一種視頻編碼器及其碼率控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種視頻編碼技術領域，特別是一種視頻編碼器及其碼率控制方法。
【背景技術】
[0002]隨著計算機技術、微電子技術和通信技術的不斷進步，人們己不僅僅滿足于信息、語音、電子郵件等的通信方式，視頻通信因為其直觀性、可靠性等一系列優(yōu)點，成為新的應用需求熱點。例如遠程監(jiān)控、遠程教學、遠程醫(yī)療診斷、遠程購物、遠程探視、電視電話會議等應用都迫切需要高質量的網(wǎng)絡視頻傳輸?shù)闹С?。視頻編碼技術是以視頻通信為代表的多媒體應用中的一項關鍵技術，具體是指通過特定的壓縮技術，將某個視頻格式的文件轉換成另一種視頻格式文件的處理方式。
[0003]現(xiàn)有技術的視頻編碼過程一般包括預測、變換和量化操作，預測產(chǎn)生的差值通過變換和量化生成殘差系數(shù)，再進行熵編碼，對應解碼器中進行熵解碼、反量化和反變換等操作。但是，量化過程會造成信息的丟失，量化系數(shù)越大，信息就越少，傳輸需要的碼字越少(即碼率越低)，圖像質量也會相應降低。為此，編碼器中都會設置碼率控制模塊，通過調節(jié)量化參數(shù)(Quantizat1n Parameter, QP)來控制殘差系數(shù)的大小，當碼率過高時，通過增大QP的取值，減小殘差系數(shù)的大小，從而降低碼率。
[0004]為了使視頻圖像更加清晰通透，通常在視頻編碼之前還要進行圖像預處理(ISP，Image Signal Processing, Image Pre-processing)操作，圖像預處理過程會對圖像的亮度、飽和度、對比度、噪聲程度進行調節(jié)和處理，使圖像顯示效果更好。但是，圖像預處理過程中一些含有濾波的操作會對視頻編碼效率會有較大影響。例如:降低噪聲操作會對圖像作平滑濾波處理。在進行降噪操作時，濾波強度越大，噪聲壓制越強，圖像編碼效率越高，但是另一方面，濾波強度越大，圖像細節(jié)越少，有可能造成圖像模糊。比如:邊緣增強操作會提取圖像中的邊緣細節(jié)予以加強，使圖像輪廓更清晰，細節(jié)更突出。在進行邊緣增強操作時，雖然能夠使圖像輪廓更清晰，細節(jié)更突出，但同時也增加了圖像壓縮的難度，即與進行該步驟處理前的圖像相比，要使視頻編碼達到相同的碼率，需要更大的QP才能實現(xiàn)。
[0005]雖然現(xiàn)有技術的視頻編碼過程中具有碼率控制模塊，但是，現(xiàn)有的視頻碼率控制只針對視頻編碼器部分，沒有綜合考慮圖像預處理過程對編碼效率的影響，在進行碼率控制時與圖像預處理過程沒有任何信息交互和利用，無法實現(xiàn)圖像質量與編碼效率的平衡，難以實現(xiàn)視頻流在更低的碼率下保持較好的圖像質量。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明實施例提供了一種視頻編碼器及其碼率控制方法，實現(xiàn)圖像質量與編碼效率的平衡、在更低碼率下可以保持較好圖像質量。
[0007]本發(fā)明實施例提供的一種視頻編碼的碼率控制方法，包括，
[0008]設置碼率預定值；
[0009]在輸入圖像序列經(jīng)圖像預處理處理后進行視頻編碼處理生成編碼視頻流的過程中，獲取當前碼率信息并判斷當前碼率的大小；
[0010]根據(jù)當前碼率與碼率預定值的大小關系，相應調整圖像處理強度控制參數(shù)及壓縮量化控制參數(shù)。
[0011]上述方法中，若當前碼率大于碼率預定值，則增大量化參數(shù)取值，或者增加圖像預處理過程中的降低噪聲操作的濾波強度，或者降低邊緣增強操作的處理強度；
[0012]若當前碼率小于碼率預定值，則減小量化參數(shù)取值，或者減小圖像預處理過程中的降低噪聲操作的濾波強度，或者增加邊緣增強操作的處理強度。
[0013]上述方法中，進一步設置量化參數(shù)預定值；若當前量化參數(shù)也已達預定值，則不再增加量化參數(shù)值。
[0014]上述方法中，在對輸入圖像序列進行圖像預處理之前還包括對視頻圖像進行區(qū)域分析并劃分出重要區(qū)域和次要區(qū)域，使碼率控制分區(qū)域進行。
