CN101489138A - 基于场景的二次编码图像组划分方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种视频信号处理技术，尤其涉及一种基于场景的二次编码图像组划分方法。本发明公开一种基于场景的二次编码GOP划分方法，解决在场景切换时产生图像质量下降的问题，提高视频编码重建图像的稳定性。其技术方案的要点是：包括以下步骤：a.对视频序列进行第一次编码，统计场景切换的位置；b.第二次编码中，根据第一次编码中场景切换位置，进行新的GOP划分，并完成该GOP的初始化；c.编码该GOP图像时，计算每帧图像的帧号；d.对该GOP中每帧图像进行优化编码。本发明的有益效果是：避免了在场景切换时图像质量下降的情况，提高视频编码重建图像的稳定性，适用于对视频信号的处理。

Description

基于场景的二次编码图像组划分方法
技术领域
本发明涉及一种视频信号处理技术，尤其涉及一种基于场景的二次编码图像组划分方法。
背景技术
在现有视频编码中，通常采用固定图像组(以下简称GOP)结构进行编码。当场景发生切换或图像运动剧烈时，由于使用前一帧相同位置基本单元的MAD(Mean AbsoluteDifference，平均绝对误差)值线性预测当前基本单元的MAD值，导致当前帧MAD值以及QP(量化参数)预测不准确，并且由于编码过程中通常采用CBR(Constant Bit Rate，恒定比特率)码率控制技术对整个视频序列平均分配码率，往往使得场景切换以及运动剧烈的图像质量急剧下降，影响了视频编码重建图像的稳定性，甚至造成马赛克现象。综上，现有技术产生这些缺陷的根本原因是：未对场景切换后的GOP进行重新划分。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提出一种基于场景的二次编码GOP划分方法，解决在场景切换时产生图像质量下降的问题，提高视频编码重建图像的稳定性。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：基于场景的二次编码GOP划分方法，包括以下步骤：
a.对视频序列进行第一次编码，统计场景切换的位置；
b.第二次编码中，根据第一次编码中场景切换位置，进行新的GOP划分，并完成该GOP的初始化；
c.编码该GOP图像时，计算每帧图像的帧号；
d.对该GOP中每帧图像进行优化编码。
所述步骤b中，具体划分GOP的方法为：
设任意一帧图像对应的帧号为frame_no，I帧或P帧对应的帧号为Img_no；
b1：无B帧时GOP划分方法：
如果该场景为第一个场景或场景标志位为真，可以判断场景发生切换，开始新的GOP初始化：将场景切换帧强制编码为I帧，在第一次编码中得到了该场景的长度Ns(i)，则在第二次编码中该场景编码的P帧数目为np2，s(i)＝Ns(i)-1，对于非场景切换的帧按照正常的编码结构进行编码；
b2：有B帧时GOP划分方法：
当有B帧插入时，假设连续插入B帧的数目为Bno，记M＝Bno+1；场景标志位为真或者场景为第一个场景时，可以判断场景发生切换，开始新的GOP初始化：将场景切换帧强制编码为I帧，在第一次编码中得到了该场景的长度Ns(i)，则在第二次编码中该场景中的P帧的数目为：np2，s(i)＝[Ns(i)-1]/M+[Ns(i)-1]％M，该场景中B帧的数目为nb2，s(i)＝Ns(i)-np2，s(i)-1；如果待编码的B帧图像位于场景尾部时，将其强制编码为P帧；统计在第一次编码中如果插入B帧时应编码的P帧数目np1，s(i)，判断的方法是，如果[Starts(i)％M]＝0则np1，s(i)＝[Ns(i)-1]/M+1，否则np1，s(i)＝(Ns(i)-M+[Starts(i)％M-1])/M+1；同时，需要计算该场景在第二次编码中开始编码最后一组B帧时已编码的I帧和P帧总数NIP(i)；将上一GOP中得到的NIP(i-1)和Np1，s(i-1)用于更新当前GOP中的初始值Img_no，相应的方法是：如果NIP(i-1)>Np1，s(i-1)，则Img_no计数更新为Img_no-[NIP(i-1)-Np1，s(i-1)]，否则Img_no的计数不改变。
