一种视频图像编码的方法、系统、设备和存储介质技术方案

本发明专利技术涉及芯片设计领域。本发明专利技术提供一种视频图像编码的方法、系统、设备和存储介质，方法包括：使用默认失真控制参数对首帧图像进行编码，响应于对除首帧图像外的其他图像进行编码，使用位于每帧图像顶部区域的图像标记块标定前后帧图像变化信息；根据当前帧图像的码率和码率变化率计算出下一帧图像的码率预测值；根据下一帧图像的码率预测值、前后帧图像变化信息和目标码率计算得到当前失真控制参数，并使用当前失真控制参数选择下一帧图像各部分的编码模式，根据选择的编码模式对下一帧图像进行编码；将下一帧图像所有已编码各部分进行融合。本发明专利技术在控制码率的同时保证了压缩图像的质量。的质量。的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种视频图像编码的方法、系统、设备和存储介质


[0001]本专利技术涉及芯片设计领域，更具体地，特别是指一种视频图像编码的方法、系统、设备和存储介质。

技术介绍

[0002]JPEG
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LS编码器首先对源图像数据进行上下文建模，然后根据待编码像素的局部梯度值进行编码模式选择，若局部梯度值全部为零，则对其进行游程编码，否则对其进行正常编码，编码结束后输出编码码流。其中，正常编码模块采用Golomb编码对预测误差进行编码，游程编码模块采用游程长度编码对游程长度进行编码，采用Golomb编码对差异像素的预测误差进行编码。JPEG
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LS编码压缩的实际编码后的数据长度（码率）与视频图像本身有关，当图像本身变化较少，较为平坦或高频分量较多，编码效率较高，即编码后的数据量较少，编码过程消耗的时间较少，反之相反。虽然现有的JPEG
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LS算法可以在一定程度上调整码率，但其作用范围比较有限，这就导致在很多情况下性能不稳定，限制了其应用。
[0003]目前，一般使用拉格朗日乘数法进行码率控制，或者通过对已编码图像的码率与目标码率的关系，自适应的调整下一帧的压缩参数（主要是失真控制参数值NEAR），实现码率向目标码率靠拢。但是，拉格朗日乘数法控制码率实现算法复杂，使用硬件实现时消耗过的硬件资源，同时会产生较大的时间延时，降低整体的编码性能；自适应的调整下一帧的压缩参数只考虑了当前码率和目标码率的关系，是一种完全的线性调整，这会可能导致图像在压缩时损失较多的信息，导致压缩后图像质量下降。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提出一种视频图像编码的方法、系统、计算机设备及计算机可读存储介质，本专利技术同时考虑了当前码率和码率变化率，并计算出下一帧的预测码率，使用下一帧的预测码率作为调整压缩参数的其值一个计算因子，本专利技术使用图像顶部部分图像块标定前后帧的图像变化，并将其也作为调整压缩参数的计算因子，同一帧内可能存在最多两组压缩参数，在控制码率的同时保证了压缩图像的质量。
[0005]基于上述目的，本专利技术实施例的一方面提供了一种视频图像编码的方法，包括如下步骤：使用默认失真控制参数对首帧图像进行编码，并响应于对除首帧图像外的其他图像进行编码，使用图像标记块标定前后帧图像变化信息，其中，所述图像标记块位于每帧图像的顶部区域；根据当前帧图像的码率和码率变化率计算出下一帧图像的码率预测值，其中，所述码率变化率根据所述当前帧图像和所述当前帧图像在前相邻帧图像得到；根据所述下一帧图像的码率预测值、所述前后帧图像变化信息和目标码率计算得到当前失真控制参数，并使用所述当前失真控制参数选择所述下一帧图像各部分的编码模式，根据选择的编码模式对所述下一帧图像进行编码；以及将所述下一帧图像所有已编码各部分进行融合。
