一种视频编码方法、装置、设备和介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种视频编码方法、装置、设备和介质，由于本发明专利技术获取每一视频帧的运动情况确定运动等级，并基于运动等级确定当前视频帧的目标码率，根据目标码率确定视频帧分配的目标比特，根据目标比特映射得到视频帧的量化参数，根据目标视频中每个视频帧的量化参数，对目标视频中每个视频帧进行编码，得到压缩后的码流，相比现有技术简单的将视频帧中的场景分为运动场景和静止场景，进而采用对应地固定编码方式进行编码的方法，本发明专利技术实现了在运动时用较高的目标码率，在静止时主动降低目标码率，进而节省整体码率的目的。进而节省整体码率的目的。进而节省整体码率的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种视频编码方法、装置、设备和介质


[0001]本专利技术涉及视频编解码
，尤其涉及一种视频编码方法、装置、设备和介质。

技术介绍

[0002]视频编解码技术旨在将对采集到的视频压缩成不同的标准格式的数据，用于传输或存储，视频编解码的标准有H.264/先进视频编码标准(Advanced Video Coding，AVC)、H.265/高性能视频编码标准(High Efficiency Video Coding，HEVC)、H.266/通用视频编码标准(Versatile Video Coding，VVC)等。
[0003]码率控制是视频编码标准的关键技术之一，通过对编码过程中的编码参数进行调节，可以对视频数据进行数据压缩，进而控制各个时刻的码率大小。视频中的每一幅图片被称为一帧，一帧压缩后的大小与编码器在编码过程中的参数相关，这些参数包括帧的类型、运动信息、量化参数(Quanlization Parameter,QP)等。上述参数中的量化参数控制的是有损量化处理过程中损失数据量的大小，对编码帧的大小有直接影响。
[0004]现有技术中基于量化参数进行码率控制的常用方式有：固定码率(Constant Bit Rate，CBR)和可变码率(Variable Bit Rate，VBR)。CBR对码率控制的要求相比VBR更加严格，因为CBR要求局部码率保持恒定，而VBR允许局部码率在一定范围内浮动，而保持主观质量的稳定。随着多媒体技术的发展，对视频流的码率控制的性能要求也提高，对CBR而言，一个准确的码率控制，可以最大限度的满足不浪费带宽传输的数据，对VBR而言，则能够在保持主观质量的前提下尽可能的节省码率。
[0005]码率控制一般会从三个层面对码率进行控制，分别为：图片组(Group of Picture，GOP)级、帧级、宏块级；GOP级码控是指视频在编码时通常被划分为多个连续的GOP，是码率控制过程中进行处理的最大单元，GOP级码控过程会根据目标码率以及缓冲区状态为每个GOP合理地分配目标比特数；帧级码控是指每个GOP中又会包含多个视频帧，帧级码控过程则会根据该GOP总的目标比特数以及视频帧的特性为每帧图像分配目标比特数；宏块级码控过程对整帧视频中的每个编码宏块单独进行分析，根据每个编码宏块的特性得到宏块的比特；在根据GOP级、帧级、宏块级的比特计算量化参数时，采用的是率失真理论，率失真理论在数据压缩中，为数据压缩的性能提供理论极限和比较标准，依靠率失真理论提高视频压缩质量的方法被称为率失真优化(Rate
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distortion optimization，RDO)；R
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λ模型作为码率控制模型中的一种，使用的就是率失真优化，通过R
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λ模型构建了分配比特(R)与率失真参数(λ)之间的数学关系模型，再通过率失真参数(λ)与量化参数(QP)之间的映射关系，求出量化参数，从而控制码率的大小。而R
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Q模型则直接构建了分配比特(R)与量化因子(Qscale)之间的数学关系模型，再由Qscale计算得到QP。
[0006]现有技术中的视频监控场景判别方法及其监控图像编码方法、及装置中，将监控得到的前一视频帧以及当前视频帧相减得到残差帧，然后统计残差帧非零像素点数目与残差帧所有像素点的比值，若比值大于设定的阈值，则认为当前场景为运动场景，否则为静止
场景，针对识别到的运动场景或静止场景，采用运动场景或静止场景的图像编码方法，从而实现了监控图像编码。
[0007]但是现有技术在静态场景下，两帧之间的像素值基本仍会存在部分的差异，直接用非零像素与所有像素的比值来确定其是否为运动场景或者静态场景，容易产生误判；并且对于一个场景，只粗略的分为运动场景和静止场景，而在实际应用中，存在多种情况，例如大运动场景、中等运动场景、小运动场景、静止场景等；因此的视频编码方法节省码率的效果较差。

