視頻編碼方法和視頻編碼器的製作方法

2023-05-01 12:19:31 1

專利名稱：視頻編碼方法和視頻編碼器的製作方法
技術領域：
本發明實施例涉及通信技術，尤其涉及一種視頻編碼方法和視頻編碼器。
背景技術：
目前，視頻業務在網際網路和移動通信領域中的應用迅速發展。視頻業務需要先對源視頻文件進行編碼，將編碼後的視頻文件通過網際網路或移動通信網絡的信道傳輸給用戶終端。現有的視頻編碼方法採用解析度固定而量化步長可調的方式，在編碼過程中，始終採用預先設定的解析度進行編碼，可以對量化步長進行調整。這種編碼方法在信道穩定、帶寬充足的情況下，可以保證視頻的高質量傳輸。但是，由於網際網路和移動通信網絡中的信道帶寬較窄，並且信道的穩定性差，因此，採用現有的視頻編碼方法會導致視頻出現嚴重的 塊效應，視頻編碼的質量差。

發明內容
本發明實施例提供一種視頻編碼方法，用以解決現有技術中的缺陷，提高視頻編
碼質量。本發明實施例還提供一種視頻編碼器，用以解決現有技術中的缺陷，提高視頻編
碼質量。本發明實施例提供一種視頻編碼方法，包括判斷當前幀是否適應當前信道帶寬，如果是，判斷當前幀不是立即刷新IDR幀，否貝U，判斷當前幀是IDR幀；噹噹前幀是IDR幀時，從至少一種採樣解析度和當前幀的原始解析度中選擇具有最佳編碼性能的解析度作為最優解析度，以所述最優解析度對當前幀進行編碼；噹噹前幀不是IDR幀時，以前一幀的解析度對當前幀進行編碼。本發明實施例還提供一種視頻編碼器，包括判斷單元，用於判斷當前幀是否適應當前信道帶寬，如果是，判斷當前幀不是立即刷新IDR幀，否則，判斷當前幀是IDR幀；解析度選擇單元，用於噹噹前幀是IDR幀時，從至少一種採樣解析度和當前幀的原始解析度中選擇具有最佳編碼性能的解析度作為最優解析度；編碼單元，用於噹噹前幀是IDR幀時，以所述最優解析度對當前幀進行編碼；噹噹前幀不是IDR幀時，以前一幀的解析度對當前幀進行編碼。由上述技術方案可知，本發明實施例通過根據預設的IDR幀判斷條件確定當前幀是否為IDR幀，在IDR幀處選擇最優解析度進行編碼；在非IDR幀處以前一幀的解析度進行編碼。預設的IDR幀判斷條件與受信道帶寬影響的編碼性能有關，通過在編碼過程中的每個IDR幀進行解析度選擇，從而能夠及時根據當前信道狀況選擇最適合的解析度，避免了採用固定解析度導致的窄帶情況下的塊效應，從而提高了視頻編碼的質量。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發明實施例一的視頻編碼方法的流程圖；圖2為本發明實施例二的視頻編碼方法的流程圖；圖3為本發明實施例三的視頻編碼方法中選擇最優解析度的流程圖；圖4為本發明實施例四的視頻編碼方法中選擇最優解析度的流程圖； 圖5為本發明實施例五的視頻編碼器的結構示意圖；圖6為本發明實施例六的視頻編碼器的結構示意圖；圖7為本發明實施例七的視頻編碼器的結構示意圖；圖8為本發明實施例八的視頻編碼器的硬體實現原理圖。
具體實施例方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。圖I為本發明實施例一的視頻編碼方法的流程圖。如圖I所示，該方法包括如下過程。步驟101 :判斷當前幀是否適應當前信道帶寬。如果是,判斷當前巾貞不是立即刷新(Instantaneous Decoding Refresh,簡稱IDR)幀，執行步驟103。否則，判斷當前幀是IDR幀，執行步驟102。步驟102 :噹噹前幀是IDR幀時，從至少一種採樣解析度和當前幀的原始解析度中選擇具有最佳編碼性能的解析度作為最優解析度，以該最優解析度對當前幀進行編碼。步驟103 :噹噹前幀不是IDR幀時，以前一幀的解析度對當前幀進行編碼。其中，採樣解析度為對採用原始解析度的當前幀進行採樣後的解析度，具體的可以採用多種採樣方式。當前幀的前一幀的解析度也是採用本發明實施例一的方法進行選擇得到的，有可能是當前幀的前一幀的採樣解析度，也有可能是當前幀的前一幀的原始解析度，還有可能是當前幀前面第二幀的解析度。在本發明實施例一中，首先根據當前幀是否適應當前信道帶寬來判斷當前幀是否為IDR幀，如果當前幀是IDR幀，則從採樣解析度和當前幀的原始解析度中選擇最優的解析度進行編碼，如果當前幀不滿足該條件，則以前一幀的解析度進行編碼。IDR幀判斷條件與當前幀是否適應當前信道帶寬有關，因此，能夠及時地根據當前信道狀況選擇最適合的解析度，從而避免了採用固定的解析度導致的塊效應，提高了視頻編碼的質量。圖2為本發明實施例二的視頻編碼方法的流程圖。如圖2所示，該方法包括如下過程。步驟201 :獲取當前幀。在本步驟中，對一個視頻進行編碼時，在首次執行本步驟時，採用該視頻的第一幀作為當前幀；在非首次執行本步驟時，採用上一次作為當前幀的幀的下一幀，作為此次獲取的當前幀。步驟202 :判斷當前幀是否適應當前信道帶寬。 如果是，判斷當前幀不是IDR幀，執行步驟204。否則，判斷當前幀是IDR幀，執行步驟203。。在本步驟中，通過判斷當前幀是否適應當前信道帶寬來設置IDR幀。一種較佳的實施方式是，判斷當前幀是否適應當前信道帶寬的具體判斷條件至少包括以下各項之一條件I :當前幀的幀號與上一個IDR幀的幀號超過預設的圖像組(Group ofPictures，簡稱GOP)最大間隔。當前幀的幀號與上一個IDR幀的幀號超過預設的GOP最大間隔，則說明當前與上一次解析度選擇間隔較久。採用條件I可以避免下述情況圖像內容緩慢變化，雖然圖像內容變化程度沒有構成場景切換，但是與上一次解析度選擇中的圖像內容相比，已經發生重大變化。因此，在上述情況下，判定為當前幀不適應當前信道帶寬，從而將當前幀判定為IDR幀，需要重新選擇解析度。並且，採用條件I還可以避免以下情況信道帶寬發生緩慢變化，雖然信道帶寬的變化情況沒有達到下述條件3中的閾值，但是與上一次解析度選擇中的信道帶寬情況相比，已經發生重大變化。因此，在上述情況下，判定為當前幀不適應當前信道帶寬，從而將當前幀判定為IDR幀，需要重新選擇解析度。條件2 :檢測到當前幀的圖像相對前一幀的圖像發生場景切換。當檢測到當前幀的圖像相對前一幀的圖像發生場景切換時，圖像內容發生較大變化。由於對不同圖像內容編碼時，對帶寬的要求不同，如果圖像內容複雜，則需要更高的碼率，因此需要更寬的帶寬。即使信道條件沒有發生改變，對於圖像複雜度較低的圖像，其帶寬足夠，如果場景切換後的圖像複雜度較高，則有可能同樣的信道條件已經無法滿足需要。