视频编码速率控制方法以及相关装置制造方法及图纸

本申请提供了视频编码速率控制方法以及相关装置，该方法包括：确定视频编码中的待编码图像，待编码图像包括多个区域，每个区域分别有初始编码速率和初始量化参数；确定区域的第一速率比值，区域的第一速率比值表示区域的目标编码速率与区域的初始编码速率之间的比值；根据区域的编码质量影响因子调整区域的第一速率比值，得到区域的第二速率比值；根据区域的第二速率比值，得到区域针对初始量化参数的调整值；根据区域的初始量化参数以及调整值进行视频编码速率控制。实施本发明专利技术实施例有利于在存在多种编码质量影响因子的情况下也能获得视频图像较佳的QP调整值，从而达到更好的编码效果。

Video coding rate control method and related devices

【技术实现步骤摘要】
视频编码速率控制方法以及相关装置
本专利技术涉及视频编码
，尤其涉及视频编码速率控制方法以及相关装置。
技术介绍
编码速率控制是视频编码中一个重要的控制手段，其决定了视频图像的各区域分别分配多少编码比特。编码速率控制的目的是在满足带宽约束条件下，尽量提高视频图像的编码质量，同时将编码速率较好地控制在目标编码速率附近。在同一视频图像中，一个区域分配的编码比特越多，则该区域的编码质量越高，否则，一个区域分配的编码比特越少，则该区域的编码质量越低。量化参数(QuantizationParameter，QP)值是视频编码中用于控制各区域的编码比特的重要参数，QP值表示量化精度和量化步长，QP值越大说明量化精度越低以及量化步长越大，那么相应分配的编码比特就越少。否则，QP值越小说明量化精度越高以及量化步长越小，那么相应分配的编码比特就越多。所以，如何确定当前编码的视频图像的各区域的QP值是视频编码速率控制的一个关键问题。由于视频图像的不同区域对编码质量的需求不同，有些业务敏感区域需采用高质量的量化方式(即QP值高)，而有些非业务敏感区域可接受低质量的量化方式(即QP值低)，那么可以在不影响整体业务的前提下，根据业务需求对不同区域的QP值进行调整，以期降低视频图像的整体编码比特和节省存储和传输带宽。现有技术中，编码器内部通常会计算当前视频图像各区域的基本QP值，实现业务与编码质量的基本匹配。在视频编码标准H.264和H.265中，QP值为整数且其所处区间皆为0～51。而为了方便业务层根据不同区域的编码质量需求对基本QP值进行调整，编码器会开放QP控制权限，即可以指定具体的一个区域的QP值相对基本QP值调整多少。例如，相对基本QP值调整-1，则表示该区域的编码质量增强。当视频图像中有多种编码质量影响因子(如纹理参数、亮度参数等)，且这些编码质量影响因子对具体区域的编码质量有不同的需求时，这些编码质量影响因子可分别直接影响了QP的调整。然而，由于不同的编码质量影响因子对QP调整的幅值和效果不一样，如果这些编码质量影响因子都直接调整QP，那么就会导致QP调整混乱，难以达到较好的编码效果。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了视频编码速率控制方法以及相关装置，有利于在存在多种编码质量影响因子的情况下也能获得视频图像较佳的QP调整值，从而达到更好的编码效果。第一方面，本专利技术实施例提供了一种视频编码速率控制方法，该包括：确定视频编码中的待编码图像，所述待编码图像包括多个区域，每个所述区域分别有对应的初始编码速率和初始量化参数；确定所述区域的第一速率比值，所述区域的第一速率比值表示所述区域的目标编码速率与所述区域的初始编码速率之间的比值；根据所述区域的编码质量影响因子调整所述区域的第一速率比值，得到所述区域的第二速率比值；根据所述区域的第二速率比值，得到所述区域针对所述初始量化参数的调整值；根据所述区域的所述初始量化参数以及所述调整值进行视频编码速率控制。可以看到，视频图像中存在多种编码质量影响因子(例如纹理信息、占比信息、亮度信息等)的情况下，本专利技术实施例通过将各种编码质量影响因子直接对各个区域的目标编码速率与该区域当前初始编码速率的之间的速率比值造成影响，然后利用经过影响后的速率比值得到该区域相对于初始QP的QP调整值。也就是说，将对QP的调整变换到速率比值域进行调整。由于各种编码质量影响因子对速率比值影响的幅度和效果不一样，相当于各种编码质量影响因子基于速率比值实现了影响的归一化和统一，这样得到的QP调整值更加合理有效，有利于实现更好的编码效果。基于第一方面，区域的编码质量影响因子表示区域中基于视频业务的需要而对该区域的编码质量有影响的因素。