技术实现思路

[0008]本专利技术提供了一种视频编码方法、装置、设备和介质，用以解决现有的视频编码方法节省码率的效果较差的问题。
[0009]本专利技术提供了一种视频编码方法，所述方法包括：
[0010]获取目标视频中的每个视频帧；
[0011]针对所述每个视频帧，将该视频帧划分为预设大小的每个图像块，确定该视频帧中前景图像块的个数占该视频帧的图像块总数的目标比值，根据所述目标比值、以及数值范围与运动等级的对应关系，确定所述目标比值所在目标数值范围对应的运动等级为该视频帧的目标运动等级，其中所述预设大小为单个像素点大小或预设边长的矩形大小；
[0012]针对所述每个视频帧，根据该视频帧的目标运动等级、以及码率系数与运动等级的第一映射关系，确定该视频帧的目标码率系数；
[0013]针对所述每个视频帧，将该视频帧的目标码率系数、图片组的最大比特和所述图片组包含的帧数量输入视频帧的比特确定函数，确定输出的该视频帧的目标比特；
[0014]针对所述每个视频帧，将该视频帧的目标比特输入到码率控制模型，得到输出的该视频帧的量化参数；
[0015]根据所述目标视频中所述每个视频帧的量化参数，对所述目标视频中所述每个视频帧进行编码，得到压缩后的码流。
[0016]进一步地，所述确定该视频帧中前景图像块的个数占该视频帧的图像块总数的目标比值包括：
[0017]确定该视频帧的前背景掩膜图像，根据所述前背景掩膜图像确定该视频帧中的前景图像块，根据该视频帧中前景图像块的第一数量以及该视频帧中图像块的总数量，得到所述第一数量与所述总数量的目标比值。
[0018]进一步地，所述对该视频帧进行检测确定该视频帧的前背景掩膜图像之后，所述根据所述前背景掩膜图像确定该视频帧中的前景图像块之前，所述方法还包括：
[0019]对所述前背景掩膜图像进行连通域标记，确定每个连通域的预设参数的第一参数值，其中所述预设参数为连通域面积或连通域内像素点个数，针对每个连通域，判断该连通域的第一参数值是否小于第一预设阈值，若是将该连通域内所有像素点的掩膜值均填充为背景掩膜值，若否将该连通域内所有像素点的掩膜值均填充为前景掩膜值，得到更新后的前背景掩膜图像；
[0020]根据更新后的前背景掩膜图像，确定该视频帧中更新后的前景图像块。
[0021]进一步地，所述对所述前背景掩膜图像进行连通域标记之前，所述方法还包括：
[0022]根据所述前背景掩膜图像，确定该视频帧中前景图像块的个数占该视频帧的图像块总数的第一比值，根据所述第一比值、第二预设阈值以及第三预设阈值，判断所述第一比值是否小于所述第二预设阈值，其中所述第三预设阈值大于所述第二预设阈值，若是，对所述前背景掩膜图像进行先膨胀后腐蚀的处理；若否，判断所述第一比值是否大于所述第三预设阈值，若是，对所述前背景掩膜图像进行先腐蚀后膨胀的处理，若否，不进行处理。
[0023]进一步地，所述将该视频帧的目标码率系数、图片组的最大比特和所述图片组包含的帧数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种视频编码方法，其特征在于，所述方法包括：获取目标视频中的每个视频帧；针对所述每个视频帧，将该视频帧划分为预设大小的每个图像块，确定该视频帧中前景图像块的个数占该视频帧的图像块总数的目标比值，根据所述目标比值、以及数值范围与运动等级的对应关系，确定所述目标比值所在目标数值范围对应的运动等级为该视频帧的目标运动等级，其中所述预设大小为单个像素点大小或预设边长的矩形大小；针对所述每个视频帧，根据该视频帧的目标运动等级、以及码率系数与运动等级的第一映射关系，确定该视频帧的目标码率系数；针对所述每个视频帧，将该视频帧的目标码率系数、图片组的最大比特和所述图片组包含的帧数量输入视频帧的比特确定函数，确定输出的该视频帧的目标比特；针对所述每个视频帧，将该视频帧的目标比特输入到码率控制模型，得到输出的该视频帧的量化参数；根据所述目标视频中所述每个视频帧的量化参数，对所述目标视频中所述每个视频帧进行编码，得到压缩后的码流。