[0006]在一些实施方式中，所述使用图像标记块标定前后帧图像变化信息包括：根据上
一帧图像和当前帧图像的数据情况得到期望比例，根据当前帧图像的数据情况得到标准差比例，并根据所述期望比例和标准差比例调整所述当前失真控制参数。
[0007]在一些实施方式中，所述根据上一帧图像和当前帧图像的数据情况得到期望比例包括：计算相邻前后帧图像的标记块的期望值的差值，对所述差值进行量化得到期望变化值，并根据所述期望变化值得到所述期望比例。
[0008]在一些实施方式中，所述对所述差值进行量化得到期望变化值，并根据所述期望变化值得到所述期望比例包括：响应于所述差值大于预设的第一判断阈值参数，将期望变化值设置为第一数值；响应于所述差值小于或等于预设的第一判断阈值参数，将期望变化值设置为第二数值；以及确定期望变化值为第一数值的第一数量，并将所述第一数量与期望变化值总数的比值作为期望比例。
[0009]在一些实施方式中，所述根据当前帧图像的数据情况得到标准差比例包括：确定当前帧图像的标记块的标准差，对所述标准差进行量化得到标准差变化值，并根据所述标准差变化值得到所述标准差比例。
[0010]在一些实施方式中，所述对所述标准差进行量化得到标准差变化值，并根据所述标准差变化值得到所述标准差比例包括：响应于所述标准差大于预设的第二判断阈值参数，将标准差变化值设置为第一数值；响应于所述标准差小于或等于预设的第二判断阈值参数，将标准差变化值设置为第二数值；以及确定标准差变化值为第一数值的第二数量，并将所述第二数量与标准差变化值总数的比值作为标准差比例。
[0011]在一些实施方式中，所述根据当前帧图像的码率和码率变化率计算出下一帧图像的码率预测值包括：统计当前帧图像的帧数据长度，并根据当前帧图像的前两帧图像的帧数据长度和所述当前帧图像的帧数据长度计算帧长度变化率；以及根据所述当前帧图像的帧数据长度和所述帧长度变化率得到下一帧图像的长度预测值。
[0012]在一些实施方式中，所述根据所述下一帧图像的码率预测值、所述前后帧图像变化信息和目标码率计算得到当前失真控制参数包括：根据所述下一帧图像的长度预测值、标准的压缩比和视频图像的码率得到压缩率，并根据所述压缩率得到当前失真控制参数。
[0013]在一些实施方式中，所述使用所述当前失真控制参数选择所述下一帧图像各部分的编码模式包括：根据待编码部分上下文建模时生成的像素点计算局部梯度，响应于所有局部梯度均小于或等于所述失真控制参数，选择游程编码模式对所述待编码部分进行编码，否则选择正常编码模式对所述待编码部分进行编码。
[0014]在一些实施方式中，所述根据待编码部分上下文建模时生成的像素点计算局部梯度包括：选择待编码像素的左侧、左上方、正上方和右上方四个点像素进行上下文建模。
[0015]在一些实施方式中，所述根据待编码部分上下文建模时生成的像素点计算局部梯度包括：计算右上方点像素与正上方点像素的第一像素差值，计算正上方点像素与左上方点像素的第二像素差值，计算左上方点像素与左侧点像素的第三像素差值。
[0016]在一些实施方式中，所述根据所述期望比例和标准差比例调整所述当前失真控制参数包括：响应于所述期望比例小于或等于第一阈值，不调整所述当前失真控制参数；响应于所述期望比例大于第一阈值且小于第二阈值，根据所述标准差比例调整所述当前失真控制参数；以及响应于所述期望比例大于第二阈值，基于所述当前失真控制参数得到中间变量，并根据所述中间变量的大小确定调整后的当前失真控制参数。
[0017]在一些实施方式中，所述根据所述标准差比例调整所述当前失真控制参数包括：响应于所述标准差比例大于第三阈值，设置系数为第一系数，并将所述当前失真控制参数和所述第一系数的乘积调整为新的当前失真控制参数；以及响应于所述标准差比例小于或等于第三阈值，设置系数为第二系数，并将所述当前失真控制参数和所述第二系数的乘积调整为新的当前失真控制参数。