[0015]上述方法中，利用圖像智能分析方法將所述輸入圖像序列中的目標與背景分離，將目標作為重要區(qū)域，將背景作為次要區(qū)域。
[0016]上述方法中，所述碼率控制分區(qū)域進行包括:
[0017]在圖像預處理中對次要區(qū)域實現(xiàn)比重要區(qū)域強的平滑濾波處理，或在編碼過程中對次要區(qū)域實現(xiàn)比重要區(qū)域強的量化壓縮處理。
[0018]上述方法中，所述當前碼率為當前統(tǒng)計碼率。
[0019]一種視頻編碼器，包括:
[0020]圖像預處理模塊，用于對視頻圖像的亮度、飽和度、對比度、噪聲程度進行調節(jié)和處理；
[0021]視頻編碼模塊，用于對視頻圖像進行壓縮處理生成編碼視頻流；
[0022]碼率控制模塊，用于在輸入圖像序列經(jīng)圖像預處理模塊處理后，在視頻編碼模塊對其處理生成編碼視頻流的過程中，獲取當前碼率統(tǒng)計信息并判斷當前碼率的大小，根據(jù)需要相應調整圖像處理強度控制參數(shù)及壓縮量化控制參數(shù)。
[0023]上述視頻編碼器中，還包括:智能分析模塊，用于在圖像預處理模塊對輸入圖像序列進行圖像預處理之前，對視頻圖像進行區(qū)域分析并劃分出重要區(qū)域和次要區(qū)域，使碼率控制分區(qū)域進行。
[0024]上述視頻編碼器中，所述圖像預處理模塊還用于在對輸入圖像序列進行圖像預處理之前對視頻圖像進行區(qū)域分析并劃分出重要區(qū)域和次要區(qū)域，使碼率控制分區(qū)域進行。
[0025]上述視頻編碼器中，所述視頻編碼模塊還用于在輸入圖像序列進行圖像預處理之前對視頻圖像進行區(qū)域分析并劃分出重要區(qū)域和次要區(qū)域，使碼率控制分區(qū)域進行。
[0026]本發(fā)明的上述技術方案相比現(xiàn)有技術具有以下優(yōu)點:
[0027](I)本發(fā)明的視頻編碼器及其碼率控制方法，將圖像預處理與視頻壓縮結合在一起考慮，通過圖像預處理模塊的處理強度與視頻編碼中的碼率控制結合調節(jié)，可以達到更佳的圖像質量與編碼效率的平衡點，使視頻流在更低的碼率下保持較好的圖像質量。
[0028](2)本發(fā)明的視頻編碼器及其碼率控制方法，在輸入圖像序列進入圖像預處理模塊之前還包括對視頻圖像進行區(qū)域分析并劃分出重要區(qū)域和次要區(qū)域，使碼率控制分區(qū)域進行，凸出重要區(qū)域，確保重要區(qū)域的清晰度和圖像質量。
【附圖說明】
[0029]為了使本發(fā)明的內容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實施例并結合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明，其中
[0030]圖1是本發(fā)明一實施例所提供的視頻編碼碼率控制方法的方法流程圖。
[0031]圖2是本發(fā)明一實施例所提供的視頻編碼器的結構示意圖。
具體實施例
[0032]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0033]本發(fā)明實施例提供的一種視頻編碼碼率控制方法，首先設置碼率預定值；在輸入圖像序列經(jīng)圖像預處理處理后進行視頻編碼處理生成編碼視頻流的過程中，獲取當前碼率信息并判斷當前碼率的大??；并根據(jù)當前碼率與碼率預定值的大小關系，相應調整圖像處理強度控制參數(shù)及壓縮量化控制參數(shù)。
[0034]其中圖像處理強度控制參數(shù)包括降低噪聲操作的濾波強度以及邊緣增強操作的處理強度。若當前碼率大于碼率預定值，則增大量化參數(shù)取值，或者增加圖像預處理過程中的降低噪聲操作的濾波強度，或者降低邊緣增強操作的處理強度；若當前碼率小于碼率預定值，則減小量化參數(shù)取值，或者減小圖像預處理過程中的降低噪聲操作的濾波強度，或者增加邊緣增強操作的處理強度。
[0035]在本發(fā)明一實施例中，還進一步包括預先設置量化參數(shù)預定值；若當前量化參數(shù)也已達預定值，則不再增加量化參數(shù)值。