视频编码的方法和设备技术

本发明专利技术公开了一种视频编码的方法和设备。该方法包括：将输入图像按最大编码单元MCU进行划分，其中MCU的尺寸为128×128；针对每个MCU，按照四叉树划分模式进一步进行子划分，得到至少一个编码单元CU，其中，子划分过程中的最小分块尺寸为4×4；以及按照所述子划分所得的至少一个编码单元CU对所述输入图像进行编码。根据本发明专利技术，提供了一种特别适用于视频监控场景的高效率、低成本和低复杂度的视频编码方案。

【技术实现步骤摘要】
视频编码的方法和设备
本专利技术的示例性实施例涉及视频编码的方法和设备，特别涉及视频监控场景下的视频编码。
技术介绍
随着视频应用在很多领域的越来越广泛的普及，人们对视频分辨率的追求越来越高。对于视频编码或者视频压缩技术而言，支持更高分辨率的视频图像成为技术革新的方向之一。在现代视频编解码技术中，一般地，都需要将输入的高分率图像划分成若干尺寸相等的宏块、或者最大编码单元(MCU；MaximumCodingUnit)，并且使用编码工具进行编码。目前国际上得到广泛应用的视频编码技术是AVC/H.264(运动图像专家组高级视频编码MPEG-4AVC)。最新一代国际视频编码标准HEVC/H.265(HighEfficiencyVideoCoding；高效率视频编解码)刚制定不久，正在不同的应用领域部署中(包括软件和硬件的部署)。国内也制定了或正在制定拥有自主知识产权的视频编码标准，即AVS标准，包括AVS1和AVS2。AVS1和AVS2视频标准的技术框架分别与AVC/H.264、HEVC/H.265类似，包括DCT变换、量化、熵编码、帧内预测、帧间预测、环路滤波等技术环节，两者在具体技术实现上的差别造成两者在编解码性能上存在差异。以AVC/H.264为代表的视频编码方案，MCU的尺寸固定为16×16，并支持4×4以上的所有分块，即16×8、8×16、8×8、8×4、4×8。以HEVC/H.265为代表的方案，MCU的尺寸最大为64×64，并以四叉树的方式支持各种不同的分块。
技术实现思路
以AVC/H.264为代表的视频编码方案和以HEVC/H.265为代表的方案，都是针对广电或交互式应用的视频压缩和传输而制定的，能够很好地支持细节丰富并背景富于变化的图像编码，但是，在某些高清超高清领域，尤其是视频监控场景，存在较大地不适应性，主要表现在：监控场景存在长时间的安静期，很多监控地点背景比较单一，室外监控受天气、温度、光照等影响造成随机噪声呈现一定的规律性周期性。专利技术人发现，针对这些典型的视频监控场景，目前的MCU尺寸一定程度上缺少较大块划分的选择，在不太关注的图像区域浪费了较多码字，降低了视频编码效率。“安全防范监控数字视音频编解码技术标准”(SVAC标准；SurveillanceVideoandAudioCodingStandand)是为通用的视频监控应用场景而设计的国家标准，国家标准编号：GB/T25724-2010。SVAC标准国内外第一个旨在解决安全防范监控行业独特要求的技术标准，对确立中国公安和犯罪预防体系来说特别重要。SVAC标准中MCU的尺寸固定为16×16。随着计算技术和网络技术的飞速发展，对监控视频信号的分辨率要求越来越高，对于SVAC标准的视频编码方案带来了巨大的挑战，因此有必要增加对更大MCU的支持。因此，本专利技术实施方式所要解决的技术问题之一是提供一种特别适用于视频监控场景的、编码效率得以改善的视频编码方案。根据本专利技术的一个方面，提供一种视频编码的方法。该方法包括：将输入图像按最大编码单元MCU进行划分，其中MCU的尺寸为128×128；针对每个MCU，按照四叉树划分模式进一步进行子划分，得到至少一个编码单元CU，其中，子划分过程中的最小分块尺寸为4×4；按照所述子划分所得的至少一个编码单元CU对所述输入图像进行编码；以及，在针对每个MCU，进行子划分，得到至少一个编码单元CU之后，针对至少一个编码单元CU中的每个编码单元CU进行帧内像素预测，生成经预测的编码单元，其中帧内像素预测支持的预测单元的最大尺寸为64×64，帧内像素预测使用的邻域像素为当前编码块的上一行和左一列，邻域像素的像素数目至少是当前编码块的2倍。根据本专利技术的一个方面，提供一种视频编码的设备。该设备包括：MCU划分单元，用于将输入图像按最大编码单元MCU进行划分，其中MCU的尺寸为128×128；CU划分单元，用于针对每个MCU，按照四叉树划分模式进一步进行子划分，得到至少一个编码单元CU，其中，子划分过程中的最小分块尺寸为4×4；编码单元，用于按照所述子划分所得的至少一个编码单元CU对所述输入图像进行编码；以及，帧内预测单元，用于针对至少一个编码单元CU中的每个编码单元CU进行帧内像素预测，生成经预测的编码单元，其中帧内像素预测支持的预测单元的最大尺寸为64×64，帧内像素预测使用的邻域像素为当前编码块的上一行和左一列，邻域像素的像素数目至少是当前编码块的2倍。根据本专利技术的各种实施方式，针对视频监控场景，充分考虑了其中存在的大片类似且不变的图像区域，将MCU的尺寸设置为128×128，从而，能够很好满足和适应视频监控场景下的视频编码要求。附图说明结合附图并参考以下详细说明，本专利技术各实施方式的特征、优点及其他方面将变得更加明显。在附图中：图1图示根据本专利技术实施方式的视频编码方法的流程图；图2图示根据本专利技术一种实施方式的四叉树划分模式的图像划分示意图；图3图示根据本专利技术一种实施方式的帧内预测模式的示意图；图4图示根据根据本专利技术一种实施方式的用于编码和/或解码预测单元的示意图；以及图5图示根据本专利技术实施方式的视频编码设备的框图。具体实施方式下文将结合附图参考若干示例性实施方式来描述本专利技术的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本专利技术，而并非以任何方式限制本专利技术的范围。为了叙述的方便，下文中，使用的术语“编码单元”，又是也被称为“编码块”；术语“预测单元”，又是也被称为“预测块”；术语“帧内预测”，又是也被称为“帧内像素预测”；术语“帧间预测”，又是也被称为“帧间像素预测”。图1图示根据本专利技术实施方式的视频编码方法100的流程图。该方法100可以包括如下步骤：步骤S110，将输入图像按最大编码单元(MCU)进行划分，其中MCU的尺寸为128×128(尺寸单位为像素；下同)。步骤S120，针对每个MCU，按照四叉树划分模式进一步子划分，得到至少一个编码单元(CU，CodingUnit)。划分过程中的最小分块尺寸为4×4。对于类似且不变的图像区域，编码单元可以是MCU。步骤S130，按照子划分所得的编码单元CU对输入图像进行图像编码。可以以尺寸为128×128的MCU按照行扫描编码整个图像、按照列扫面编码整个图像、或者按照预设线路进行扫描。现代视频编码技术一般会把视频的当前编码帧划(输入图像)划分成互不重合的编码单元，例如AVC/H.264或AVS1中的宏块(MB，macroblock)、HEVC/H.265或AVS2中的编码单元(CU)。为了适应于具体的视频内容，编码单元还可以进一步作子划分，仍称为编码单元、或者或称为编码子单元(CU)。四叉树划分模式是现代视频编码技术的一项关键技术，其基本原理为将图像的二维区域按照四个象限进行递归分割，寻找针对该二维区域(例如MCU)的最佳划分方式，例如直到子划分的像素值满足一定条件为止。其基本思想是首先把一幅图象的MCU可以按照2N×2N，2N×N，N×2N，N×N等方式划分成不同区域，并记录各个子区域的编码代价；并对N×N的划分方式再进行进一步各种方式的划分，并记录其编码代价，按照这种方式递归地划分，直至遍历到4×4大小的划分，并比较各个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视频编码的方法，适用于视频监控场景，其特征在于，包括：将输入图像按最大编码单元MCU进行划分，其中MCU的尺寸为128×128；针对每个MCU，按照四叉树划分模式进一步进行子划分，得到至少一个编码单元CU，其中，子划分过程中的最小分块尺寸为4×4；以及按照所述子划分所得的至少一个编码单元CU对所述输入图像进行编码。