因此，即使信道條件沒有發生重大變化，根據場景切換的情況，也判定為當前幀不適應當前信道帶寬，將當前幀判定為IDR幀，需要重新選擇解析度。條件3 :與前一幀相比，當前幀的目標碼率的變化超過設定的目標碼率閾值。由於信道帶寬的變化會導致目標碼率變化，因此，為使解析度與信道帶寬相適應，如果當前幀的目標碼率的變化超過設定的目標碼率閾值，判定為當前幀不適應當前信道帶寬，將當前幀設為IDR幀，並重新進行解析度選擇。具體地，目標碼率閾值可以根據具體應用的網絡系統在通常情況下的信道帶寬以及希望該視頻編碼方法達到的對帶寬變化的靈敏度進行靈活設置。其中，條件2中檢測圖像場景切換的過程可以採用多種方法，現有技術中任何能夠檢測圖像場景切換的方法均可適用。在實際應用中，可以採用其中任意一種方法或幾種方法的組合進行檢測。以下僅對其中兩種優選的檢測方法予以說明。方法一計算上一個IDR幀至當前幀的前一幀的編碼後重建幀的平均亮度直方圖；計算當前幀的亮度直方圖。對以上兩者進行比較並設定亮度直方圖閾值。噹噹前幀的亮度直方圖與上一個IDR幀至當前幀的前一幀的編碼後重建幀的平均亮度直方圖的差異超過設定的亮度直方圖閾值時，判定當前幀的圖像發生場景切換。其中，在計算上述平均亮度直方圖或亮度直方圖及設定亮度直方圖閾值時，可採用如下所述三種方式之一第一種方式將計算中涉及的所有幀上採樣或下採樣到相同的解析度後進行計算，並且設置固定的亮度直方圖閾值。第二種方式將計算中涉及的所有幀不進行採樣直接計算直方圖，再將計算結果折算到相同的解析度，並且設置固定的亮度直方圖閾值。第三種方式將計算中涉及的所有幀不進行採樣直接計算直方圖，採用的亮度直方圖閾值是根據當前圖像大小計算得到的，例如，採用固定的閾值乘以圖像大小作為亮度直方圖閾值。採用上述任意方式的比較直方圖的檢測方法，當檢測到場景切換時，說明圖像內容發生了較大變化，則將平均亮度直方圖清零。方法二 採用設定解析度對當前幀進行幀間編碼，當幀間編碼過程中出現的幀內 編碼的宏塊數量或比例超過設定的宏塊閾值時，判定當前幀的圖像發生場景切換。當發生場景切換時，因為圖像內容發生較大變化，所以將會有較多宏塊採用幀內預測編碼模式，因此可以根據幀內編碼的宏塊數量或比例判斷是否發生場景切換。步驟203 :從至少一種採樣解析度和當前幀的原始解析度中選擇具有最佳編碼性能的解析度作為最優解析度，以該最優解析度對當前幀進行編碼。在本步驟中，具體的編碼過程中，採用的解析度為上述最優解析度，編碼過程中的其它具體步驟和方法可以採用現有的任意編碼方法。例如，可以先根據最優解析度對當前幀進行採樣，然後再根據該最優解析度對當前幀進行編碼。在以該最優解析度對當前幀進行編碼的過程中，在確定量化參數時，具體方法是第一步，根據碼率控制算法計算原始的量化參數。第二步，對計算獲得的原始的量化參數增加或減少預設的偏置值，獲得修正的量化參數。該修正的量化參數即為最終確定的量化參數。在根據上述方法確定了量化參數之後，採用上述修正的量化參數對當前幀進行編碼。具體地，在第一步中，根據碼率控制算法計算原始的量化參數時，可以根據現有的任何碼率控制算法計算。具體地，本發明實施例中可以採用的現有的碼率控制算法包括以下方法，但不限於以下方法通用視聽業務的先進視頻編碼(Advanced Video Coding for GenericAudiovisual Services,即 H. 264)所採用的聯合視頻組(Joint Video Team,簡稱 JVT)的提案基於基本單兀層的自適應碼率控制(Adaptive Basic Unit Layer Rate Control forJVT,即G012)、運動圖像專家組制定的標準2(Moving Picture Experts Group 2,簡稱MPEG2)所採用校驗模型(Test Model5,簡稱TM5)、低碼率視頻編碼標準(Video Coding for LowBit Rate Communication,即 H. 263)校驗模型(Test Model Near-Time 8，簡稱 TMN8)等等。在第二步中，對計算獲得的原始的量化參數增加或減少預設的偏置值，獲得修正的量化參數時，該預設的偏置值可以為一個固定值，該固定值可以根據圖像內容、用戶需求以及當前幀與前一幀的解析度之差等實際情況靈活設置，一種較佳的實施方式是將該固定值的範圍設置在4至12之間。步驟204 以前一幀的解析度對當前幀進行編碼。在本步驟中，具體的編碼過程中，採用的解析度為前一幀的解析度，編碼過程中的其它具體步驟和方法可以採用現有的任意編碼方法。例如，可以先根據前一幀的解析度對當前幀進行採樣，然後再根據前一幀的解析度對當前幀進行編碼。
在以前一幀的解析度對當前幀進行編碼的過程中，可以根據現有的任何碼率控制算法計算量化參數，然後採用上述量化參數對當前幀進行編碼。具體地，本發明實施例中可以採用的現有的碼率控制算法包括以下方法，但不限於以下方法通用視聽業務的先進視頻編碼(Advanced Video Coding for Generic Audiovisual Services,即 H. 264)所米用的聯合視頻組(Joint Video Team,簡稱JVT)的提案基於基本單元層的自適應碼率控制(Adaptive Basic Unit Layer Rate Control for JVT,即 G012)、運動圖像專家組制定的標準 2(Moving Picture Experts Group 2,簡稱 MPEG 2)所米用校驗模型(Test Model5,簡稱TM5)、低碼率視頻編碼標準(Video Coding for Low Bit Rate Communication,即 H. 263)校驗模型(Test Model Near-Time 8，簡稱 TMN8)。步驟205 :輸出當前幀編碼後的碼流。步驟206 :判斷視頻是否結束。

