一种视频码率控制方法及视频编码装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种视频码率控制方法及视频编码装置，用于对周期时段内的视频码流进行码率控制，其包括：根据预设的第一码率值，以及前一时段产生的编码大小，生成第一量化参数；根据预设的第二码率值，以及前一时段产生的编码大小，生成第二量化参数；比较第一量化参数和第二量化参数；若第一量化参数大于等于第二量化参数，则使用第一量化参数对当前时段的图像帧进行编码；若第一量化参数小于第二量化参数，则使用第二量化参数对当前时段的图像帧进行编码。本发明专利技术能够实现长时间(如24小时)的码率控制，并能够最大程度地保证视频质量的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于视频压缩
，特别涉及一种视频码率控制方法及视频编码装置。
技术介绍
视频编码的输出码率与图像内容、编码方式、量化系数等都息息相关，一般来说，视频编码的输出码率始终处于不断的动态变化中。传输带宽和存储容量是已知的，而视频编码的输出码率处于不断的动态变化中，这其中的矛盾就需要码率控制进行调节。现有的码率控制方法一般有两种方式：定码率控制方法和变码率控制方法。其中，定码率是为了码率的稳定性而服务的，而变码率是为了码率质量的稳定性而服务的。上述两种码率控制方法，在设置码率时：1.定码率一般设置码率的平均值；2.变码率一般设置码率的上限值；在实际应用过程中，上述两种码率控制方法都存在一些问题：1.定码率设置码率的平均值：从长时间来看，不同时段对码率的需求是不一样的。比如，一般情况下，白天的码率需求要高于夜晚的码率需求，此时，平均码率值设置的高会带来浪费，设置的低又会影响某些时段的视频质量。2.变码率设置码率的上限值：变码率控制方法，在保证整体的视频质量的同时，又不浪费码率。但其具体的存储容量无法进行预先估计，在配备存储空间时，往往是按照码率的上限值进行配置，随之带来的问题就是增加成本。由于实际的传输带宽和存储容量都是有限的，而现有上述两种码率控制方法和码率设置方法均不能有效的均衡视频质量和目标码率之间的关系。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种视频码率控制方法及装置，能够实现长时间(如24小时)的码率控制，并能够最大程度的保证视频质量的稳定性。为实现上述目的，本专利技术的一个方面提供了一种视频码率控制方法，用于对周期时段内的视频码流进行码率控制，其包括：根据预设的第一码率值，以及前一时段产生的编码大小，生成第一量化参数；根据预设的第二码率值，以及前一时段产生的编码大小，生成第二量化参数；比较第一量化参数和第二量化参数；若第一量化参数大于第二量化参数，则使用第一量化参数对当前时段的图像帧进行编码；若第一量化参数小于第二量化参数，则使用第二量化参数对当前时段的图像帧进行编码。其中，所述根据预设的第一码率值，以及前一时段产生的编码大小，生成第一量化参数的步骤包括：将所述周期时段划分为N个分时段，N＞1；对每个所述分时段进行初始分配，以得到每个分时段的第一平均码率，使得所述第一平均码率满足下式：对所述每个分时段的第一平均码率进行码率调整，以得到每个分时段的第二平均码率，使得所述第二平均码率满足下式：根据预设的第一码率值，以及前一时段产生的编码大小，生成第一量化参数的步骤时段其中，所述初始分配的步骤包括：根据预设的先验信息，对每个所述分时段的平均码率进行初始分配；或将每个所述分时段的第一平均码率分配为与所述第一码率值相同。其中，所述码率调整的步骤包括：获取前一时段的对应分时段中实际产生的平均码率，以作为第三平均码率；计算每个分时段的第二平均码率与该分时段对应的第三平均码率的差值；在每个分时段结束后，根据每个分时段的所述差值执行码率调整；和/或在全部N个分时段结束后，根据所有分时段的差值执行码率调整。其中，在每个分时段结束后，所述根据每个分时段的差值执行码率调整的步骤包括：将当前分时段的差值除以N得到第一差值平均值；将所述第一差值平均值叠加到该分时段后N个分时段中每个分时段的第二平均码率上。其中，在全部N个分时段结束后，所述根据所有分时段的差值执行码率分配的步骤包括：对差值为正值的每个正差值分时段，将其差值的至少一部分放入到节约池；对差值为负值的每个负差值分时段，将节约池的总码率值分配给每个负差值分时段。其中，所述将差值的至少一部分放入到节约池的步骤包括：将正差值分时段的第二平均码率进行再分配，使所述正差值分时段的第二平均码率减少该差值的至少一部分；将节约池的当前值增加所述差值的至少一部分。。