【技术特征摘要】
1.一种视频编码的方法，适用于视频监控场景，其特征在于，包括：将输入图像按最大编码单元MCU进行划分，其中MCU的尺寸为128×128；针对每个MCU，按照四叉树划分模式进一步进行子划分，得到至少一个编码单元CU，其中，子划分过程中的最小分块尺寸为4×4；按照所述子划分所得的至少一个编码单元CU对所述输入图像进行编码；以及在针对每个MCU，进行子划分，得到至少一个编码单元CU之后，针对所述至少一个编码单元CU中的每个编码单元CU进行帧内像素预测，生成经预测的编码单元，其中所述帧内像素预测支持的预测单元的最大尺寸为64×64，所述帧内像素预测使用的邻域像素为当前编码块的上一行和左一列，所述邻域像素的像素数目至少是所述当前编码块的2倍。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在针对每个MCU，进行子划分，得到至少一个编码单元CU之后，所述方法还包括：针对所述至少一个编码单元CU中的每个编码单元CU进行帧间像素预测，生成经预测的编码单元，其中所述帧间像素预测支持的预测单元的最大尺寸为128×128。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述生成经预测的编码单元之后，所述方法还包括：将所述每个编码单元CU与针对其生成的经预测的编码单元作差，得到残差数据；以及对所述残差数据进行离散整数或非整数余弦变换，其中所述变换的变换核最大为64×64。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述生成经预测的编码单元之后，所述方法还包括：对所述经预测的编码单元进行环路滤波，其中所述环路滤波以128×128大小的MCU为基本单元进行，以MCU所在的整行进行，或者以整帧图像进行。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述进行环路滤波进一步包括：对所述经预测的编码单元进行自适应环路滤波，其中所述自适应环路滤波以128×128大小的MCU为基本单元进行，以MCU所在的整行进行，或者以整帧图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙大瑞，昝劲文，
申请(专利权)人：北京中星微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11