如果是，結束流程，否則，返回執行步驟201。在本發明實施例二中，立即刷新幀的設置採用預設的IDR幀判斷條件確定，該條件可以包括當前幀與上一個IDR幀的間隔、當前幀的圖像是否發生場景切換、當前幀與前一幀的目標碼率變化等因素。噹噹前幀滿足該條件時，從採樣解析度和前一幀的解析度中選擇最優的解析度進行編碼。通過IDR幀判斷條件確定IDR幀，因為在每個IDR幀處進行解析度選擇，並且IDR幀判斷條件與受信道帶寬影響的編碼性能相關，因此能夠及時地根據當前信道狀況選擇最適合的解析度，從而避免了採用固定解析度導致的窄帶情況下的塊效應，提高了視頻編碼的質量。並且，採用本發明實施例的視頻編碼方法，在IDR幀處進行解析度選擇，可以和現有標準兼容，現有的解碼器可以正確解碼本發明實施例所產生的碼流。並且，只有在IDR幀才進行解析度選擇，避免了過分頻繁的解析度切換而導致的時域質量的下降。圖3為本發明實施例三的視頻編碼方法中選擇最優解析度的步驟的流程圖。本發明實施例三的視頻編碼方法採用上述本發明實施例一或本發明實施例二記載的方法。在本發明實施例一的步驟102中以及本發明實施例二的步驟203中，均包括從至少一種採樣解析度和當前的原始解析度中選擇具有最佳編碼性能的解析度作為最優解析度的步驟。在本發明實施例三中，通過一種具體的實施方式，對上述從至少一種採樣解析度和當前幀的原始解析度中選擇具有最佳編碼性能的解析度作為最優解析度的步驟進行詳細說明，該步驟包括如下過程。第一步，獲取至少一種採樣解析度對應的比較幀，並且，獲取當前幀的原始解析度對應的比較幀。在本步驟中，獲取至少一種採樣解析度對應的比較幀與獲取當前幀的原始解析度對應的比較幀的順序不做限制，可以同時執行，也可以按照任意順序先後執行。獲取至少一種採樣解析度對應的比較幀的具體方法為對當前幀進行至少一種解析度下採樣，獲得至少一種採樣解析度。採用每一種採樣解析度對當前幀進行編碼並重建。對每一個重建後的幀進行該幀對應種類的解析度上採樣，獲得每一種採樣解析度對應的比較幀。其中，至少一種採樣解析度至少包括以下各項之一 1、水平採樣解析度；2、垂直採樣解析度；3、水平及垂直採樣解析度。獲取當前幀的原始解析度對應的比較幀的具體方法為採用當前幀的原始解析度對當前幀進行編碼並重建，獲得當前幀的原始解析度對應的比較幀。第二步，計算當前幀的原始解析度和每一種採樣解析度對應的比較幀的編碼質量或失真-代價函數值，或，獲取當前幀的原始解析度和每一種採樣解析度對應的比較幀的壓縮效率或碼率。第三步，從至少一種採樣解析度和當前幀的原始解析度中選擇具有最佳編碼性能的解析度作為最優解析度。在本發明實施例三中，米用一種優選的實施方式。在該方式中，上述至少一種米樣解析度同時包括上述三種採樣解析度，即，本發明實施例三中的採樣解析度包括水平採樣解析度、垂直採樣解析度以及水平及垂直採樣解析度。如圖3所示，上述從採樣解析度和當前幀的原始解析度中選擇最優解析度的步驟具體包括如下過程。步驟301 :採用當前幀的原始解析度對當前幀進行編碼。 步驟302 :對採用當前幀的原始解析度進行編碼後的幀進行重建，獲得當前幀的原始解析度對應的比較幀。步驟303 :計算當前幀的原始解析度對應的比較幀的編碼質量或失真-代價函數值，或，獲取當前幀的原始解析度對應的比較幀的壓縮效率或碼率。步驟311 :對當前幀進行水平解析度下採樣，獲得水平採樣解析度。步驟312 :採用水平採樣解析度對當前幀進行編碼。步驟313 :對採用水平採樣解析度進行編碼後的幀進行重建。步驟314 :對重建後的幀進行水平解析度上採樣，獲得水平採樣解析度對應的比較幀。步驟315 :計算水平採樣解析度對應的比較幀的編碼質量或失真-代價函數值，或，獲取水平採樣解析度對應的比較幀的壓縮效率或碼率。步驟321 :對當前幀進行垂直解析度下採樣，獲得垂直採樣解析度。步驟322 :採用垂直採樣解析度對當前幀進行編碼。步驟323 :對採用垂直採樣解析度進行編碼後的幀進行重建。步驟324 :對重建後的幀進行垂直解析度上採樣，獲得垂直採樣解析度對應的比較幀。步驟325 :計算垂直採樣解析度對應的比較幀的編碼質量或失真-代價函數值，或，獲取垂直採樣解析度對應的比較幀的壓縮效率或碼率。步驟331 :對當前幀進行水平及垂直解析度下採樣，獲得水平及垂直採樣解析度。步驟332 :採用水平及垂直採樣解析度對當前幀進行編碼。步驟333 :對採用水平及垂直採樣解析度進行編碼後的幀進行重建。步驟334 :對重建後的幀進行水平及垂直解析度上採樣，獲得水平及垂直採樣解析度對應的比較幀。步驟335 :計算水平及垂直採樣解析度對應的比較幀的編碼質量或失真-代價函數值，或，獲取水平及垂直採樣解析度對應的比較幀的壓縮效率或碼率。上述步驟301至步驟303組成第一組步驟，上述步驟311至步驟315組成第二組步驟，上述步驟321至步驟325組成第三組步驟，上述步驟331至步驟335組成第四組步驟。在每一個組內，各個步驟之間的執行順序如上所述。對於各個組之間的執行順序不做限制，可以上述四組步驟同時執行，也可以按照任意的先後順序執行上述四組步驟，還可以在任意組的步驟的執行過程中同時開始執行其它組的步驟。在步驟303、步驟315、步驟325、步驟335均執行完畢之後，執行如下步驟341。步驟341 :從水平採樣解析度、垂直採用解析度、水平及垂直採樣解析度和當前幀的原始解析度中，選擇具有最佳編碼性能的解析度作為最優解析度。在本步驟中，可以採用多種依據選擇具有最佳編碼性能的解析度。在本發明實施例三中，以多種選擇依據中的一種優選的實施方式為例。由於在步驟302、步驟312、步驟322和步驟332中，採用現有的任意編碼方法，在編碼過程中能夠計算得到此次編碼的壓縮效率和碼率等參數，因此，在本發明實施例三的選擇具有最佳編碼性能的解析度的實施方式中，選擇依據可以為如下各項之一 1、選擇編碼質量最高的比較幀對應的解析度；2、選 擇壓縮效率最高的比較幀對應的解析度；3、選擇碼率最低的比較幀對應的解析度；4、選擇失真-代價函數值最小的比較幀對應的解析度。在上述步驟303、步驟315、步驟325和步驟335中，在計算比較幀的編碼質量時，可以採用如下方法之一，但不局限於以下方法，包括峰值信噪比(Peak Signal to NoiseRatio，簡稱PSNR)方法、平方差和(Square Sum of Difference,簡稱SSD)方法、結構相似度評價(Sructual Similarity Index Measurement,簡稱SSIM)方法、由圖像質量專家組(Video Quality Experts Group,簡稱 VQEG)提出的視頻質量度量(Video QualityMetrics,簡稱 VQM)方法。在本實施例三中，在從採樣解析度和當前幀的原始解析度中選擇最優解析度時，分別採用水平採樣解析度、垂直採樣解析度、水平及垂直採樣解析度、當前幀的原始解析度這四種解析度，對分別採用上述四種解析度對當前幀進行編碼的效果進行比較，選出最佳編碼性能的解析度作為最優解析度。噹噹前幀滿足自適應解析度條件時，採用上述選出的最優解析度對當前幀進行編碼。