其中，所述将节约池的总码率值分配给每个负差值分时段的步骤包括：将节约池的总码率值平均分配给每个负差值分时段；或按照差值比例，将节约池的总码率值分配给每个负差值分时段。。其中，所述将节约池的总码率值平均分配给每个负差值分时段的步骤包括：将节约池的总码率值除以负差值分时段的个数，以得到第二差值平均值；将该第二差值平均值叠加到每个负差值分时段的第二平均码率上。其中，所述按照差值比例，将节约池的总码率值分配给每个负差值分时段的步骤包括：计算每个负差值分时段的差值占所有负差值分时段的总差值的差值比例；将节约池的总码率值乘以每个负差值分时段的差值比例，以得到每个负差值分时段的节约码率分配值；将各个节约码率分配值分别叠加到其对应分时段的第二平均码率上。其中，所述第一码率值是预先确定的目标平均码率，其在每个所述周期时段内是固定值；所述第二码率值是预先确定的码率上限值。其中，在所述计算得到第二量化参数的步骤之前，还包括：当未检测到传输带宽限制条件时，停止执行所述使用第二量化参数对图像帧进行编码的步骤。本专利技术的另一个方面提供了一种视频编码装置，用于通过对周期时段内的视频码流进行码率控制以进行视频编码，其包括：图像传感器，用于获取图像信息并产生视频码流，输出给第一和第二码率控制器；第一码率控制器，用于根据预设的第一码率值生成第一量化参数并输出给编码器；第二码率控制器，用于根据预设的第二码率值生成第二量化参数并输出给编码器；编码器，用于根据所述第一量化参数和第二量化参数中的较大值对当前时段的图像帧进行编码。时段其中，所述第一码率控制器，还用于从编码器接收前一时段产生的编码大小，并根据所述第一码率值和前一时段的编码大小计算得到第一量化参数；所述第二码率控制器，还用于从编码器接收前一时段产生的编码大小，并根据所述第二码率值和前一时段的编码大小计算得到第二量化参数。其中，所述第一码率控制器将所述周期时段划分为N个分时段，N＞1，其进一步包括：码率初始分配单元，用于对每个所述分时段进行初始分配，以得到每个分时段的第一平均码率，使得所述第一平均码率满足下式：码率调整单元，用于对所述每个分时段的第一平均码率进行码率调整，以得到每个分时段的第二平均码率，使得所述第二平均码率满足下式：时段其中，所述码率初始分配单元包括：第一初始分配单元，用于根据预设的先验信息，对每个所述分时段的平均码率进行初始分配；和/或第二初始分配单元，将每个所述分时段的第一平均码率分配为与所述第一码率值相同。其中，所述第一码率控制器还包括码率获取单元，用于获取前一时段的对应分时段中实际产生的平均码率，以作为第三平均码率；所述码率调整单元还包括差值计算单元，其用于计算每个分时段的第二平均码率与该分时段对应的第三平均码率的差值。其中，所述码率调整单元包括：第一调整子单元，用于在每个分时段结束后，根据每个分时段的所述差值执行码率分配；和/或第二调整子单元，用于在全部N个分时段结束后，根据所有分时段的差值执行码率分配。其中，所述第一调整子单元通过下述方式执行码率分配：将当前分时段的差值除以N得到第一差值平均值；将所述第一差值平均值叠加到该分时段后N个分时段中每个分时段的第二平均码率上。其中，所述第二调整子单元还包括：存储器，用于存储节约的码率值；第一差值分配单元，用于对差值为正值的每个正差值分时段，将其差值的至少一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视频码率控制方法，用于对周期时段内的视频码流进行码率控制，其包括：根据预设的第一码率值，以及前一时段产生的编码大小，生成第一量化参数；根据预设的第二码率值，以及前一时段产生的编码大小，生成第二量化参数；比较第一量化参数和第二量化参数；若第一量化参数大于等于第二量化参数，则使用第一量化参数对当前时段的图像帧进行编码；若第一量化参数小于第二量化参数，则使用第二量化参数对当前时段的图像帧进行编码。

【技术特征摘要】
