用于在编码期间优化比特率和分辨率的技术制造技术

在本发明专利技术的一个实施例中，编码比特率阶梯选择器针对源数据的复杂度对比特率阶梯进行裁量。在接收到源数据时，复杂度分析器配置编码器以对源数据重复编码—针对每次编码将恒定量化参数设置为不同的值。复杂度分析器处理编码结果以确定将视觉质量度量与编码比特率相关的等式。成组单元解算该等式，以估计在视觉质量度量的预定值处的成组比特率。基于成组该比特率，成组单元将源数据分配到具有相关联的预定比特率阶梯的复杂度组。有利的是，精明地选择比特率阶梯实现了最优地反映跨各种源数据类型而非单一的“典型”源数据类型的质量和资源(例如，存储和带宽)之间的权衡。

A technique used to optimize the bit rate and resolution during the coding period

In one of the embodiments of the invention, the coded bit rate ladder selector is tailored to the bit rate ladder for the complexity of the source data. When receiving source data, the complexity analyzer configuring the encoder to duplicate the source data -- set constant quantization parameters to different values for each encoding. The complexity analyzer handles the coding results to determine the equation that relates the visual quality measurement to the coded bit rate. The group unit calculates the equation to estimate the group bit rate at the predetermined value of the visual quality measure. Based on the group bit rate, the group unit assigns the source data to the complexity of the associated predetermined bit rate ladder. It is advantageous to select the bit rate ladder wisely to achieve the best trade-off between quality and resources, such as storage and bandwidth, across all kinds of source data types instead of single \typical\ source data types.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在编码期间优化比特率和分辨率的技术相关申请交叉引用本申请要求于2015年3月30日递交的序列号为14/673,621的美国专利申请的权益，其通过引用合并于此。
本专利技术的实施例一般涉及计算机科学，并且更具体地涉及用于在编码期间优化比特率和分辨率的技术。
技术介绍
有效且准确地编码源数据对于视频内容的实时递送是必不可少的。在操作中，在端点机器处接收到编码的数据之后，对编码的数据进行解码和查看或进一步处理。为了增加压缩率和/或减小编码的数据的大小，许多编码处理利用消除选定信息的有损数据压缩技术，通常仅能够进行源数据的近似重建。值得注意的是，随着编码器消除信息，编码的数据的分辨率降低，从而近似重建具有观看者所预期和期望的视觉质量的可能性也降低。在操作中，编码器通常被配置为实现固定的比特率阶梯(ladder)，其在编码/解码处理过程中消耗的资源(例如，处理时间、带宽、存储等)和视觉质量之间进行权衡。比特率阶梯中的每个“梯级(rung)”表示不同的比特率和分辨率。一般而言，给定可用的比特率，编码器基于比特率阶梯选择编码比特率和分辨率，随后以确定的比特率和分辨率生成编码的数据。在实践中，调整比特率阶梯以生成具有“典型”源数据所需的质量水平的编码的数据。然而，在源数据与“典型”源数据明显不同的情况下，由比特率阶梯表示的权衡可能不合适。例如，如果比特率阶梯被设计为优化针对简单的卡通片的权衡，并且源数据是详细的动作电影，那么比特率阶梯在编码期间施加的权衡可导致难以接受的差视觉质量。