通過對多種採樣解析度和當前幀的原始解析度進行比較，選擇編碼性能最優的解析度進行實際編碼，從而最大限度地降低了塊效應產生的可能性，提高了視頻編碼的質量。圖4為本發明實施例四的視頻編碼方法中選擇最優解析度的步驟的流程圖。本發明實施例四的視頻編碼方法採用上述本發明實施例一或本發明實施例二記載的方法。在本發明實施例一的步驟101中以及本發明實施例二的步驟203中，均包括從至少一種採樣解析度和當前幀的原始解析度中選擇具有最佳編碼性能的解析度作為最優解析度的步驟。在本發明實施例四中，通過另一種具體的實施方式，對上述從至少一種採樣解析度和當前幀的原始解析度中選擇具有最佳編碼性能的解析度作為最優解析度的步驟進行詳細說明，該步驟包括如下過程。第一步，獲取處理幀。在本步驟中，獲取處理幀，在選擇最優解析度的過程中的後續步驟中，均對此步驟獲取的該處理幀進行操作。當首次執行獲取處理幀的步驟時，採用當前幀作為處理幀。在對處理幀進行水平解析度下採樣或垂直解析度下採樣之後執行獲取處理幀的步驟時，以水平解析度下採樣或垂直解析度下採樣獲得的幀作為新的處理幀。第二步，獲取至少一種採樣解析度對應的比較幀，並且獲取處理幀的解析度對應的比較幀。
在本步驟中，獲取至少一種採樣解析度對應的比較幀與獲取處理幀的解析度對應的比較幀的順序不做限制，可以同時執行，也可以按照任意順序先後執行。獲取至少一種採樣解析度對應的比較幀的具體方法為對處理幀進行至少一種解析度下採樣，獲得至少一種採樣解析度。採用每一種採樣解析度對處理幀進行編碼並重建。對每一個重建後的幀進行該幀對應種類的解析度上採樣，獲得每一種採樣解析度對應的比較幀。其中，至少一種採樣解析度至少包括以下各項之一 1、水平採樣解析度；2、垂直採樣解析度。獲取處理幀的解析度對應的比較幀的具體方法為採用處理幀的解析度對處理幀進行編碼並重建，獲得處理幀的解析度對應的比較幀。其中，當採用當前幀作為處理幀時，處理幀的解析度為當前幀的原始解析度。第三步，計算處理幀的解析度和每一種採樣解析度對應的比較幀的編碼質量或失真-代價函數值，或，獲取當前幀的原始解析度和每一種採樣解析度對應的比較幀的壓縮效率或碼率。 第四步，從至少一種採樣解析度和處理幀的解析度中選擇具有最佳編碼性能的解析度。如果具有最佳編碼性能的解析度是一種採樣解析度，對處理幀進行該採樣解析度下採樣，然後返回執行第一步。如果具有最佳編碼性能的解析度是處理幀的解析度，則以該處理幀的解析度作為最優解析度。在本發明實施例四中，米用一種優選的實施方式。在該方式中，上述至少一種米樣解析度同時包括上述兩種採樣解析度，即，本發明實施例四中的採樣解析度包括水平採樣解析度和垂直採樣解析度。如圖4所示，上述從採樣解析度和當前幀的原始解析度中選擇最優解析度的步驟具體包括如下過程。步驟400 獲取處理幀。在為一個當前幀選擇最優解析度的過程中，首先在步驟400中獲取處理幀，在為該當前幀選擇最優解析度的後續步驟中，均對步驟400獲取的該處理幀進行操作。其中，在為一個當前幀選擇最優解析度的過程中，在首次執行步驟400時，步驟400中採用該當前幀作為處理幀。在非首次執行步驟400時，在執行了上一次循環處理的步驟442之後，返回執行步驟400時，步驟400中以水平解析度下採樣獲得的幀作為新的處理幀。在執行了上一次循環處理的步驟443之後，返回執行步驟400時，步驟400中以垂直解析度下採樣獲得的幀作為新的處理幀。步驟401 :採用處理幀的解析度對處理幀進行編碼。其中，在為一個當前幀選擇最優解析度的過程中，在首次執行步驟401時，處理幀為當前幀，在此情況下，處理幀的解析度為當前幀的原始解析度。在首次執行時，步驟401具體為採用當前幀的原始解析度對當前幀進行編碼。在非首次執行步驟401時，處理幀為上一次循環處理中在步驟442中經過水平解析度下採樣獲得的幀或者在步驟443中經過垂直解析度下採樣獲得的幀，相應地，此時步驟401中處理幀的解析度為上一次循環處理中的水平採樣解析度或垂直採樣解析度。步驟402 :對採用處理幀的解析度進行編碼後的幀進行重建，獲得處理幀的解析度對應的比較幀。
其中，在首次執行步驟402時，對採用當前幀的原始解析度進行編碼後的處理幀
進行重建。步驟403 :計算處理幀的解析度對應的比較幀的編碼質量或失真-代價函數值，或，獲取處理幀的解析度和每一種採樣解析度對應的比較幀的壓縮效率或碼率。其中，在首次執行步驟403時，計算當前幀的原始解析度對應的比較幀的編碼質量或失真-代價函數值。步驟411 :對處理幀進行水平解析度下採樣，獲得水平採樣解析度。其中，在首次執行步驟411時，對當前幀進行水平解析度下採樣，獲得水平採樣解析度。
步驟412 :採用水平採樣解析度對處理幀進行編碼。其中，在首次執行步驟412時，採用水平採樣解析度對當前幀進行編碼。步驟413 :對採用水平採樣解析度進行編碼後的幀進行重建。在本步驟中，對步驟412中編碼後的幀進行重建。步驟414:對重建後的幀進行水平解析度上採樣，獲得水平採樣解析度對應的比較幀。在本步驟中，對步驟413中重建後的幀進行水平解析度上採樣。步驟415 :計算水平採樣解析度對應的比較幀的編碼質量或失真-代價函數值，或，獲取水平採樣解析度對應的比較幀的壓縮效率或碼率。步驟421 :對處理幀進行垂直解析度下採樣，獲得垂直採樣解析度。其中，在首次執行步驟421時，對當前幀進行垂直解析度下採樣，獲得垂直採樣解析度。步驟422 :採用垂直採樣解析度對處理幀進行編碼。其中，在首次執行步驟422時，採用垂直採樣解析度對當前幀進行編碼。步驟423 :對採用垂直採樣解析度進行編碼後的幀進行重建。在本步驟中，對步驟422中編碼後的幀進行重建。步驟424:對重建後的幀進行垂直解析度上採樣，獲得垂直採樣解析度對應的比較幀。在本步驟中，對步驟423中重建後的幀進行垂直解析度上採樣。步驟425 :計算垂直採樣解析度對應的比較幀的編碼質量或失真-代價函數值，或，獲取垂直採樣解析度對應的比較幀的壓縮效率或碼率。上述步驟401至步驟403組成第一組步驟，上述步驟411至步驟415組成第二組步驟，上述步驟421至步驟425組成第三組步驟。在每一個組內，各個步驟之間的執行順序如上所述。對於各個組之間的執行順序不做限制，可以上述三組步驟同時執行，也可以按照任意的先後順序執行上述三組步驟，還可以在任意組的步驟的執行過程中同時開始執行其它組的步驟。在步驟403、步驟415、步驟425均執行完畢之後，執行如下步驟441。