在可能的实施例中，所述区域的编码质量影响因子包括所述区域的占比信息、所述区域的纹理信息、所述区域的亮度信息、所述区域的初始编码速率中的两个或两个以上，其中，所述区域的占比信息表示所述区域大小占据所述待编码图像大小的比例；所述区域的纹理信息表示所述区域的图像特征的纹理复杂度值；所述区域的亮度信息表示所述区域的图像特征的亮度值。例如，可能应用场景中，一些区域的第一速率比值主要受该区域的纹理信息和占比信息的影响，一些区域的第一速率比值主要受该区域的纹理信息、亮度信息、初始编码速率值的影响，一些区域的第一速率比值可能同时受纹理信息、占比信息、亮度信息、初始编码速率值等编码质量影响因子的影响，等等。基于第一方面，在可能的实施例中，所述待编码图像的多个区域包括感兴趣区域ROI；感兴趣区域(regionofinterest，ROI)又可称为业务感兴趣区域，表示根据业务的需求而在所述待编码图像中需要重点关注的区域。所以，编码时，ROI可采用低的QP，以保证ROI位置的信息能够获得较好的编码质量，满足业务需求。通常来讲，ROI可以是待编码图像中的部分图像，但是，在可能的应用场景中，整个待编码图像也可能都属于ROI。具体实现中，可基于视频应用的业务需要对待编码图像以矩形方框、圆、椭圆、不规则多边形等方式勾勒出所述ROI，ROI包括多个宏块。ROI可能为所述待编码图像中的连续区域，ROI也可能为所述待编码图像中的离散区域集合。在不同的业务场景，ROI针对的对象也有所不同。比如，视频监控场景，ROI可能针对视频图像中的运动对象(如人和/或车)；在电话会议场景，ROI可能针对视频图像中的静止对象(如会议文字)；在企业通信场景，ROI可能针对视频图像中的人脸和/或企业logo，等等。在可能实施例中，所述ROI的编码质量影响因子包括所述ROI的占比信息和所述ROI的纹理信息，其中，所述ROI的占比信息表示所述ROI占据所述待处理图像的比例，所述ROI的纹理信息表示所述ROI的图像特征的纹理复杂度值；具体的，所述根据所述区域的编码质量影响因子调整所述区域的第一速率比值，得到所述区域的第二速率比值，包括：根据所述ROI的占比信息调整所述ROI的第一速率比值，得到所述ROI的第三速率比值；根据所述ROI的纹理信息调整所述ROI的第三速率比值，得到所述ROI的第二速率比值。举例来说，可设置ROI的速率比值的最大值K2为2.0、最小值K1为和1.1。然后，计算ROI的占比信息，即计算当前ROI的图像在整个视频图像中的占比P。在如下公式所示曲线中，如果ROI的占比越多，则越要降低ROI的第一速率比值，以避免带宽溢出过多。公式如下：其中，ROI_ratio3表示ROI的第三速率比值；P表示ROI的图像在整个视频图像中的占比；P1、P2为常数，例如P1可设置为0.05，P2可设置为0.3。也就是说，可以根据ROI的占比信息，将ROI的第一速率比值ROI_ratio1变换为基于上述公式所得到的第三速率比值ROI_ratio3。然后，可将该ROI的纹理复杂度值归一化到一个具体区间，如区间[1，1.2]，纹理复杂度值越大，则速率比值越大，以尽量保证对图像纹理的编码质量。如考虑到ROI的第三速率比值是个大于1的数，可设置如下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种视频编码速率控制方法，其特征在于，包括：/n确定视频编码中的待编码图像，所述待编码图像包括多个区域，每个所述区域分别有对应的初始编码速率和初始量化参数；/n确定所述区域的第一速率比值，所述区域的第一速率比值表示所述区域的目标编码速率与所述区域的初始编码速率之间的比值；/n根据所述区域的编码质量影响因子调整所述区域的第一速率比值，得到所述区域的第二速率比值；/n根据所述区域的第二速率比值，得到所述区域针对所述初始量化参数的调整值；/n根据所述区域的所述初始量化参数以及所述调整值进行视频编码速率控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种视频编码速率控制方法，其特征在于，包括：
确定视频编码中的待编码图像，所述待编码图像包括多个区域，每个所述区域分别有对应的初始编码速率和初始量化参数；
确定所述区域的第一速率比值，所述区域的第一速率比值表示所述区域的目标编码速率与所述区域的初始编码速率之间的比值；
根据所述区域的编码质量影响因子调整所述区域的第一速率比值，得到所述区域的第二速率比值；
根据所述区域的第二速率比值，得到所述区域针对所述初始量化参数的调整值；
根据所述区域的所述初始量化参数以及所述调整值进行视频编码速率控制。


