降低码流数据量波动的视频编解码方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术披露了一种降低码流数据量波动的视频编码方法，该视频编码包括帧内编码和帧间编码，在该方法中，视频画面区被划分为关键区域和背景区域，对关键区域和背景区域的图像分别在不同的图像帧中做所述的帧内编码。本发明专利技术由于对画面进行了划分，并将视频画面中的关键区域和背景区域的帧内编码分别安排在不同的图像帧中，对现有技术中的Ｉ帧的码流数据量进行了分流，实现了降低其峰值、减小各帧码流数据量波动范围的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数字视频压縮编解码领域，尤其涉及一种降低码流数据量波动的视频编解码方法。
技术介绍
视频编码中， 一个图像帧序列由一系列I帧、P帧、B帧组成，其中，I帧在编码和解 码时不会参考本帧以外的其他帧的数据，属于帧内编码；P帧可以参考当前帧之前的图像， B帧可以参考当前帧之前或之后的图像，故P帧和B帧称为帧间编码。 —般而言，I帧编码后数据量比较大，编码压縮率最低，P帧次之，B帧数据量最小， 编码效率最高。对一帧图像进行I帧编码的比特流大小通常是P帧编码的比特的数倍甚至 数十倍以上。因此，在基于无线网或ADSL上行信道等窄带信道进行视频监控时，经常采用 增大I帧间隔的方式减小平均码流率。但是，这种方式只能带来平均码率的降低，并不能减 小各帧码流数据量的波动范围，故现有的编码方式带来了极不均匀的瞬时码流的涨落，会 对网络传输造成较大的压力和瞬时冲击，甚至会引起网络丢包或传输错误等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种改进的视频编码方 法。 根据本专利技术的第一方面，提供了一种降低码流数据量波动的视频编码方法，该视频编码包括帧内编码和帧间编码，而且，该方法包括将视频画面区划分为关键区域和背景区域，对关键区域和背景区域的图像分别在不同的图像帧中做所述的帧内编码。 可选地，通过在画面上拖动鼠标划分所述的关键区域和背景区域。 可选地，通过运动目标检测智能划分所述的关键区域和背景区域。 优选地，在对所述的关键区域做帧内编码的图像帧中，所述的背景区域不做编码。 优选地，在对所述的关键区域做帧内编码的图像帧中，调用之前参考帧中可用的背景区域的图像，对背景区域做帧间编码。 优选地，在对所述的关键区域做帧内编码的图像帧后，间隔固定的图像帧数，对所 述背景区域做帧内编码。 优选地，在对所述的背景区域做帧内编码的图像帧中，对所述的关键区域做帧间编码。 优选地，通过程序设定所述的间隔图像帧数。 根据本专利技术的第二方面，提供了一种视频解码方法，相应于上述的视频编码方法， 对于没有做编码的背景区域，复制当前图像之前可用的背景区域图像至当前帧背景区域， 或者将背景区域的像素均置为固定值。 根据本专利技术的第三方面，提供了一种视频编码器，该编码器包括将视频画面区划 分为关键区域和背景区域的单元，对关键区域和背景区域的图像分别在不同的图像帧中做3所述的帧内编码的单元。 根据本专利技术的第四方面，提供了一种视频解码器，该解码器包括背景区域处理单 元，该单元对于没有做编码的背景区域，复制当前图像之前可用的背景区域图像至当前帧 背景区域，或者将背景区域的像素均置为固定值。 根据本专利技术的第五方面，提供了一种视频编码方法，包括接收图像帧序列并将图 像帧序列中的视频换面划分为第一区域和第二区域；每隔预定帧数对一帧图像的第一区域进行帧内编码，而对该帧图像的第二区域不做编码或仅作帧间编码；在对第一区域进行帧 内编码的相邻两帧图像之间选取一帧图像，对该选取帧图像的第二区域进行帧内编码，而 对该选取帧的第一区域仅进行帧间编码。 优选地，对在对第一区域进行帧内编码的相邻两帧图像之间的除了所述选取帧外 的图像帧进行帧间编码。 可选地，所述第一区域为关键区域，所述第二区域为背景区域。 本专利技术由于对视频画面进行了划分，并将其帧内编码分别在有一定间隔的两帧图 像中完成，而传统视频编码的I帧一般都要把画面中所有的内容进行编码，本专利技术突破了 该局限性，将背景图像区域在I帧后才会进行编码处理，因而可以大幅降低I帧图像的编码 码流大小，减小各帧码流数据量的波动范围。附图说明 下文将参照附图对本专利技术的具体实施方案进行更详细的举例说明，其中 图1是本专利技术的实施例一的步骤流程图； 图2是实施例一中采用现有编码方法的码流图表； 图3是实施例一中采用本专利技术的码流图表一 ； 图4是实施例一中采用本专利技术的码流图表二 ；以及 图5是本专利技术的实施例二的步骤流程图。具体实施例方式图1是本专利技术的实施例一的步骤流程图。如图所示，首先根据视频目的对画面进行划分。根据视频的目的，视频画面中通常有某个或某几个局部区域需要重点关注，称之为关键区域，例如对于监控道路交通情况的视频画面，需要重点关注的是道路路面，该区域即为关键区域；而路边的绿树、门店等则属于非重点关注，称之为背景区域。 