步驟441 :從水平採樣解析度、垂直採樣解析度和處理幀的解析度中，選擇具有最佳編碼性能的解析度。在步驟441中，具有最佳編碼性能的解析度的選擇依據與本發明實施例三的步驟341相同,在此不再贅述。 在首次執行步驟441時，處理幀的解析度為當前幀的原始解析度。如果步驟441選擇為水平採樣解析度,執行步驟442 ;如果步驟441選擇為垂直採樣解析度，執行步驟443 ;如果步驟441選擇為處理幀的解析度，執行步驟444。步驟442 :對處理幀進行水平解析度下採樣。在步驟442之後，返回執行步驟400進行下一次循環處理，在下一次循環處理的步驟400中，以水平解析度下採樣獲得的幀作為新的處理幀。其中，在首次執行步驟442時，對當前幀進行水平解析度下採樣，然後返回執行步驟400進行第二次循環處理，在第二次循環處理的步驟400中，以第一次循環處理中水平解析度下採樣獲得的幀作為新的處理幀，如果第二次循環處理的步驟441仍舊選擇為水平採樣解析度，則繼續執行步驟442後返回執行步驟400進行第三次循環處理，在第三次循環處理的步驟400中，以第二次循環處理中水平解析度下採樣獲得的幀作為新的處理幀，以此類推。步驟443 :對處理幀進行垂直解析度下採樣。在步驟443之後，返回執行步驟400進行下一次循環處理，在下一次循環處理的步驟400中，以垂直解析度下採樣獲得的幀作為新的處理幀。其中，在首次執行步驟443時，對當前幀進行垂直解析度下採樣，然後返回執行步驟400進行第二次循環處理，在第二次循環處理的步驟400中，以第一次循環處理中垂直解析度下採樣獲得的幀作為新的處理幀，如果第二次循環處理的步驟441仍舊選擇為垂直採樣解析度，則繼續執行步驟443後返回執行步驟400進行第三次循環處理，在第三次循環處理的步驟400中，以第二次循環處理中垂直解析度下採樣獲得的幀作為新的處理幀，以此類推，直到在某一次循環處理中步驟441選擇為處理幀的解析度，則進入步驟444。步驟444 以該處理幀的解析度作為最優解析度。其中，如果首次循環處理中步驟441選擇為處理幀的解析度，則步驟444以當前幀的原始解析度作為最優解析度。對於非首次循環處理的情況，步驟444以該次循環處理的處理幀的解析度作為最優解析度。在本實施例四中，在從採樣解析度和當前幀的原始解析度中為當前幀選擇最優解析度時，採用循環比較的方式，在第一次循環處理中，以當前幀作為處理幀，分別採用水平採樣解析度、垂直採樣解析度、當前幀的原始解析度這三種解析度，對分別採用上述三種解析度對當前幀進行編碼的效果進行比較，選出最佳編碼性能的解析度。如果最佳編碼性能的解析度為作為當前幀的原始解析度，則以該解析度作為最優解析度。如果最佳編碼性能的解析度為水平採樣解析度或垂直採樣解析度，則對當前幀進行水平或垂直採樣後，以採樣後的幀作為新的處理幀開始第二次循環處理，分別採用水平採樣解析度、垂直採樣解析度、處理幀的解析度這三種解析度，對分別採用上述三種解析度對當前幀進行編碼的效果進行比較，選出最佳編碼性能的解析度。如果最佳編碼性能的解析度為處理幀的解析度，則以該解析度作為最優解析度。如果最佳編碼性能的解析度為水平採樣解析度或垂直採樣解析度，則對該處理幀進行水平或垂直採樣後，以採樣後的幀作為新的處理幀開始第三次循環處理。如此循環，直到在某一次循環處理中最佳編碼性能的解析度為處理幀的解析度，則選擇該解析度作為最優解析度。從而通過循環比較的方式為當前幀選擇最優解析度，噹噹前幀滿足自適應解析度條件時，採用上述選出的最優解析度對當前幀進行編碼，從而最大限度地降低了塊效應產生的可能性，提高了視頻編碼的質量。圖5為本發明實施例五的視頻編碼器的結構示意圖。如圖5所示，該視頻編碼器至少包括判斷單元51、解析度選擇單元52和編碼單元53。其中，判斷單元51用於判斷當前幀是否適應當前信道帶寬，如果是，判斷當前幀不是立即刷新IDR幀，否則，判斷當前幀是IDR幀。解析度選擇單元52用於噹噹前幀是IDR幀時，從至少一種採樣解析度和當前幀的原始解析度中選擇具有最佳編碼性能的解析度作為最優解析度。編碼單元53用於噹噹前幀是IDR幀時，以最優解析度對當前幀進行編碼，噹噹前幀不是IDR幀時，以前一幀的解析度對當前幀進行編碼。上述判斷單元51、解析度選擇單元52和編碼單元53可以採用電子器件組成電路模塊的硬體方式實現，也可以採用算法程序模塊的軟體方式實現，或者採用上述硬體方式與軟體方式相結合來實現。在上述判斷單元51、解析度選擇單元52和編碼單元53的基礎 上，該視頻編碼器還可以包括與現有的視頻編碼器相同或類似的其它單元，在此不再贅述。在上述技術方案的基礎上，判斷單元51具體用於至少根據以下各項之一進行判斷如果當前幀的幀號與上一個IDR幀的幀號超過預設的GOP最大間隔，判斷單元51判斷當前幀不適應當前信道帶寬，否則，判斷當前幀適應當前信道帶寬；如果檢測到當前幀的圖像相對前一幀的圖像發生場景切換，判斷單元51判斷當前幀不適應當前信道帶寬，否則，判斷當前幀適應當前信道帶寬；如果與前一幀相比，當前幀的目標碼率的變化超過設定的目標碼率閾值，判斷單元51判斷當前幀不適應當前信道帶寬，否則，判斷當前幀適應當前信道帶寬。在上述技術方案的基礎上，編碼單元53可以採用現有的任意的編碼單元，只要在編碼的解析度採用最優解析度或前一幀的解析度中適用的解析度即可。例如，編碼單元53具體可以先根據適用的解析度對當前幀進行採樣，然後再根據該適用的解析度對當前幀進行編碼。在上述技術方案的基礎上，編碼單元53具體用於噹噹前幀是IDR幀時，根據碼率控制算法計算原始的量化參數；對原始的量化參數增加或減少預設的偏置值，獲得修正的量化參數；採用修正的量化參數對當前幀進行編碼。編碼單元53採用的具體的碼率控制算法可以參見本發明實施例二中步驟203中記載的多種方法。編碼單元53採用的預設的偏置值可以為一個固定值，該固定值可以根據圖像內容、用戶需求以及當前幀與前一幀的解析度之差等實際情況靈活設置，一種較佳的實施方式是編碼單元53採用的固定值的範圍在4至12之間。編碼單元53還具體用於噹噹前幀不是IDR幀時，根據碼率控制算法計算量化參數，採用量化參數對當前幀進行編碼。編碼單元53採用的具體的碼率控制算法可以參見本發明實施例二中步驟203中記載的多種方法。在本發明實施例五中，在判斷單元中判斷當前幀是否適應當前信道帶寬，如果當前幀不滿足當前信道帶寬，則將當前幀設為IDR幀，解析度選擇單元從採樣解析度和當前幀的原始解析度中選擇最優的解析度提供給編碼單元進行編碼，如果當前幀滿足當前信道帶寬，則編碼單元以前一幀的解析度進行編碼。判斷單元通過IDR幀判斷條件確定IDR幀，並且IDR幀判斷條件與受信道帶寬影響的編碼性能相關，解析度選擇單元在每個IDR幀處進行解析度選擇，因此能夠及時根據當前信道狀況選擇最適合的解析度，從而避免了採用固定解析度導致的窄帶情況下的塊效應，從而提高了視頻編碼的質量。圖6為本發明實施例六的視頻編碼器的結構示意圖。該視頻編碼器的組成結構與本發明實施例五相同，即，該視頻編碼器包括判斷單元51、解析度選擇單元52和編碼單元53。進一步地，在本發明實施例六中，解析度選擇單元52具體包括比較幀子單元61、編碼性能子單元62和選擇子單元63。其中，比較幀子單元61用於獲取至少一種採樣解析度對應的比較幀和當前幀的原始解析度對應的比較幀。編碼性能子單元62用於計算當前幀的原始解析度和每一種採樣解析度對應的比較幀的編碼質量或失真-代價函數值，或，獲取當前幀的原始解析度和每一種採樣解析度對應的比較幀的壓縮效率或碼率。選擇子單元63用於從至少一種採樣解析度和當前幀的原始解析度中，選擇編碼質量最高的、或壓縮效率最高的、或碼率最低的、或失真-代價函數值最小的比較幀對應的解析度作為最優解析度。具體地，比較幀子單元61包括採樣模塊611、編碼與重建模塊612和採樣恢復模 塊613。其中，採樣模塊611用於對當前幀進行至少一種解析度下採樣，獲得至少一種採樣解析度。其中，至少一種採樣解析度至少包括以下各項之一水平採樣解析度；垂直採樣解析度；水平及垂直採樣解析度。編碼與重建模塊612用於採用每一種採樣解析度對當前幀進行編碼並重建，並且，還用於採用當前幀的原始解析度對當前幀進行編碼並重建，獲得當前幀的原始解析度對應的比較幀。採樣恢復模塊613用於對每一個重建後的幀進行該幀對應種類的解析度上採樣，獲得每一種採樣解析度對應的比較幀。具體地，選擇子單元63在從至少一種採樣解析度和當前幀的原始解析度中選擇具有最佳編碼性能的解析度時，選擇編碼質量最高的解析度，或者，選擇壓縮效率最高的解析度，或者，選擇碼率最低的解析度，或者，選擇失真-代價函數值最小的解析度。在本發明實施例六中，在解析度選擇單兀從米樣解析度和當前巾貞的原始解析度中選擇最優解析度時，比較幀子單元分別獲得水平採樣解析度、垂直採樣解析度、水平及垂直採樣解析度、當前幀的原始解析度這四種解析度的比較幀，編碼性能子單元對分別採用上述四種解析度對當前幀進行編碼的效果進行計算，選擇子單元選出最佳編碼性能的解析度作為最優解析度。噹噹前幀滿足自適應解析度條件時，採用上述選出的最優解析度對當前幀進行編碼。通過對多種採樣解析度和當前幀的原始解析度進行比較，選擇編碼性能最優的解析度進行實際編碼，從而最大限度地降低了塊效應產生的可能性，提高了視頻編碼的質量。圖7為本發明實施例七的視頻編碼器的結構示意圖。該視頻編碼器的組成結構與本發明實施例五相同，即，該視頻編碼器包括判斷單元51、解析度選擇單元52和編碼單元53。進一步地，在本發明實施例七中，解析度選擇單元52包括處理幀子單元70、比較幀子單元71、編碼性能子單元72和選擇子單元73。其中，處理幀子單元70用於獲取處理幀。比較幀子單元71用於獲取至少一種採樣解析度對應的比較幀和處理幀的解析度對應的比較幀。編碼性能子單元72用於計算處理幀的解析度和每一種採樣解析度對應的比較幀的編碼質量或失真-代價函數值，或，獲取處理幀的解析度和每一種採樣解析度對應的比較幀的壓縮效率或碼率。選擇子單元73用於從至少一種採樣解析度和處理幀的解析度中選擇編碼質量最高的、或壓縮效率最高的、或碼率最低的、或失真-代價函數值最小的比較幀對應的解析度。如果選擇的解析度是一種採樣解析度，選擇子單元73對處理幀進行該採樣解析度下採樣後傳送給處理幀子單元70。如果選擇的解析度是處理幀的解析度，選擇子單元73以該處理幀的解析度作為最優解析度。具體地，處理幀子單元70具體用於在首次獲取處理幀時，採用當前幀作為處理幀，處理幀子單元70還具體用於在接收來自選擇子單元73的下採樣獲得的幀後，以下採樣獲得的幀作為新的處理幀。具體地，比較幀子單元71包括採樣模塊711、編碼與重建模塊712和採樣恢復模塊 713。
其中，採樣模塊711用於對處理幀進行至少一種解析度下採樣，獲得至少一種採樣解析度。其中，至少一種採樣解析度至少包括以下各項之一水平採樣解析度；垂直採樣解析度。編碼與重建模塊712用於採用每一種採樣解析度對處理幀進行編碼並重建，並且，編碼與重建模塊712還用於採用處理幀的解析度對處理幀進行編碼並重建，獲得處理幀的解析度對應的比較幀。採樣恢復模塊713用於對每一個重建後的幀進行該幀對應種類的解析度上採樣，獲得每一種採樣解析度對應的比較幀。具體地，選擇子單元73在從至少一種採樣解析度和處理幀的解析度中選擇具有最佳編碼性能的解析度時，選擇編碼質量最高的解析度，或者，選擇壓縮效率最高的解析度，或者，選擇碼率最低的解析度，或者，選擇失真-代價函數值最小的解析度。在本發明實施例七中，在解析度選擇單兀從米樣解析度和當前巾貞的原始解析度中為當前幀選擇最優解析度時，採用循環比較的方式，在第一次循環處理中，處理幀子單元以當前幀作為處理幀，比較幀子單元分別獲取水平採樣解析度、垂直採樣解析度、當前幀的原始解析度這三種解析度的比較幀，編碼性能子單元對分別採用上述三種解析度對當前幀進行編碼的效果進行計算，選擇子單元選出最佳編碼性能的解析度。如果最佳編碼性能的解析度為作為當前幀的原始解析度，則選擇子單元以該解析度作為最優解析度。如果最佳編碼性能的解析度為水平採樣解析度或垂直採樣解析度，則選擇子單元對當前幀進行水平或垂直採樣後返回處理幀子單元，處理幀子單元以採樣後的幀作為新的處理幀開始第二次循環處理，比較幀子單元分別採用水平採樣解析度、垂直採樣解析度、處理幀的解析度這三種解析度獲取處理幀，編碼性能子單元對分別採用上述三種解析度對當前幀進行編碼的效果進行計算，選擇子單元選出最佳編碼性能的解析度。如果最佳編碼性能的解析度為處理幀的解析度，則選擇子單元以該解析度作為最優解析度。如果最佳編碼性能的解析度為水平採樣解析度或垂直採樣解析度，則對該處理幀進行水平或垂直採樣後，以採樣後的幀作為新的處理幀開始第三次循環處理。如此循環，直到在某一次循環處理中最佳編碼性能的解析度為處理幀的解析度，則選擇該解析度作為最優解析度。從而通過循環比較的方式為當前幀選擇最優解析度，噹噹前幀滿足自適應解析度條件時，採用上述選出的最優解析度對當前幀進行編碼，從而最大限度地降低了塊效應產生的可能性，提高了視頻編碼的質量。上述本發明實施例一至本發明實施例四中的視頻編碼方法，以及本發明實施例五至本發明實施例七中的視頻編碼器，應用於基於包括整數離散餘弦變換(Discrete CosineTransform,簡稱DCT)的分塊離散餘弦變換及預測編碼相結合的視頻編碼方法，適用於目前常用的視頻編碼標準，如運動圖像專家組(Moving Picture Experts Group,簡稱MPEG)制定的版本MPEG1、MPEG2、MPEG4，聯合視頻組(Joint Video Team，簡稱JVT)提出的數字視頻編解碼器標準(Advanced Video Coding簡稱H. 26x/AVC),及由我國具備自主智慧財產權的數字音視頻編解碼技術標準(Advanced Coding of Audio and Video,簡稱AVS)等視頻編碼標準。上述本發明實施例一 至本發明實施例四中的視頻編碼方法以及本發明實施例五至本發明實施例七中的視頻編碼器中的上採樣方法和下採樣方法可以預先設定。例如下採樣方法可採用聯合視頻組(Joint Video Team,簡稱JVT)標準中推薦的5抽頭濾波器,濾波係數為-1/8，2/8，6/8，2/8，-1/8 ;上採樣方法採用H. 264標準中1/2像素內插方法，SP，採用一個6抽頭濾波器，濾波係數為1/32，-5/32，20/32，20/32，-5/32，1/32。以上僅為上採樣方法和下採樣方法的一個具體實例，在實際應用中還可以採用任何其它的上採樣方法和下採樣方法，不限於上述方法。需要說明的是對於前述的各方法實施例，為了簡單描述，故將其都表述為一系列的動作組合，但是本領域技術人員應該知悉，本發明並不受所描述的動作順序的限制，因為依據本發明，某些步驟可以採用其他順序或者同時進行。其次，本領域技術人員也應該知悉，說明書中所描述的實施例均屬於優選實施例，所涉及的動作和模塊並不一定是本發明所必須的。在上述實施例中，對各個實施例的描述都各有側重，某個實施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實施例的相關描述。本領域普通技術人員可以理解實現上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬體來完成，前述的程序可以存儲於一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，執行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括隨機存取記憶體(Random Access Memory,簡稱 RAM)、唯讀記憶體(Read Only Memroy,簡稱 ROM)、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。參見圖8，為本發明實施例八視頻編碼硬體實現原理圖，包括處理器(如CPU)、存儲器、接口單元等器件，其中，處理器用於實現上述各實施例中的相關方法，或者相關功能單元(如判斷單元、解析度選擇單元等)；存儲器用於存放處理器運行所需的數據或其他數據；接口單元用於在各個硬體之間提供相應的接口進行連接。最後應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。
權利要求
1.一種視頻編碼方法，其特徵在於，包括 判斷當前幀是否適應當前信道帶寬，如果是，判斷當前幀不是立即刷新IDR幀，否則，判斷當前幀是IDR幀； 噹噹前幀是IDR幀時，從至少一種採樣解析度和當前幀的原始解析度中選擇具有最佳編碼性能的解析度作為最優解析度，以所述最優解析度對當前幀進行編碼； 噹噹前幀不是IDR幀時，以前一幀的解析度對當前幀進行編碼。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述判斷當前幀是否適應當前信道帶寬包括 如果當前幀的幀號與上一個IDR幀的幀號超過預設的圖像組GOP最大間隔，則判斷當前幀不適應當前信道帶寬，否則，判斷當前幀適應當前信道帶寬； 或者，如果檢測到當前幀的圖像相對前一幀的圖像發生場景切換，則判斷當前幀不適應當前信道帶寬，否則，判斷當前幀適應當前信道帶寬； 或者，如果與前一幀相比，當前幀的目標碼率的變化超過設定的目標碼率閾值，則判斷當前幀不適應當前信道帶寬，否則，判斷當前幀適應當前信道帶寬。
3.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述從至少一種採樣解析度和當前幀的原始解析度中選擇具有最佳編碼性能的解析度作為最優解析度包括 獲取至少一種採樣解析度對應的比較幀； 獲取當前幀的原始解析度對應的比較幀； 計算當前幀的原始解析度和每一種採樣解析度對應的比較幀的編碼質量或失真-代價函數值，或，獲取當前幀的原始解析度和每一種採樣解析度對應的比較幀的壓縮效率或碼率； 從所述至少一種採樣解析度和所述當前幀的原始解析度中，選擇編碼質量最高的、或壓縮效率最高的、或碼率最低的、或失真-代價函數值最小的比較幀對應的解析度作為最優解析度。
4.根據權利要求3中任意一項所述的方法，其特徵在於， 所述獲取至少一種採樣解析度對應的比較幀包括對當前幀進行至少一種解析度下採樣，獲得至少一種採樣解析度；採用每一種採樣解析度對當前幀進行編碼並重建；對每一個重建後的幀進行該幀對應種類的解析度上採樣，獲得每一種採樣解析度對應的比較幀；其中，所述至少一種採樣解析度至少包括以下各項之一水平採樣解析度；垂直採樣解析度；水平及垂直採樣解析度； 所述獲取當前幀的原始解析度對應的比較幀包括採用當前幀的原始解析度對當前幀進行編碼並重建，獲得當前幀的原始解析度對應的比較幀。
5.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述從至少一種採樣解析度和當前幀的原始解析度中選擇具有最佳編碼性能的解析度作為最優解析度包括 獲取處理幀； 獲取至少一種採樣解析度對應的比較幀； 獲取處理幀的解析度對應的比較幀； 計算處理幀的解析度和每一種採樣解析度對應的比較幀的編碼質量或失真-代價函數值，或，獲取處理幀的解析度和每一種採樣解析度對應的比較幀的壓縮效率或碼率；從所述至少一種採樣解析度和所述處理幀的解析度中，選擇編碼質量最高的、或壓縮效率最高的、或碼率最低的、或失真-代價函數值最小的比較幀對應的解析度； 如果選擇的解析度是一種採樣解析度，對所述處理幀進行該採樣解析度下採樣，返回執行所述獲取處理幀的步驟； 如果選擇的解析度是處理幀的解析度，以該處理幀的解析度作為所述最優解析度。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於， 所述獲取處理幀包括當首次執行獲取處理幀的步驟時，採用當前幀作為處理幀；在對所述處理幀進行該採樣解析度下採樣之後執行獲取處理幀的步驟時，以所述下採樣獲得的幀作為新的處理幀； 當採用當前幀作為處理幀時，所述處理幀的解析度為當前幀的原始解析度。
7.根據權利要求5或6所述的方法，其特徵在於， 所述獲取至少一種採樣解析度對應的比較幀包括對處理幀進行至少一種解析度下採樣,獲得至少一種採樣解析度；採用每一種採樣解析度對處理幀進行編碼並重建；對每一個重建後的幀進行該幀對應種類的解析度上採樣，獲得每一種採樣解析度對應的比較幀；其中，所述至少一種採樣解析度至少包括以下各項之一水平採樣解析度；垂直採樣解析度； 所述獲取處理幀的解析度對應的比較幀包括採用處理幀的解析度對處理幀進行編碼並重建，獲得處理幀的解析度對應的比較幀。
8.根據權利要求I或2所述的方法，其特徵在於，所述以所述最優解析度對當前幀進行編碼包括 根據碼率控制算法計算原始的量化參數； 對所述原始的量化參數增加或減少預設的偏置值，獲得修正的量化參數； 採用所述修正的量化參數對當前幀進行編碼。
9.一種視頻編碼器，其特徵在於，包括 判斷單元，用於判斷當前幀是否適應當前信道帶寬，如果是，判斷當前幀不是立即刷新IDR幀，否則，判斷當前幀是IDR幀； 解析度選擇單元，用於噹噹前幀是IDR幀時，從至少一種採樣解析度和當前幀的原始解析度中選擇具有最佳編碼性能的解析度作為最優解析度； 編碼單元，用於噹噹前幀是IDR幀時，以所述最優解析度對當前幀進行編碼；噹噹前幀不是IDR幀時，以前一幀的解析度對當前幀進行編碼。
10.根據權利要求9所述的視頻編碼器，其特徵在於， 所述判斷單元具體用於在當前幀的幀號與上一個IDR幀的幀號超過預設的圖像組GOP最大間隔時，判斷當前幀不適應當前信道帶寬，否則，判斷當前幀適應當前信道帶寬； 或，所述判斷單元具體用於在檢測到當前幀的圖像相對前一幀的圖像發生場景切換時，判斷當前幀不適應當前信道帶寬，否則，判斷當前幀適應當前信道帶寬； 或，所述判斷單元具體用於在與前一幀相比，當前幀的目標碼率的變化超過設定的目標碼率閾值時，判斷當前幀不適應當前信道帶寬，否則，判斷當前幀適應當前信道帶寬。
11.根據權利要求9所述的視頻編碼器，其特徵在於，所述解析度選擇單元包括 比較幀子單元，用於獲取至少一種採樣解析度對應的比較幀和當前幀的原始解析度對應的比較幀； 編碼性能子單元，用於計算當前幀的原始解析度和每一種採樣解析度對應的比較幀的編碼質量或失真-代價函數值，或，獲取當前幀的原始解析度和每一種採樣解析度對應的比較幀的壓縮效率或碼率； 選擇子單元，用於從所述至少一種採樣解析度和所述當前幀的原始解析度中，選擇編碼質量最高的、或壓縮效率最高的、或碼率最低的、或失真-代價函數值最小的比較幀對應的解析度作為最優解析度。
12.根據權利要求11所述的視頻編碼器，其特徵在於，所述比較幀子單元包括 採樣模塊,用於對當前幀進行至少一種解析度下採樣,獲得至少一種採樣解析度;所述至少一種採樣解析度至少包括以下各項之一水平採樣解析度；垂直採樣解析度；水平及垂直採樣解析度； 編碼與重建模塊，用於採用每一種採樣解析度對當前幀進行編碼並重建；採用當前幀的原始解析度對當前幀進行編碼並重建，獲得當前幀的原始解析度對應的比較幀； 採樣恢復模塊，用於對每一個重建後的幀進行該幀對應種類的解析度上採樣，獲得每一種採樣解析度對應的比較幀。
13.根據權利要求9所述的視頻編碼器，其特徵在於，所述解析度選擇單元包括 處理幀子單元，用於獲取處理幀； 比較幀子單元，用於獲取至少一種採樣解析度對應的比較幀和處理幀的解析度對應的比較幀； 編碼性能子單元，用於計算處理幀的解析度和每一種採樣解析度對應的比較幀的編碼質量或失真-代價函數值，或，獲取處理幀的解析度和每一種採樣解析度對應的比較幀的壓縮效率或碼率； 選擇子單元，用於從所述至少一種採樣解析度和所述處理幀的解析度中，選擇編碼質量最高的、或壓縮效率最高的、或碼率最低的、或失真-代價函數值最小的比較幀對應的解析度；如果選擇的解析度是一種採樣解析度，對所述處理幀進行該採樣解析度下採樣後傳送給所述處理幀子單元；如果選擇的解析度是處理幀的解析度，以該處理幀的解析度作為所述最優解析度。
14.根據權利要求13所述的視頻編碼器，其特徵在於， 所述處理幀子單元具體用於在首次獲取處理幀時，採用當前幀作為處理幀；在接收來自所述選擇子單元的下採樣獲得的幀後，以所述下採樣獲得的幀作為新的處理幀。
15.根據權利要求13或14所述的視頻編碼器，其特徵在於，所述比較幀子單元包括 採樣模塊，用於對處理幀進行至少一種解析度下採樣，獲得至少一種採樣解析度；所述至少一種採樣解析度至少包括以下各項之一水平採樣解析度；垂直採樣解析度； 編碼與重建模塊，用於採用每一種採樣解析度對處理幀進行編碼並重建；採用處理幀的解析度對處理幀進行編碼並重建，獲得處理幀的解析度對應的比較幀； 採樣恢復模塊，用於對每一個重建後的幀進行該幀對應種類的解析度上採樣，獲得每一種採樣解析度對應的比較幀。
16.根據權利要求9或10所述的視頻編碼器，其特徵在於，所述編碼單元具體用於噹噹前幀是IDR幀時，根據碼率控制算法計算原始的量化參數；對所述原始的量化參數增加或減少預設的偏置值，獲得修正的量化參數；採用所述修正的量化 參數對當前幀進行編碼。
全文摘要
本發明提供一種視頻編碼方法和視頻編碼器。視頻編碼方法包括判斷當前幀是否適應當前信道帶寬，如果是，判斷當前幀不是IDR幀，否則，判斷當前幀是IDR幀，噹噹前幀是IDR幀時，從採樣解析度和當前幀的原始解析度中選擇最優解析度，以最優解析度對當前幀進行編碼；噹噹前幀不是IDR幀時，以前一幀的解析度對當前幀進行編碼。採用本發明提供的視頻編碼方法和視頻編碼器，能夠及時根據當前信道狀況選擇最適合的解析度，避免採用固定解析度導致的窄帶情況下的塊效應，提高視頻編碼的質量。
文檔編號H04N7/26GK102883157SQ20111019512
公開日2013年1月16日 申請日期2011年7月12日 優先權日2011年7月12日
發明者唐慧明, 唐一枝, 虞露, 左旭光, 馮蔚騰 申請人:浙江大學, 華為技術有限公司