相反，如果比特率阶梯被设计为优化针对详细的动作电影的权衡，并且源数据是简单的卡通片，那么比特率阶梯在编码期间施加的权衡可能会显着增加诸如存储和带宽使用之类的资源负担，而不会明显地提高视觉质量。如上所述，本领域中需要的是用于在编码源数据时选择比特率和分辨率的更有效的技术。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例提出了一种用于选择用于编码源数据的比特率阶梯的计算机实现的方法。该方法包括：针对量化参数选择一组参数值；针对每个参数值，对编码器进行配置以在将量化参数保持在该参数值的情况下编码源数据来生成一组编码的数据；针对每组编码的数据，确定视频质量度量的值和相应的比特率；导出视频质量度量和相应比特率之间的关系；基于该关系来确定使得视频质量度量等于预定阈值的成组(bucketing)比特率；并且基于该成组比特率来选择用于编码源数据的比特率阶梯。所公开的比特率阶梯选择技术的一个优点在于：这些技术使得能够在对源数据进行编码时选择复杂度调整的比特率和分辨率。值得注意的是，由于所公开的技术定制了比特率阶梯以反映源数据的复杂度，所以与不考虑源数据的复杂度而实现恒定比特率阶梯的传统的技术相比，编码质量和编码资源之间的权衡得以优化。附图说明为了能够以更详细的方式理解本专利技术的上述特征，可以通过参考实施例(其中一些在附图中示出)来提供对上面简要总结的本专利技术的更具体的描述。然而应当注意，附图仅示出了本专利技术的典型实施例，因此不应被视为限制了本专利技术的范围，因为本专利技术可以承认其它同等有效的实施例。图1是被配置为实现本专利技术的一个或多个方面的系统的概念图；图2是示出根据本专利技术的一个实施例的图1的编码比特率阶梯选择器的框图；图3是根据本专利技术的一个实施例的由图2的编码比特率阶梯选择器实现的复杂度组(complexitybucket)和比特率阶梯的概念图；图4是根据本专利技术的一个实施例的由图2的复杂度分析器构建的简单源的峰值信噪比(PSNR)曲线的概念图；图5是根据本专利技术的一个实施例的由图2的复杂度分析器构建的复杂源的峰值信噪比(PSNR)曲线的概念图；以及图6是根据本专利技术的一个实施例的用于在编码视频源数据时选择和实现比特率阶梯的方法步骤的流程图。具体实施方式在下面的描述中，阐述了许多具体细节以提供对本专利技术的更透彻的理解。然而，可以在没有这些具体细节中的一个或多个细节的情况下实践本专利技术对于本领域技术人员是显而易见的。系统概述图1是被配置为实现本专利技术的一个或多个方面的系统100的概念图。如图所示，系统100包括连接到能够传输输入数据和/或显示视频的各种设备的虚拟私有云(即，封装的共享资源、软件、数据等)102。这样的设备包括但不限于台式计算机102、智能电话104、和膝上型计算机106。在替代的实施例中，系统100可以包括任意组合的任何数量和/或类型的输入、输出、和/或输入/输出设备。虚拟私有云(VPC)102包括但不限于任何数量和类型的计算实例110。VPC102从输入设备(例如，膝上型计算机106)接收输入用户信息，一个或多个计算机实例110对用户信息进行操作，并且VPC102将经处理的信息发送给用户。VPC102通过任意数量的设备(例如，常规阴极射线管、液晶显示器、发光二极管等)的显示功能将输出信息传送给用户。在替代的实施例中，VPC102可以被任何类型的云计算环境(比如，公共云或混合云)替代。在其它实施例中，系统100可以包括代替VPC102的任何分布式计算机系统。在其它实施例中，系统100不包括VPC102，替代地，系统100包括单一处理单元或多处理单元。如针对计算实例1100所示，每个计算实例110包括中央处理单元(CPU)112、图形处理单元(GPU)114和存储器116。在操作中，CPU112是计算实例110的主处理器，控制和协调计算实例110中所包括的其它组件的操作。具体地，CPU122发出控制GPU144的操作的命令。GPU144包含针对图形和视频处理进行优化的电路，包括例如视频输出电路。在各种实施例中，GPU114可以与计算实例110的一个或多个其它元件集成。存储器116存储内容(例如，软件应用和数据)，以供计算实例110的CPU112和GPU114使用。一般而言，VPC102中所包括的计算实例110被配置为实现一个或多个应用。更具体地，VPC102中所包括的计算实例110被配置为对诸如视频文件之类的源数据105进行编码。如图所示，计算实例1100被配置为源检查器110，并且计算实例1101-110N被配置为编码器140。在替代的实施例中，源检查器110可以包括更多的计算实例110，并且编码器140可以仅包括单个计算实例110。源检查器110接收源数据105并执行任意数量的预编码操作，包括配置编码器140。