[0018]在一些实施方式中，所述基于所述当前失真控制参数得到中间变量，并根据所述中间变量的大小确定调整后的当前失真控制参数包括：将所述当前失真控制参数与预设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种视频图像编码的方法，其特征在于，包括如下步骤：使用默认失真控制参数对首帧图像进行编码，并响应于对除首帧图像外的其他图像进行编码，使用图像标记块标定前后帧图像变化信息，其中，所述图像标记块位于每帧图像的顶部区域；根据当前帧图像的码率和码率变化率计算出下一帧图像的码率预测值，其中，所述码率变化率根据所述当前帧图像和所述当前帧图像在前相邻帧图像得到；根据所述下一帧图像的码率预测值、所述前后帧图像变化信息和目标码率计算得到当前失真控制参数，并使用所述当前失真控制参数选择所述下一帧图像各部分的编码模式，根据选择的编码模式对所述下一帧图像进行编码；以及将所述下一帧图像所有已编码各部分进行融合。2.根据权利要求1所述的视频图像编码的方法，其特征在于，所述使用图像标记块标定前后帧图像变化信息包括：根据上一帧图像和当前帧图像的数据情况得到期望比例，根据当前帧图像的数据情况得到标准差比例，并根据所述期望比例和标准差比例调整所述当前失真控制参数。3.根据权利要求2所述的视频图像编码的方法，其特征在于，所述根据上一帧图像和当前帧图像的数据情况得到期望比例包括：计算相邻前后帧图像的标记块的期望值的差值，对所述差值进行量化得到期望变化值，并根据所述期望变化值得到所述期望比例。4.根据权利要求3所述的视频图像编码的方法，其特征在于，所述对所述差值进行量化得到期望变化值，并根据所述期望变化值得到所述期望比例包括：响应于所述差值大于预设的第一判断阈值参数，将期望变化值设置为第一数值；响应于所述差值小于或等于预设的第一判断阈值参数，将期望变化值设置为第二数值；以及确定期望变化值为第一数值的第一数量，并将所述第一数量与期望变化值总数的比值作为期望比例。5.根据权利要求2所述的视频图像编码的方法，其特征在于，所述根据当前帧图像的数据情况得到标准差比例包括：确定当前帧图像的标记块的标准差，对所述标准差进行量化得到标准差变化值，并根据所述标准差变化值得到所述标准差比例。6.根据权利要求5所述的视频图像编码的方法，其特征在于，所述对所述标准差进行量化得到标准差变化值，并根据所述标准差变化值得到所述标准差比例包括：响应于所述标准差大于预设的第二判断阈值参数，将标准差变化值设置为第一数值；响应于所述标准差小于或等于预设的第二判断阈值参数，将标准差变化值设置为第二数值；以及确定标准差变化值为第一数值的第二数量，并将所述第二数量与标准差变化值总数的比值作为标准差比例。7.根据权利要求1所述的视频图像编码的方法，其特征在于，所述根据当前帧图像的码率和码率变化率计算出下一帧图像的码率预测值包括：统计当前帧图像的帧数据长度，并根据当前帧图像的前两帧图像的帧数据长度和所述
当前帧图像的帧数据长度计算帧长度变化率；以及根据所述当前帧图像的帧数据长度和所述帧长度变化率得到下一帧图像的长度预测值。8.根据权利要求7所述的视频图像编码的方法，其特征在于，所述根据所述下一帧图像的码率预测值、所述前后帧图像变化信息和目标码率计算得到当前失真控制参数包括：根据所述下一帧图像的长度预测值、标准的压缩比和视频图像的码率得到压缩率，并根据所述压缩率得到当前失真控制参数。9.根据权利要求8所述的视频图像编码的方法，其特征在于，所述使用所述当前失真控制参数选择所述下一帧图像各部分的编码模式包括：根据待编码部分上下文建模时生成的像素点计算局部梯度，响应于所有局部梯度均小于或等于所述失真控制参数，选择游程编码模式对所述待编码部分进行编码，否则选择正常编码模式对所述待编码部分进行编码。10.根据权利要求9所述的视频图像编码的方法，其特征在于，所述根据待编码部分上...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙旭，周玉龙，刘刚，李拓，
申请(专利权)人：山东云海国创云计算装备产业创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：