中采用了去塊濾波Deblock的方案。

 

2、振鈴效應:

(1)概念:

    圖像處理中,對一幅圖像進行濾波處理,若選用的頻域濾波器具有陡峭的變化,則會使濾波圖像產生“振鈴”,所謂“振鈴”,就是指輸出圖像的灰度劇烈變化處產生的震盪,就好像鍾被敲擊后產生的空氣震盪。

(2)產生原因:

   主要是由於DCT變換后對高頻分量進行濾波操作導致。

(3)解決方案:

   在視頻編碼中,為了解決或減小振鈴效應,H265和SVAC2中采用了SAO樣點濾波偏移的方案。

3、呼吸效應:

(1)概念:

   視頻編碼中的呼吸效應是指由於I幀的插入造成圖像質量忽然變好,切換到P幀后又忽然變差。

在視頻監控中,為了保證傳輸,通常會把I幀編小,在這種情況下,會導致I幀質量變差的時候畫質突然變差然后再慢慢變好,怎么解決呼吸效應?

(2)分析:

呼吸效應在靜止的場景下比較容易觀察出來,運動場景中,大部分的圖像內容都在變化,不容易發現。尤其在低碼率的視頻監控場景下,呼吸效應比較明顯。

產生的主要原因:I幀和P幀的編碼模式和編碼質量的不同,導致視覺上圖像不連續。

(3)解決方案:

  • 一般情況下,CBR(固定碼率)碼控方式比CQP(固定QP)的呼吸效應更加嚴重。因此將碼控模式修改為CQP方式在一定程度上可以減弱呼吸效應。
  • H264/5可以調節I幀P幀直接qp的偏差,控制I幀和P幀的大小比例關系,I幀的qp越小,I幀越大,圖像越清楚,在一定程度上提升了整體圖像質量,呼吸效應在一定程度上可以得到緩解;但是I幀也不能調的過大,在CBR模式下,I幀把全部帶寬都吃掉了,P幀就只能編的更模糊一些,反而加重了呼吸效應;在實際調節過程中,就是通過調整intraQpDelta/intraQpOffset這類的參數來調節I幀大小;在ISP中,如果有3DSR功能,針對靜止場景,可以有效改善呼吸效應。該解決方案參考:https://blog.csdn.net/szfhy/article/details/79882903
  • HISI提出了前濾波編碼的方案,基於HISI編碼器的硬件實現,對I幀的編碼數據進行濾波操作然后再編碼,可以改善呼吸效應,對應MPI接口為HI_MPI_VENC_GetDeBreathEffect和HI_MPI_VENC_SetDeBreathEffect。


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