用于编码视频的方法和编码器系统技术方案

本发明专利技术公开一种用于编码视频的方法和编码器系统。该方法包括下述步骤：接收(S02)表示待编码的视频的当前数字图像帧中的像素的信息；基于所接收的信息，计算(S03)每个相邻像素组的组值；累加第一序列的帧中的对应像素组的组值(S04)，以形成累加组值的第一累加；累加第二序列的帧中的对应像素组的组值(S05)，以形成累加组值的第二累加；其中第二序列与第一序列相比包括在更长的时间段内捕捉的帧；将第一累加的累加组值与第二累加的累加组值相比较(S06)；基于该比较，计算(S07)全局变化值；基于该全局变化值，设置(S08)GOP长度；以及，基于GOP长度，将当前图像帧编码(S09)为帧内编码帧或帧间编码帧。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数字图像压缩领域，具体地涉及用于编码视频的方法和用于编码视频的编码器系统。
技术介绍
在数字视频系统中，如在网络相机监控系统中，视频序列在进行传输之前使用各种视频编码方法进行压缩。在许多数字视频编码系统中，两个主要模式用于压缩视频帧序列中的视频帧：帧内模式和帧间模式。在帧内模式中，通过经由预测、变换和熵编码而利用单个帧的特定通道内的像素的空间冗余，对亮度通道和色度通道进行编码。经编码的帧被称为帧内编码帧，还可以被称为l-帧。相反，帧间模式利用分离的帧之间的时间冗余，并且依赖于运动补偿预测技术，运动补偿预测技术针对所选择的像素块而通过编码一个帧到另一帧的像素中的运动来根据之前的一个或多个先前帧预测帧的多个部分。经编码的帧被称为帧间编码帧，并且可以被称为P-帧(前向预测帧)，P-帧可以指解码顺序中的先前帧，或者指B-帧(双向预测帧)，B-帧可以指两个或更多个先前解码的帧，并且可以具有这些帧的用于预测的任意显示顺序关系。进一步，经编码的帧被布置成图片组或GOP，其中每组图片起始于l-帧，并且后续帧是P-帧或B-帧。图片组中的帧的数量通常指GOP长度。GOP长度可以从1变化到例如255变化，1意味着在一组图片中仅存在帧内编码帧而没有帧间编码帧，255意味着在一组图片中存在一个帧内编码帧而之后是254个帧间编码帧。因为与帧间编码帧相比，帧内编码帧通常需要更多比特来表示图像，所以与具有较短GOP长度的运动视频相比，具有更长GOP长度的运动视频通常将产生低的输出比特率。在经编码的视频序列的接收位置，解码经编码的帧。对网络相机监控系统的关注是用于传输经编码的视频的可用带宽。这在采用大量相机的系统中是尤其正确的。进一步，这种关注在可用带宽低的情况中尤其重要，如当视频序列要被传输给移动设备(例如移动电话、PDA或平板计算机)时。关于图像存储，产生相似问题，例如当将图像存储在相机中携带的SD卡上时。在相对于高质量视频图像的兴趣而平衡可用带宽或存储的情况中，必须进行折衷。已经使用多种方法和系统来控制编码，从而降低从相机传输的比特率。这些已知方法和系统通常应用比特率限制，并且控制编码，以使相机的输出比特率总是低于比特率限制。以这种方式，可以确保可用带宽是足够的，以使系统中的所有相机都可以将其视频序列传输至接收位置，例如控制中心，在这里操作者可以监控来自系统的相机的视频，并且可以记录视频以供后期使用。然而，向所有相机应用比特率限制可能经常导致不期望低的图像质量，因为比特率限制可能需要对包含众多细节的图像进行严重压缩，而不管在监控的场景中正在发生什么。通常，与静态场景的图像相比，操作者对具有运动的场景的图像更加感兴趣。仍然，当应用比特率限制时，具有运动的图像可能需要被严重地压缩，从而不超过该限制，由此导致低图像质量。如上所述的，另一种降低输出比特率的方式是使用更长的GOP长度。然而，因为这隐含着帧内编码帧的频率被降低，所以由在编码帧内编码帧时采用的预测导致的错误可以进一步传播，从而导致在显示的图像中存在恼人的编码伪影。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于编码视频的方法，该方法使得能够降低输出比特率，同时在捕捉的场景中仍然允许运动的高质量视频图像。