2.如权利要求1任一项所述的方法，其特征在于，所述区域的编码质量影响因子包括所述区域的占比信息、所述区域的纹理信息、所述区域的亮度信息、所述区域的初始编码速率中的两个或两个以上，其中，
所述区域的占比信息表示所述区域大小占据所述待编码图像大小的比例；
所述区域的纹理信息表示所述区域的图像特征的纹理复杂度值；
所述区域的亮度信息表示所述区域的图像特征的亮度值。


3.如权利要求2任一项所述的方法，其特征在于，所述待编码图像的多个区域包括感兴趣区域ROI；所述ROI的编码质量影响因子包括所述ROI的占比信息和所述ROI的纹理信息，其中，所述ROI的占比信息表示所述ROI占据所述待处理图像的比例，所述ROI的纹理信息表示所述ROI的图像特征的纹理复杂度值；
相应的，所述根据所述区域的编码质量影响因子调整所述区域的第一速率比值，得到所述区域的第二速率比值，包括：
根据所述ROI的占比信息调整所述ROI的第一速率比值，得到所述ROI的第三速率比值；
根据所述ROI的纹理信息调整所述ROI的第三速率比值，得到所述ROI的第二速率比值。


4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述待编码图像的ROI进一步包括多个业务对象的ROI；每个业务对象的ROI的编码质量影响因子包括所述业务对象的ROI的占比信息和所述业务对象的ROI的纹理信息，其中，所述业务对象的ROI的占比信息表示所述业务对象的ROI占据所述待处理图像的比例，所述业务对象的ROI的纹理信息表示所述业务对象的ROI的图像特征的纹理复杂度值；
相应的，所述根据所述区域的编码质量影响因子调整所述区域的第一速率比值，得到所述区域的第二速率比值，包括：
根据所述业务对象的ROI的占比信息调整所述业务对象的ROI的第一速率比值，得到所述业务对象的ROI的第三速率比值；
根据所述业务对象的ROI的纹理信息调整所述业务对象的ROI的第三速率比值，得到所述业务对象的ROI的第二速率比值。