1.一种视频码率控制方法，用于对周期时段内的视频码流进行码率控制，其包括：根据预设的第一码率值，以及前一时段产生的编码大小，生成第一量化参数；根据预设的第二码率值，以及前一时段产生的编码大小，生成第二量化参数；比较第一量化参数和第二量化参数；若第一量化参数大于等于第二量化参数，则使用第一量化参数对当前时段的图像帧进行编码；若第一量化参数小于第二量化参数，则使用第二量化参数对当前时段的图像帧进行编码。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设的第一码率值，以及前一时段产生的编码大小，生成第一量化参数包括：将所述周期时段划分为N个分时段，N＞1；对每个所述分时段进行初始分配，以得到每个分时段的第一平均码率，使得所述第一平均码率满足下式：对所述每个分时段的第一平均码率进行码率调整，以得到每个分时段的第二平均码率，使得所述第二平均码率满足下式：3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述初始分配的步骤包括：根据预设的先验信息，对每个所述分时段的平均码率进行初始分配；或将每个所述分时段的第一平均码率分配为与所述第一码率值相同。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述码率调整的步骤包括：获取前一时段的对应分时段中实际产生的平均码率，以作为第三平均码率；计算每个分时段的第二平均码率与该分时段对应的第三平均码率的差值；在每个分时段结束后，根据每个分时段的所述差值执行码率调整；和/或在全部N个分时段结束后，根据所有分时段的差值执行码率调整。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在每个分时段结束后，所述根据每个分时段的差值执行码率调整的步骤包括：将当前分时段的差值除以N得到第一差值平均值；将所述第一差值平均值叠加到该分时段后N个分时段中每个分时段的第二平均码率上。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在全部N个分时段结束后，所述根据所有分时段的差值执行码率分配的步骤包括：对差值为正值的每个正差值分时段，将其差值的至少一部分放入到节
\t约池；对差值为负值的每个负差值分时段，将节约池的总码率值分配给每个负差值分时段。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将差值的至少一部分放入到节约池的步骤包括：将正差值分时段的第二平均码率进行再分配，使所述正差值分时段的第二平均码率减少该差值的至少一部分；将节约池的当前值增加所述差值的至少一部分。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将节约池的总码率值分配给每个负差值分时段的步骤包括：将节约池的总码率值平均分配给每个负差值分时段；或按照差值比例，将节约池的总码率值分配给每个负差值分时段。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述将节约池的总码率值平均分配给每个负差值分时段的步骤包括：将节约池的总码率值除以负差值分时段的个数，以得到第二差值平均值；将该第二差值平均值叠加到每个负差值分时段的第二平均码率上。10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述按照差值比例，将节约池的总码率值分配给每个负差值分时段的步骤包括：计算每个负差值分时段的差值占所有负差值分时段的总差值的差值比例；将节约池的总码率值乘以每个负差值分时段的差值比例，以得到每个
\t负差值分时段的节约码率分配值；将各个节约码率分配值分别叠加到其对应分时段的第二平均码率上。11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一码率值是预先确定的目标平均码率，其在每个所述周期时段内是固定值；所述第二码率值是预先确定的码率上限值。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述计算得到第二量化参数的步骤之前，还包括：当未检测到传输带宽限制条件时，停止执行所述使用第二量化参数对图像帧进行编码的步骤。13.一种视频编码装置，用于通过对周期时段内的视频码流进行码率控制以进行视频编码，其包括：图像传感器（1），用于获取图像信息并产生视频码流，输出给第一和第二码率控制器；第一码率控制器（2），用于根据预设的第一码率值生成第一量化参数并输出给编码器；第二码率控制器（3），用于根据预设的第二码率值生成第二量化参数并输出给编码器；编码器（4），用于根...

【专利技术属性】
技术研发人员：付涛，浦世亮，俞海，沈林杰，
申请(专利权)人：杭州海康威视数字技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33