專利名稱：一種針對(duì)低編碼率的視頻編碼方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多媒體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種針對(duì)低編碼率的視頻編碼方法及其裝置。
背景技術(shù)：
H. 264編碼算法總體上分為視頻編碼層(Video Coding Layer, VCL)和網(wǎng)絡(luò)適配層(Network Abstraction Layer, NAL)。視頻編碼層是視頻處理的核心，完成對(duì)視頻有效數(shù)據(jù)的描述；網(wǎng)絡(luò)適配層主要是實(shí)現(xiàn)在不同網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的數(shù)據(jù)打包。H. 264的視頻編碼層框圖如圖1所示，其方法和H. 263等視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)類似，都是基于塊的混合編碼方法。新一代視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)H. 264由于采用了很多新技術(shù)，使其編碼性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其它標(biāo)準(zhǔn)，盡管 H. 264和其他視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)的主要結(jié)構(gòu)相似，但是由于使用了許多特殊的數(shù)據(jù)處理方法，使得編碼效率有了很大的提高，主要體現(xiàn)在幀內(nèi)預(yù)測(cè)、幀間預(yù)測(cè)、熵編碼、整數(shù)變換、量化和掃描等。但是幀間編碼需要對(duì)殘差塊數(shù)據(jù)進(jìn)行整數(shù)變換和量化，耗時(shí)較大，H. 264標(biāo)準(zhǔn)中殘差數(shù)據(jù)處理的執(zhí)行流程如圖2所示。盡管H. 264的編碼性能優(yōu)于其它標(biāo)準(zhǔn)，但是在低碼率條件下，采用H. 264編碼算法的結(jié)果卻不盡如人意，比如在較窄的帶寬中傳輸高清視頻流，壓縮比非常高，必須對(duì)現(xiàn)有的壓縮方法進(jìn)行改進(jìn)，并且由于H. 264編碼過(guò)程較為復(fù)雜，基于這一標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)時(shí)編解碼技術(shù)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，對(duì)于高分辨力圖像更是很難做到實(shí)時(shí)，因此如何提高H. 264的編碼效率和編碼速度是制約其發(fā)展的瓶頸。現(xiàn)有的基于數(shù)字信號(hào)處理器(digital signal processor, DSP)的視頻壓縮具有易擴(kuò)展、方便更改、成本低的特點(diǎn)，是一種較好的解決方案。TI推出了基于內(nèi)核的 DSP, Dl分辨率的H. 264實(shí)時(shí)編解碼技術(shù)在單片DSP上實(shí)現(xiàn)已成為可能。但是基于DSP的視頻壓縮由于耗時(shí)的問(wèn)題，使得視頻壓縮方法在DSP上實(shí)現(xiàn)時(shí)具有較大的困難。由于高清格式視頻壓縮的實(shí)現(xiàn)困難，目前還沒(méi)有在單核上實(shí)現(xiàn)該方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種針對(duì)低編碼率的視頻編碼方法及其裝置，可以在低碼率下實(shí)現(xiàn)高清視頻的實(shí)時(shí)編碼。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種針對(duì)低編碼率的視頻編碼方法，所述視頻編碼方法包括對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行抽樣并獲得抽樣后的數(shù)據(jù)；將所述抽樣后的數(shù)據(jù)進(jìn)行移植并獲得移植后的數(shù)據(jù)；對(duì)所述移植后的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼并獲得編碼后的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所述對(duì)所述移植后的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼并獲得編碼后的數(shù)據(jù)的步驟包括對(duì)通過(guò)幀間編碼針對(duì)所述視頻數(shù)據(jù)所獲得的殘差數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)；若預(yù)測(cè)的殘差數(shù)據(jù)的宏塊均是全零塊，則對(duì)所述殘差數(shù)據(jù)進(jìn)行熵編碼；
若預(yù)測(cè)的殘差數(shù)據(jù)的宏塊不是全零塊，則對(duì)所述殘差數(shù)據(jù)進(jìn)行整數(shù)變換并獲得變換后的數(shù)據(jù)；對(duì)所述變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行量化并獲得量化后的數(shù)據(jù)；對(duì)所述量化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行熵編碼。優(yōu)選地，根據(jù)t Σ I χυ Δ(1 η η、· 7 .對(duì)通過(guò)幀間編碼針對(duì)所述視頻數(shù)據(jù)所
i=0 J=O4