关键区域和背景区域的设定可以由监控人员手动完成，例如在监视画面上拖动鼠标划定各区域；另外，也可以通过智能检测方法设定，例如进行运动目标检测跟踪，将运动频度高的区域设定为关键区域，而运动频度低的区域则为背景区域；进一步地，还可以采用上述两种方式的结合，即通常情况下采用智能检测方法设定，当监控人员需要改变区域划分时，可以手动拖动鼠标设定。 现有技术中，I帧画面编码时不做区域划分，对全部画面均进行帧内编码，故I帧 画面的码流量较其它帧产生较大峰值。本实施例为了降低该峰值，在划分画面的基础上，对 所划分出其中的关键区域和背景区域图像的帧内编码采取了分步进行处理帧内编码的方 法，即在做I帧画面编码时，只做关键区域的帧内编码，此时关键区域的编码只使用本帧画4面中该关键区域的像素，不做背景区域的帧内编码，将背景区域的帧内编码放在I帧之后 的其它帧中进行。此处所谓的帧内编码指对图像编码时，仅使用本帧画面中相应区域的像 素。通过上述设计，将视频画面中的关键区域和背景区域的帧内编码分别安排在不同的图 像帧中，对现有技术中的I帧的码流数据量进行了分流，实现了降低其峰值的目的。 本实施例设计了变量k作为指针变量，表示当前画面与其之前的最近一个I帧画 面的间隔，故当k = 0时表示的图像为I帧画面；同时，在通常情况下编码器可以设定每隔 n帧画面插入一个I帧；而且，本实施例还通过程序预置了小于n的设定值m，表示在I帧画 面后的第m帧画面中，做背景区域的帧内编码，m可以根据图像大小、网络传输带宽等因素 选择比较合适的值，若关键区域较大，I帧编码的码流峰值高，则m宜选择稍大值，以实现对 码流峰值的有效分流。 如图1所示，本实施例在判断出当前画面为I帧，即k = 0时，首先完成关键区域的帧内编码，然后对于背景区域则采取跳过模式，完全不对该区域的图像数据进行编码，相应地在该帧图像的图像头参数中传送一个标记位，告知解码器此时该帧图像的背景区域设置为跳过模式，规定编码中不允许关键区域的宏块做运动估计和补偿时参考其他帧中的背景区域图像内容。本实施例中，若判断出当前图像非I帧，则继续判断，若当前帧图像与之前最近一个I帧间隔为设定值m时，则对当前图像的背景区域做帧内编码，对其关键区域做帧间编码，此时可以在该帧图像的图像头参数中传送一个标记为非跳过模式标记位。 如图1所示，本实施例在判断出当前图像非I帧亦非第m帧时，则区分两种情况对于I帧之后的第1至第m-1帧图像，对编码时关键区域按P帧或B帧的帧间编码方式进行编码，背景区域既可以不进行任何编码完全跳过，此时需要在该帧图像的图像头的图像头参数中传送一个标记为跳过模式标记位，也可以判断出之前的参考帧存在可用的背景区域图像时，对背景区域做帧间编码，此时需要在该帧图像的图像头参数中传送一个标记为非跳过模式标记位；对于自第m+1帧至下一个I帧之间的前图像帧，图像编码方式与现有方式一样，对关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低码流数据量波动的视频编码方法，所述视频编码包括帧内编码和帧间编码，其特征在于，所述方法包括：将视频画面区划分为关键区域和背景区域，对关键区域和背景区域的图像分别在不同的图像帧中做所述的帧内编码。

【技术特征摘要】
一种降低码流数据量波动的视频编码方法，所述视频编码包括帧内编码和帧间编码，其特征在于，所述方法包括将视频画面区划分为关键区域和背景区域，对关键区域和背景区域的图像分别在不同的图像帧中做所述的帧内编码。2. 根据权利要求1所述的视频编码方法，其特征在于，通过在画面上拖动鼠标划分所 述的关键区域和背景区域。3. 根据权利要求1所述的视频编码方法，其特征在于，通过运动目标检测智能划分所 述的关键区域和背景区域。4. 根据权利要求1所述的视频编码方法，其特征在于，在对所述的关键区域做帧内编 码的图像帧中，所述的背景区域不做编码。5. 根据权利要求1所述的视频编码方法，其特征在于，在对所述的关键区域做帧内编 码的图像帧中，调用之前参考帧中可用的背景区域的图像，对背景区域做帧间编码。6. 根据权利要求1所述的视频编码方法，其特征在于，在对所述的关键区域做帧内编 码的图像帧后，间隔固定的图像帧数，对所述背景区域做帧内编码。7. 根据权利要求6所述的视频编码方法，其特征在于，在对所述的背景区域做帧内编 码的图像帧中，对所述的关键区域做帧间编码。8. 根据权利要求6所述的视频编码方法，其特征在于，通过程序设定所述的间隔图像 帧数。9. 一种视频解码方法，其特征在于，相应于权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩，邱嵩，卢京辉，
申请(专利权)人：北京中星微电子有限公司，中星电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]