例如，在一些实施例中，编码器140是并行块编码器。在这样的实施例中，源检查器110在将源块(sourcechunk)路由到计算并行块编码器中所包括的实例140之前将源分解成多个源块。一般而言，编码器140包括能够对编码操作(例如，压缩算法)进行定制的多种模式和设置。具体地，编码器140实现(但不限于)恒定比特率模式和恒定质量编码模式。在恒定比特率模式中，编码器140尝试在整个编码过程中保持目标比特率。如果编码器140检测到编码的比特率大于目标比特率，则编码器140降低编码的数据145的质量。如果编码器140检测到编码的比特率小于目标比特率，则编码器140提升编码的数据145的质量。相较之下，在恒定质量编码模式中，编码器140尝试在整个编码过程中保持恒定的质量。编码器140测量编码的数据145的质量，并且改变定义将包括在编码的数据145中的信号细节量的量化参数(Q本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于选择用于编码源数据的比特率阶梯的计算机实现的方法，所述方法包括：针对量化参数选择一组参数值；针对每个参数值，对编码器进行配置以在将所述量化参数保持在所述参数值的情况下编码源数据来生成一组编码的数据；针对每组编码的数据，确定视频质量度量的值和相应的比特率；导出所述视频质量度量和所述相应比特率之间的关系；基于所述关系来确定使得所述视频质量度量等于预定阈值的成组比特率；以及基于所述成组比特率来选择用于编码所述源数据的比特率阶梯。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.30 US 14/673,6211.一种用于选择用于编码源数据的比特率阶梯的计算机实现的方法，所述方法包括：针对量化参数选择一组参数值；针对每个参数值，对编码器进行配置以在将所述量化参数保持在所述参数值的情况下编码源数据来生成一组编码的数据；针对每组编码的数据，确定视频质量度量的值和相应的比特率；导出所述视频质量度量和所述相应比特率之间的关系；基于所述关系来确定使得所述视频质量度量等于预定阈值的成组比特率；以及基于所述成组比特率来选择用于编码所述源数据的比特率阶梯。2.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，对所述编码器进行配置以在将所述量化参数保持在所述参数值的情况下编码所述源数据包括：设置将包括在所述编码的数据中的信号细节的量。3.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，选择所述一组参数值包括：选择满足精确度约束和复杂度约束两者的信号细节的量。4.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，确定所述视频质量度量的值包括：标识峰值信噪比。5.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，确定所述视频质量度量的值包括：计算图像质量等级。6.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，针对一组编码的数据确定相应的比特率包括：基于与所述一组编码的数据相关联的大小、以及与所述一组编码的数据的播出持续时间相关联的时间的量来执行划分操作。7.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，选择所述比特率阶梯包括：确定所述成组比特率落在针对复杂度组的比特率范围内，并且标识与所述复杂度组相关联的比特率阶梯。8.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，所述关系是曲线，并且导出所述关系包括：对所述一组编码的数据应用一个或多个曲线拟合运算。9.如权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括：在对所述编码器进行配置之前，从所述源数据提取多个样本，其中所述编码器基于与所述多个样本相关联的信号细节来生成多组编码的数据。10.一种包括指令的计算机可读存储介质，所述指令当由处理单元执行时所述指令使得所述处理单元通过执行下述步骤来选择用于编码源数据的比特率阶梯：针对量化参数选择一组参数值；针对每个参数值，对编码器进行配置以在将所述量化参数保持在所述参数值的情况下编码源数据来生成一组编码的数据；针对每组编码的数据，确定视频质量度量的值和相应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：安妮·亚伦，大卫·龙卡，扬尼斯·卡特萨翁尼迪斯，安迪·舒勒，
申请(专利权)人：奈飞公司，
类型：发明
国别省市：美国,US