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定该视频帧中前景图像块的个数占该视频帧的图像块总数的目标比值包括：确定该视频帧的前背景掩膜图像，根据所述前背景掩膜图像确定该视频帧中的前景图像块，根据该视频帧中前景图像块的第一数量以及该视频帧中图像块的总数量，得到所述第一数量与所述总数量的目标比值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对该视频帧进行检测确定该视频帧的前背景掩膜图像之后，所述根据所述前背景掩膜图像确定该视频帧中的前景图像块之前，所述方法还包括：对所述前背景掩膜图像进行连通域标记，确定每个连通域的预设参数的第一参数值，其中所述预设参数为连通域面积或连通域内像素点个数，针对每个连通域，判断该连通域的第一参数值是否小于第一预设阈值，若是将该连通域内所有像素点的掩膜值均填充为背景掩膜值，若否将该连通域内所有像素点的掩膜值均填充为前景掩膜值，得到更新后的前背景掩膜图像；根据更新后的前背景掩膜图像，确定该视频帧中更新后的前景图像块。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述前背景掩膜图像进行连通域标记之前，所述方法还包括：根据所述前背景掩膜图像，确定该视频帧中前景图像块的个数占该视频帧的图像块总数的第一比值，根据所述第一比值、第二预设阈值以及第三预设阈值，判断所述第一比值是否小于所述第二预设阈值，其中所述第三预设阈值大于所述第二预设阈值，若是，对所述前背景掩膜图像进行先膨胀后腐蚀的处理；若否，判断所述第一比值是否大于所述第三预设阈值，若是，对所述前背景掩膜图像进行先腐蚀后膨胀的处理，若否，不进行处理。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将该视频帧的目标码率系数、图片组的最大比特和所述图片组包含的帧数量输入视频帧的比特确定函数，确定输出的该视频帧的目标比特包括：若该视频帧为关键帧，判断该视频帧是否为第一个关键帧，若是，则确定图片组的最大
比特与预设系数的第一乘积值，将所述第一乘积值确定为该视频帧的目标比特，若否，则确定该视频帧的所述目标码率系数与该视频帧的上一帧的码率系数的第二比值，并确定所述第二比值与该视频帧的上一帧的比特的第二乘积值，将所述第二乘积值确定为该视频帧的目标比特；若该视频帧为非关键帧，则确定所述最大比特减第一个关键帧的比特的第一差值，并确定图片组包含的视频帧数量减预设数量的第二差值，根据所述第一差值和所述第二差值的第三比值、以及所述目标码率系数，确定所述第三比值与该视频帧的所述目标码率系数的第三乘积值，将所述第三乘积值确定为该视频帧的目标比特。6.一种视频编码方法，其特征在于，所述方法包括：获取目标视频中的每个视频帧；针对所述每个视频帧，将该视频帧划分为预设大小的每个图像块，确定该视频帧中前景图像块的个数占该视频帧的图像块总数的目标比值，根据所述目标比值、以及数值范围与运动等级的对应关系，确定所述目标比值所在目标数值范围对应的运动等级为该视频帧的目标运动等级，其中所述预设大小为单个像素点大小或预设边长的矩形大小；针对所述每个视频帧，根据该视频帧的目标运动等级、以及码率系数与运动等级的第一映射关系，确定该视频帧的目标码率系数；针对所述每个视频帧，将该视频帧的目标码率系数、图片组的最大比特和所述图片组包含的帧数量输入视频帧的比特确定函数，确定输出的该视频帧的目标比特，根据该视频帧的每个像素点的像素值，确定该视频帧和该视频帧的每个图像块的纹理复杂度的每个第二参数值，其中所述纹理复杂度...

【专利技术属性】
技术研发人员：李曾，江东，林聚财，殷俊，
申请(专利权)人：浙江大华技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：