根据第一方面，该目的完全地或至少部分地通过用于编码视频的方法来实现，该方法包括：接收表示待编码的视频的当前数字图像帧中的像素的信息；基于接收到的所述当前数字图像帧中的相邻像素组的所述信息，计算每个相邻像素组的组值；对第一序列的数字图像帧中的对应相邻像素组的组值进行累加，形成累加组值的第一累加，所述第一序列的数字图像帧包括所述当前帧和第一数量的先前图像帧；对第二序列的数字图像帧中的对应相邻像素组的组值进行累加，以形成累加组值的第二累加，所述第二序列的数字图像帧包括所述当前帧和第二数量的先前数字图像帧；其中所述第二序列的数字图像帧与所述第一序列的图像帧相比包括在更长的时间段内捕捉到的数字图像帧；将所述第一累加的累加组值与所述第二累加中的对应相邻像素组的累加组值进行比较；基于组值的第一累加和组值的第二累加的比较，计算全局变化值；基于所述全局变化值，将GOP长度设置为在图片组中待编码的帧的数量；以及基于所述GOP长度，将所述当前图像帧编码为帧内编码帧或帧间编码帧。利用这种方法，有可能在通过使用不太频繁的帧内编码帧编码静态场景的图像时降低比特率，而可以用更频繁的帧内编码帧来编码具有运动的场景的图像，由此降低编码伪影。计算全局变化值的步骤可以包括基于所述第一累加的对应累加组值和第二累加的对应累加组值之间的差异而计算每个相邻像素组的变化值。这可以提供计算全局变化值的实用且可靠的方式。在变型中，该方法进一步包括：将所述全局变化值与高阈值进行比较，以及如果所述全局变化值超过所述高阈值，那么从当前GOP长度减小所述GOP长度。以这种方式，可以调整GOP长度，以使当在捕捉到的场景中存在运动时使用较短的GOP长度。高阈值可以对应于如下全局变化值：该全局变化值表示所述当前图像帧中捕捉到的场景中关注对象的运动。该方法可以进一步包括：将所述全局变化值与低阈值比较，以及如果所述全局变化值低于所述低阈值，那么从当前GOP长度增加所述GOP长度。以这种方式，可以调整所述GOP长度，以使在捕捉到的场景是静态的时使用更长的GOP长度，由此降低输出比特率。低阈值可以对应于如下全局变化值：该全局变化值表示所述当前图像帧中捕捉到的场景中基本没有运动。在变型中，该方法进一步包括：将所述GOP长度限制为由最大容许GOP长度和最小容许GOP长度限定的预定GOP范围内。由此，可以确保GOP长度不变得太长，太长的后续风险是恼人的编码伪影，GOP长度也不变得太短，太短导致不能接受的高传输比特率。该方法可以包括：将所述全局变化值与全局变化限度进行比较，其中所述全局变化限度是具有比所述高阈值更高的值的阈值，以及如果所述全局变化值超过所述全局变化限度，则独立于GOP长度而将所述当前图像帧编码为帧内编码帧。以这种方式，可以确保当前图像帧被编码为帧内编码帧，否则其将必须被编码为帧间编码帧，但是宏块中的许多是在帧内模式下编码的。全局变化限度可以对应于以下全局变化值：该全局变化值表示所述当前图像帧中捕捉到的场景中实质场景变化。实质变化例如可以是由在房间内打开或关闭灯而产生的，由快速移动的云而产生的、或者由占据图像大部分的对象移动穿过所捕捉的场景而产生的。组值累加的步骤可以包括将所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于编码视频的方法，包括：接收(S02；S102)表示在待编码的视频的当前数字图像帧(1；1a‑1f)中的像素(2)的信息；基于接收到的所述当前数字图像帧中的相邻像素组的所述信息，计算(S03；S103)每个相邻像素组的组值(V)；对第一序列的数字图像帧中的对应相邻像素组的组值进行累加(S04；S014)，以形成累加组值的第一累加(AS)，所述第一序列的数字图像帧包括所述当前帧和第一数量的先前图像帧；对第二序列的数字图像帧中的对应相邻像素组的组值进行累加(S05；S016)，以形成累加组值的第二累加(AL)，所述第二序列的数