5.如权利要求2-4任一项所述的方法，其特征在于，所述待编码图像的多个区域还包括业务不感兴趣区域NROI，所述NROI的编码质量影响因子包括所述NROI的初始编码速率、所述NROI的纹理信息和所述NROI的亮度信息，其中，所述NROI的纹理信息表示所述NROI的图像特征的纹理复杂度值，所述NROI的亮度信息表示所述NROI的图像特征的亮度值；
相应的，所述根据所述区域的编码质量影响因子调整所述区域的第一速率比值，得到所述区域的第二速率比值；包括：
根据所述NROI的初始编码速率调整所述NROI的第一速率比值，得到所述NROI的第三速率比值；
根据所述NROI的纹理信息调整所述NROI的第三速率比值，得到所述NROI的第四速率比值；
根据所述NROI的亮度信息调整所述NROI的第四速率比值，得到所述NROI的第二速率比值。


6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述区域的第二速率比值，得到所述区域针对所述初始量化参数的调整值，包括：
通过R-λ模型的编码速率控制算法，根据所述区域的第二速率比值，得到所述区域针对所述初始量化参数的调整值，所述调整值由以下关系式表征：
QPdelta＝c1*β*ln(ratio)+Ψ
其中，QPdelta表示所述区域针对初始量化参数的调整值，ratio表示所述区域的第二速率比值，c1和β均为非0常数；Ψ为非0常数，或者，Ψ为针对所述区域的编码质量影响因子的函数，或者，Ψ为0。


7.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述区域的第二速率比值，得到所述区域针对所述初始量化参数的调整值，包括：
通过R-λ模型的编码速率控制算法，根据所述区域的第二速率比值，得到所述区域针对所述初始量化参数的调整值，所述调整值由以下关系式表征：
QPdelta＝c1*β*ln(ratio)*Ψ
其中，QPdelta表示所述区域针对初始量化参数的调整值，ratio表示所述区域的第二速率比值，c1和β均为非0常数；Ψ为非0常数，或者，Ψ为针对所述区域的编码质量影响因子的函数。


8.一种设备，其特征在于，包括：
图像分析模块，用于确定视频编码中的待编码图像，所述待编码图像包括多个区域，每个所述区域分别有对应的初始编码速率和初始量化参数；
速率比值设置模块，用于确定所述区域的第一速率比值，所述区域的第一速率比值表示所述区域的目标编码速率与所述区域的初始编码速率之间的比值；
速率比值调整模块，用于根据所述区域的编码质量影响因子调整所述区域的第一速率比值，得到所述区域的第二速率比值；
量化参数调整模块，用于根据所述区域的第二速率比值，得到所述区域针对所述初始量化参数的调整值；
编码速率控制模块，用于根据所述区域的所述初始量化参数以及所述调整值进行视频编码速率控制。


9.如权利要求8任一项所述的设备，其特征在于，所述区域的编码质量影响因子包括所述区域的占比信息、所述区域的纹理信息、所述区域的亮度信息、所述区域的初始编码速率中的两个或两个以上，其中，
所述区域的占比信息表示所述区域大小占据所述待编码图像大小的比例；
所述区域的纹理信息表示所述区域的图像特征的纹理复杂度值；
所述区域的亮度信息表示所述区域的图像特征的亮度值。


10.如权利要求9任一项所述的设备，其特征在于，所述待编码图像的多个区域包括感兴趣区域ROI；所述ROI的编码质量影响因子包括所述ROI的占比信息和所述ROI的纹理信息，其中，所述ROI的占比信息表示所述ROI占据所述待处理图像的比例，所述ROI的纹理信息表示所述ROI的图像特征的纹理复杂度值；
所述速率比值调整模块具体用于：
根据所述ROI的占比信息调整所述ROI的第一速率比值，得到所述ROI的第三速率比值；
根据所述ROI的纹理信息调整所述ROI的第三速率比值，得到所述ROI的第二速率比值。


11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述待编码图像的ROI进一步包括多个业务对象的ROI；每个业务对象的ROI的编码质量影响因子包括所述业务对象的ROI的占比信息和所述业务对象的ROI的纹理信息，其中，所述业务对象的ROI的占比信息表示所述业务对象的ROI占据所述待处理图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立斌，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44