獲得的殘差數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)；其中，L = 15+Qp/6，Qm = Qp% 6 (Qm為量化步長(zhǎng)，Qp為量化參數(shù)， %每增加6，％加倍)^他，11，力為量化參數(shù)矩陣，A(Qm，0，0)為量化矩陣的最大值。優(yōu)選地，所述對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行抽樣并獲得抽樣后的數(shù)據(jù)的步驟包括對(duì)所述視頻數(shù)據(jù)的亮度分量進(jìn)行抽樣；對(duì)所述視頻數(shù)據(jù)的色度分量進(jìn)行抽樣。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種針對(duì)低編碼率的視頻編碼裝置，所述裝置包括抽樣模塊，用于對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行抽樣并獲得抽樣后的數(shù)據(jù)；移植模塊，用于將所述抽樣模塊抽樣后的數(shù)據(jù)進(jìn)行移植并獲得移植后的數(shù)據(jù)；編碼模塊，用于對(duì)所述移植模塊移植后的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼并獲得編碼后的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所述編碼模塊包括預(yù)測(cè)單元，用于對(duì)通過(guò)幀間編碼針對(duì)所述視頻數(shù)據(jù)所獲得的殘差數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)；編碼單元，用于若所述預(yù)測(cè)單元所預(yù)測(cè)的殘差數(shù)據(jù)的宏塊均是全零塊時(shí)，則對(duì)所述殘差數(shù)據(jù)進(jìn)行熵編碼；變換單元，用于若所述預(yù)測(cè)單元預(yù)測(cè)的殘差數(shù)據(jù)的宏塊不是全零塊時(shí)，則對(duì)所述殘差數(shù)據(jù)進(jìn)行整數(shù)變換并獲得變換后的數(shù)據(jù)；量化單元，用于對(duì)所述變換單元所變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行量化并獲得量化后的數(shù)據(jù)；所述編碼單元還用于對(duì)所述量化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行熵編碼。優(yōu)選地，所述預(yù)測(cè)模塊用于根據(jù) Σ I Χυ Δ(1 nn、· I對(duì)通過(guò)幀間編碼針
y=oA\QM,\jy\j) 4
對(duì)所述視頻數(shù)據(jù)所獲得的殘差數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)；其中，L = 15+Qp/6，Qm = %% 6( 為量化步長(zhǎng)，％為量化參數(shù)，％每增加6，％加倍)^(%，11，力為量化參數(shù)矩陣，，0，0)為量化矩陣的最大值。 優(yōu)選地，所述抽樣模塊包括亮度抽樣單元，用于對(duì)所述視頻數(shù)據(jù)的亮度分量進(jìn)行抽樣；色度抽樣單元，用于對(duì)所述視頻數(shù)據(jù)的色度分量進(jìn)行抽樣。在本發(fā)明實(shí)施例中，針對(duì)低碼率條件在單核上實(shí)現(xiàn)了高清視頻的實(shí)時(shí)編碼，能夠更加充分地發(fā)揮DSP的并行計(jì)算能力，能加快編碼速度。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中H. 264的視頻編碼層的框圖；圖2是現(xiàn)有H. 264標(biāo)準(zhǔn)中殘差數(shù)據(jù)的處理過(guò)程的示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例的針對(duì)低編碼率的視頻編碼方法的流程示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例的全零塊預(yù)測(cè)過(guò)程的示意圖；圖5a、恥是本發(fā)明實(shí)施例的抽樣過(guò)程的示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例的移植過(guò)程的示意圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例中的SAD計(jì)算過(guò)程的示意圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例的針對(duì)低編碼率的視頻編碼裝置的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明在于針對(duì)低碼率條件下的H. 264視頻壓縮，提出一種基于內(nèi)核實(shí)現(xiàn)高清720p@25f/s的H. 264視頻壓縮方法，能夠提高計(jì)算速度，加快編碼速度以提高視頻壓縮的速度。圖3是本發(fā)明實(shí)施例的針對(duì)低編碼率的視頻編碼方法的流程示意圖，如圖3所示， 該視頻編碼方法包括S301，對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行抽樣并獲得抽樣后的數(shù)據(jù)；S302，將抽樣后的數(shù)據(jù)進(jìn)行移植并獲得移植后的數(shù)據(jù)；S303，對(duì)移植后的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼并獲得編碼后的數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，S303包括對(duì)通過(guò)幀間編碼針對(duì)視頻數(shù)據(jù)所獲得的殘差數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)；若預(yù)測(cè)的殘差數(shù)據(jù)的宏塊均是全零塊，則對(duì)殘差數(shù)據(jù)進(jìn)行熵編碼；若預(yù)測(cè)的殘差數(shù)據(jù)的宏塊不是全零塊，則對(duì)殘差數(shù)據(jù)進(jìn)行整數(shù)變換并獲得變換后的數(shù)據(jù)；對(duì)變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行量化并獲得量化后的數(shù)據(jù)；對(duì)量化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行熵編碼。對(duì)通過(guò)幀間編碼針對(duì)視頻數(shù)據(jù)所獲得的殘差數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)的步驟在具體實(shí)施中， 可根據(jù) ι xU Λ η ^ · 4對(duì)通過(guò)幀間編碼針對(duì)視頻數(shù)據(jù)所獲得的殘差數(shù)據(jù)進(jìn)
j=o J=OAv^ ,U,U; 4