字图像帧包括所述当前数字图像帧和第二数量的先前数字图像帧，其中所述第二序列的数字图像帧与所述第一序列的图像帧相比包括在更长的时间段内捕捉到的数字图像帧；将所述第一累加(AS)的累加组值与所述第二累加中的对应相邻像素组的累加组值进行比较(S06；S106)；基于组值的第一累加和第二累加(AS，AL)的比较，计算(S07；S108)全局变化值(CG)；基于所述全局变化值(CG)，将GOP长度设置(S08；S109)为图片组中待编码的帧的数量；以及基于所述GOP长度，将所述当前图像帧编码(S09；S110)为帧内编码帧或帧间编码帧。...

【技术特征摘要】
2014.11.14 EP 14193291.31.一种用于编码视频的方法，包括：
接收(S02；S102)表示在待编码的视频的当前数字图像帧(1；1a-1f)中的像素
(2)的信息；
基于接收到的所述当前数字图像帧中的相邻像素组的所述信息，计算(S03；S103)
每个相邻像素组的组值(V)；
对第一序列的数字图像帧中的对应相邻像素组的组值进行累加(S04；S014)，以
形成累加组值的第一累加(AS)，所述第一序列的数字图像帧包括所述当前帧和第一
数量的先前图像帧；
对第二序列的数字图像帧中的对应相邻像素组的组值进行累加(S05；S016)，以
形成累加组值的第二累加(AL)，所述第二序列的数字图像帧包括所述当前数字图像
帧和第二数量的先前数字图像帧，其中所述第二序列的数字图像帧与所述第一序列的
图像帧相比包括在更长的时间段内捕捉到的数字图像帧；
将所述第一累加(AS)的累加组值与所述第二累加中的对应相邻像素组的累加组
值进行比较(S06；S106)；
基于组值的第一累加和第二累加(AS，AL)的比较，计算(S07；S108)全局变
化值(CG)；
基于所述全局变化值(CG)，将GOP长度设置(S08；S109)为图片组中待编码
的帧的数量；以及
基于所述GOP长度，将所述当前图像帧编码(S09；S110)为帧内编码帧或帧间
编码帧。
2.根据权利要求1所述的方法，其中计算全局变化值(CG)包括：基于所述第
一累加和第二累加(AS，AL)的对应累加组值之间的差异，计算每个相邻像素组的
变化值(CL)。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，进一步包括：
将所述全局变化值(CG)与高阈值(TH)相比较，以及
如果所述全局变化值(CG)超过所述高阈值(TH)，那么从当前GOP长度减小所
述GOP长度。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述高阈值(TH)对应于以下全局变化值
(CG)，该全局变化值(CG)表示在所述当前图像帧中捕捉到的场景中的关注对象的
运动。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
将所述全局变化值(CG)与低阈值(TL)比较，以及
如果所述全局变化值(CG)低于所述低阈值(TL)，那么从当前GOP长度增加所
述GOP长度。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述低阈值(TL)对应于以下全局变化值(CG)，
该全局变化值(CG)表示在所述当前图像帧中捕捉到的场景中基本没有运动。
7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
将所述GOP长度限制为由最大容许GOP长度和最小容许GOP长度限定的预定
GOP范围。
8.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：X·D·范，维克托·埃德帕尔姆，伏莱德瑞克·皮尔，拉尔斯·佩尔松，亚历山大·马丁斯，
申请(专利权)人：安讯士有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE