本发明专利技术公开一种时空域‑质量融合的可分级视频编码装置及其编码方法，所述装置包括：编码端，用于对视频进行预处理和分层编码；解码端，连接于编码端，对视频进行分层解码而调整各层帧率和重建质量；所述方法包括：步骤1、对视频进行关注区域划分；计算ROI区域面积占整帧面积的比例；步骤2：通过统计数据分析处理器获取用于反映判别敏感度的判别阈值；步骤3：通过POI预测处理器判断未来数帧是否属于关注时间区间；步骤4：通过参数控制单元为POI区间分层编码各层均分配帧率和空间分辨率。本发明专利技术所述装置及其编码方法能够动态调整各层帧率和重建质量，提升编码效率、提供更高视觉感知效果。
【技术实现步骤摘要】
时空域-质量融合的可分级视频编码装置及其编码方法
本专利技术属于视频编码
，尤其涉及一种时空域-质量融合的可分级视频编码装置及其编码方法。
技术介绍
可分级视频编码(SVC，scalablevideocoding)旨在解决不同网络条件、终端算力条件下，面向用户差异化质量需求的多次编码或服务器需要二次编解码的问题。现有的可分级编码技术通常分为三类，即时域可分级、空间域可分级和质量可分级，利用SVC技术可以实现一次编码产生不同帧率、分辨率、图像质量的码流，并在解码端进行自适应的调整得到对应分级的重建视频。可分级视频编码技术在视频监控领域广泛应用，视频监控源通常产生分辨率、帧率、质量由高到低的3路视频，分别用于存储、预览或实时视频分析，以及在带宽不充足情况下的移动端远程预览。时域可分级视频编码方法对于不同的视频层使用不同的帧率，基于分层预测结构，例如图1所示的基于双向预测帧(B帧)的分层结构，在带宽受限情况下只传输基本层帧(图1中T0层)，帧率较低；在带宽增加情况下，可传输基本层帧+增强层帧(图1中T1，T2，T3层)，帧率较高。空域可分级编码进行原始视频帧的多空间分辨率分解，在带宽有限情况下传输空域基本层，分辨率低；随着带宽增加，可传输空域增强层，分辨率上升，质量可分级编码通过调整各层使用的量化精度，使得各层视频具有不同的峰值信噪比(PSNR)，基本层使用粗糙量化器，重建质量低，适用于低带宽条件；增强层使用更精细的量化器，重建质量高，适用于高带宽条件。现有可分级编码方法未充分挖掘图像质量分级、时域分级和空域分级之间的相关性，难以达到三种分级策略的有机整合，较非分级编码方法会导致较大的编码效率下降，具体表现为：1)现有时域可分级编码方法中，各层的帧率固定，无法根据视频内容进行帧率动态调整。2)现有空域可分级编码方法中，增强层空间分辨率增加，但无法保证视频重建质量提高。3)现有质量可分级编码方法中，各层量化精度的选择未针对视频内容的时空特性进行动态调整。针对以上技术不足，本专利技术旨在提供一种时空域-质量融合的可分级视频编码装置及其编码方法，通过结合视频内容的时空特性，利用关注区域(regionofinterest,ROI)技术，提取关注时间区间(regionofperiod,POI)，保证ROI区域高质量和POI区间高帧率，形成内容自适应的时空域-质量可分层编码方法，动态调整各层帧率和重建质量，提升编码效率、提供更高视觉感知效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种时空域-质量融合的可分级视频编码装置及其编码方法。本专利技术解决问题的技术方案是，提供一种时空域-质量融合的可分级视频编码装置，包括：编码端，用于对视频进行预处理和分层编码；解码端，连接于编码端，对视频进行分层解码而调整各层帧率和重建质量。进一步地，编码端包括视频预处理模块和分层编码器模块，其中，所述视频预处理模块用于对视频进行预处理，所述分层编码器模块用于对视频进行分层编码。进一步地，视频预处理模块包括：用于对输入所述可分级视频编码装置的原始分辨率视频进行关注区域划分的帧内ROI划分处理器、用于判断未来数帧是否属于关注时间区间的POI预测处理器、用于获取POI阈值的统计数据分析处理器和用于获取所述分层编码中各层的量化精度及帧率的参数控制单元。进一步地，解码端为视频分层解码器。本专利技术还提供一种可分级视频编码装置进行编码的方法，包括：步骤1、对视频进行关注区域划分；再动态计算ROI区域面积占整帧面积的比例，记为PROI；步骤2：通过统计数据分析处理器获取用于反映判别敏感度的判别阈值；步骤3：通过POI预测处理器判断未来数帧是否属于关注时间区间，将当前帧PROI与判别阈值进行比较，根据比较的值判断未来数帧是否为POI区间；步骤4：通过参数控制单元为POI区间分层编码各层均分配帧率和空间分辨率；为ROI区域分层编码各层均分配量化参数。