行預(yù)測(cè)；其中，L = 15+Qp/6，Qm = Qp% 6 (Qm為量化步長(zhǎng)，Qp為量化參數(shù)，Qp每增加6，％加倍)，A(Qm，u，V)為量化參數(shù)矩陣，，0，0)為量化矩陣的最大值。H. 264幀間編碼需要對(duì)殘差塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行整數(shù)變換和量化，耗時(shí)較多，原H. 264標(biāo)準(zhǔn)中執(zhí)行流程如圖2所示。很多情況下，特別是壓縮比較大時(shí)，殘差塊的絕對(duì)值一般較小，經(jīng)量化后系數(shù)大多為0，如果在變換和量化前就可以正確判決出全零塊，可以避免后續(xù)的變換、量化以及反變換、反量化等運(yùn)算過(guò)程，可以大大節(jié)省運(yùn)算時(shí)間，對(duì)此，本發(fā)明采用了降低全零塊漏判率的判決條件，
權(quán)利要求
1.一種針對(duì)低編碼率的視頻編碼方法，其特征在于，所述視頻編碼方法包括 對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行抽樣并獲得抽樣后的數(shù)據(jù)；將所述抽樣后的數(shù)據(jù)進(jìn)行移植并獲得移植后的數(shù)據(jù)； 對(duì)所述移植后的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼并獲得編碼后的數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的針對(duì)低編碼率的視頻編碼方法，其特征在于，所述對(duì)所述移植后的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼并獲得編碼后的數(shù)據(jù)的步驟包括對(duì)通過(guò)幀間編碼針對(duì)所述視頻數(shù)據(jù)所獲得的殘差數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)； 若預(yù)測(cè)的殘差數(shù)據(jù)的宏塊均是全零塊，則對(duì)所述殘差數(shù)據(jù)進(jìn)行熵編碼； 若預(yù)測(cè)的殘差數(shù)據(jù)的宏塊不是全零塊，則對(duì)所述殘差數(shù)據(jù)進(jìn)行整數(shù)變換并獲得變換后的數(shù)據(jù)；對(duì)所述變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行量化并獲得量化后的數(shù)據(jù)； 對(duì)所述量化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行熵編碼。
3.如權(quán)利要求2的針對(duì)低編碼率的視頻編碼方法，其特征在于，根據(jù)
4.如權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)的針對(duì)低編碼率的視頻編碼方法，其特征在于，所述對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行抽樣并獲得抽樣后的數(shù)據(jù)的步驟包括對(duì)所述視頻數(shù)據(jù)的亮度分量進(jìn)行抽樣； 對(duì)所述視頻數(shù)據(jù)的色度分量進(jìn)行抽樣。
5.一種針對(duì)低編碼率的視頻編碼裝置，其特征在于，所述裝置包括 抽樣模塊，用于對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行抽樣并獲得抽樣后的數(shù)據(jù)；移植模塊，用于將所述抽樣模塊抽樣后的數(shù)據(jù)進(jìn)行移植并獲得移植后的數(shù)據(jù)； 編碼模塊，用于對(duì)所述移植模塊移植后的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼并獲得編碼后的數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求5所述的視頻編碼裝置，其特征在于，所述編碼模塊包括預(yù)測(cè)單元，用于對(duì)通過(guò)幀間編碼針對(duì)所述視頻數(shù)據(jù)所獲得的殘差數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)； 編碼單元，用于若所述預(yù)測(cè)單元所預(yù)測(cè)的殘差數(shù)據(jù)的宏塊均是全零塊時(shí)，則對(duì)所述殘差數(shù)據(jù)進(jìn)行熵編碼；變換單元，用于若所述預(yù)測(cè)單元預(yù)測(cè)的殘差數(shù)據(jù)的宏塊不是全零塊時(shí)，則對(duì)所述殘差數(shù)據(jù)進(jìn)行整數(shù)變換并獲得變換后的數(shù)據(jù)；量化單元，用于對(duì)所述變換單元所變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行量化并獲得量化后的數(shù)據(jù)； 所述編碼單元還用于對(duì)所述量化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行熵編碼。
7.如權(quán)利要求6所述的視頻編碼裝置，其特征在于，所述預(yù)測(cè)模塊用于根據(jù) ΣΣΙ 對(duì)通過(guò)巾貞間編碼針對(duì)所述視頻數(shù)據(jù)所獲得的殘差數(shù)據(jù)進(jìn)行
8.如權(quán)利要求5至7任意一項(xiàng)所述的視頻編碼裝置，其特征在于，所述抽樣模塊包括 亮度抽樣單元，用于對(duì)所述視頻數(shù)據(jù)的亮度分量進(jìn)行抽樣； 色度抽樣單元，用于對(duì)所述視頻數(shù)據(jù)的色度分量進(jìn)行抽樣。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種針對(duì)低編碼率的視頻編碼方法及其裝置，其中，該視頻編碼方法包括對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行抽樣并獲得抽樣后的數(shù)據(jù)；將所述抽樣后的數(shù)據(jù)進(jìn)行移植并獲得移植后的數(shù)據(jù)；對(duì)所述移植后的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼并獲得編碼后的數(shù)據(jù)。在本發(fā)明實(shí)施例中，針對(duì)低碼率條件在單核上實(shí)現(xiàn)了高清視頻的實(shí)時(shí)編碼，能夠更加充分地發(fā)揮DSP的并行計(jì)算能力，能加快編碼速度。
文檔編號(hào)H04N7/26GK102271258SQ201110221429
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月3日
發(fā)明者劉海亮, 楊艾琳, 羅笑南 申請(qǐng)人:中山大學(xué)深圳研究院