进一步地，步骤1中，通过ROI划分处理器对输入所述可分级视频编码装置的原始分辨率视频进行关注区域划分。进一步地，步骤3中，若当前帧PROI大于判别阈值，结合运动连续性，判断未来数帧为POI区间；若当前帧PROI小于判别阈值，判断未来数帧为非POI区间。进一步地，步骤4中，参数控制单元通过帧内ROI划分处理器、POI预测处理器和实时带宽条件为POI区间分层编码各层均分配帧率和空间分辨率并为ROI区域分层编码各层均分配量化参数。本专利技术的有益效果是：本专利技术所述的时空域-质量融合的可分级视频编码装置及其编码方法利用关注区域技术(ROI)，提取关注时间区间(POI)，保证ROI区域高质量和POI区间高帧率，能够动态调整各层帧率和重建质量，有效提升编码效率、提供更高视觉感知效果。附图说明图1为本专利技术所述基于双向预测帧(B帧)的分层结构的示意图；图2为本专利技术实施例中时空域-质量融合的可分级视频编码装置的结构示意图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例如图2所示，一种时空域-质量融合的可分级视频编码装置，包括：编码端，用于对输入所述可分级视频编码装置的原始分辨率视频进行预处理和分层编码；解码端，连接于编码端，对视频进行分层解码而调整各层帧率和重建质量。在本实施例中，编码端包括视频预处理模块和分层编码器模块，其中，所述视频预处理模块用于对视频进行预处理，所述分层编码器模块用于对视频进行分层编码。在本实施例中，视频预处理模块包括：用于对输入原始分辨率视频进行关注区域划分的帧内ROI划分处理器、用于判断未来数帧是否属于关注时间区间的POI预测处理器、用于获取POI阈值的统计数据分析处理器和用于获取所述分层编码中各层的量化精度及帧率的参数控制单元，其中，为符合编码配置同时满足较高的响应速度，对与GOP(groupofpictures，表示连续的画面组)帧数一致的未来数帧进行预处理，例如若低延时编码条件下GOP包含8帧，则预分析帧数选择8帧进行。在本实施例中，解码端为视频分层解码器。本专利技术还提供一种可分级视频编码装置进行编码的方法，包括：步骤1、对视频进行关注区域划分；再动态计算ROI区域面积占整帧面积的比例，记为PROI；步骤2：通过统计数据分析处理器获取用于反映判别敏感度的判别阈值；步骤3：通过POI预测处理器判断未来数帧是否属于关注时间区间；步骤4：通过参数控制单元为POI区间分层编码各层均分配高帧率和高空间分辨率；为ROI区域分层编码各层均分配较小的量化参数，即较小的量化步长(QuantizationStep)，减小ROI区域的量化失真。在本实施例的步骤本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种时空域-质量融合的可分级视频编码装置，其特征在于，包括：/n编码端，用于对视频进行预处理和分层编码；/n解码端，连接于编码端，对视频进行分层解码而调整各层帧率和重建质量。/n
【技术特征摘要】
20191216 CN 201911295141X1.一种时空域-质量融合的可分级视频编码装置，其特征在于，包括：
编码端，用于对视频进行预处理和分层编码；
解码端，连接于编码端，对视频进行分层解码而调整各层帧率和重建质量。
2.根据权利要求1所述的时空域-质量融合的可分级视频编码装置，其特征在于，编码端包括视频预处理模块和分层编码器模块，其中，所述视频预处理模块用于对视频进行预处理，所述分层编码器模块用于对视频进行分层编码。
3.根据权利要求2所述的时空域-质量融合的可分级视频编码装置，其特征在于，视频预处理模块包括：用于对输入所述可分级视频编码装置的原始分辨率视频进行关注区域划分的帧内ROI划分处理器、用于判断未来数帧是否属于关注时间区间的POI预测处理器、用于获取POI阈值的统计数据分析处理器和用于获取所述分层编码中各层的量化精度及帧率的参数控制单元，其中，ROI表示关注区域，POI表示关注时间区间。
4.根据权利要求2所述的时空域-质量融合的可分级视频编码装置，其特征在于，解码端为视频分层解码器。
5.一种可分级视频编码装置进行编码的方法，其特征在于，包括：
步骤1、对视...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈朝武，张现，余子龙，贾路恒，高磊，张勇，
申请(专利权)人：北京中盾安全技术开发公司，中科融信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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