所述步骤c中，计算每帧图像的帧号的方法是：假设该场景中已编码的B帧和P帧的帧数分别为nb_account(i)和np_account(i)，这两个值在该GOP初始化时设置为0；设第二次编码时该场景应编码的B帧数目为nb2，s(i)；如果[Starts(i)％M]≠0并且nb_account(i)<nb2，s(i)，则frame_no＝Img_no×M-[M-Starts(i)％M]，如果[Starts(i)％M]＝0并且nb_account(i)<nb2，s(i)，则frame_no＝Img_no×M，如果[Starts(i)％M]≠0并且nb_account(i)＝nb2，s(i)，则frame_no＝Img_no×M-[M-Starts(i)％M]+np_account，如果[Starts(i)％M]＝0并且nb_account(i)＝nb2，s(i)，则frame_no＝Img_no×M+np_account；在计算B帧的帧号时，需要首先计算上一个P帧的帧号prevP_no和下一个P帧的帧号nextP_no，其中prevP_no的计算方法为(Img_no-1)×M-[M-Starts(i)％M]，相应地，nextP_no的计算方法为(Img_no+1)×M-[M-Starts(i)％M]，该B帧的帧号为frame_no＝prevP_no+Bno×nb_code，其中nb_code为每次插入B帧时该B帧所处的位置，其值间于[1，Bno]之间。
本发明的有益效果是：避免了在场景切换时图像质量下降的情况，提高视频编码重建图像的稳定性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提出一种基于场景的二次编码GOP划分方法，解决在场景切换时产生图像质量下降的问题，提高视频编码重建图像的稳定性。
实施例：
本例中的二次编码GOP划分方法可采用以下步骤实现：
(a)初始化视频信号的初始量化参数，设定编码帧率以及相关编码参数，判断待编码视频序列的编码次数，如果为第一次编码，则执行b进行第一次编码，否则，进入步骤c进行第二次编码。
(b)在第一次编码过程中，采用固定QP进行编码，编码结构采用IPPP模式，只对视频序列首帧编码为I帧，关闭码率控制选项，开启RDO(率失真优化)。假设Fn为第二次编码中设置的编码帧数，连续插入B帧的数目为Bno，则在第一次和第二次编码过程中需要编码的实际帧数为Ntotal＝Fn+(Fn-1)×Bno。在第一次编码中采用场景检测算法，记录第i个场景的起始和结束位置分别为Starts(i)和Ends(i)，可以确定该场景的帧长度为Ns(i)。设置场景切换的标志位Scene_flag(i)，如果发生场景切换，则该标志位设置为1，否则设置为0。
(c)在第二次编码过程中，编码结构支持插入B帧编码，开启码率控制和RDO。假设任意一帧图像对应的帧号为frame_no，I帧或P帧对应的帧号为Img_no。如果在第二次编码中无B帧插入，则进入步骤d，否则进入步骤e。
(d)当没有B帧插入时，如果该场景为第一个场景或Scene_flag(i)为真，可以判断场景发生切换，即开始新的GOP初始化：将场景切换帧强制编码为I帧，由于在第一次编码中得到了该场景的长度Ns(i)，则在第二次编码中该场景编码的P帧数目为np2，s(i)＝[Ns(i)-1]，对于非场景切换的帧按照正常的编码结构进行编码。
(e)当有B帧插入时，假设连续插入B帧的数目为Bno，记M＝Bno+1。当一帧图像编码完成时，记录该帧的frame_no并结合场景切换标志位判断场景是否发生切换，相应的方法是如果场景标志位为真，或者场景为第一个场景时，可以判断场景发生切换，即开始新的GOP初始化：将场景切换帧编码为I帧，由于在第一次编码中得到了该场景的长度Ns(i)，该场景中P帧的数目计算公式为np2，s(i)＝[Ns(i)-1]/M+[Ns(i)-1]％M，则该GOP中B帧的数目为nb2，s(i)＝Ns(i)-np2，s(i)-1。假设该场景中已编码的B帧和P帧的帧数分别为nb_account(i)和np_account(i)，这两个值在每个GOP初始化时设置为0。由于B帧编码采用双向预测模式，对当前待编码的B帧图像，需要先编码其前后两个参考帧。如果待编码的B帧图像位于场景尾部时，由于前后两个场景的相关性很小，对于当前场景尾部的B帧图像，不应让其参考下一场景的P帧图像，而将这些多余的B帧图像(其帧数间于[0，Bno]之间)强制编码为P帧，消除了固定GOP结构中B帧图像参考其下一场景的图像。由于本方法改变了编码图像的顺序及结构，在第二次编码中需要统计在第一次编码中如果插入B帧时应编码的P帧数目np1，s(i)，判断的方法是，如果[Starts(i)％M]＝0(该公式含义为：第i个场景的起始帧号Starts(i)与M的余数为0)，则np1，s(i)＝[Ns(i)-1]/M+1，否则np1，s(i)＝(Ns(i)M+[Starts(i)％M-1])/M+1。同时，需要计算该场景在第二次编码中开始编码最后一组B帧时已编码的I帧和P帧总数NIP(i)。为了使得两次编码中编码每一个场景时Img_no的起始位置相同，应将上一GOP中得到的NIP(i-1)(表示前一GOP在第二次编码中开始编码最后一组B帧时已编码的I帧和P帧总数)和np1，s(i-1)(表示前一GOP在第一次编码中如果插入B帧时应该编码的P帧的数目)用于更新当前GOP中的初始值Img_no。相应的方法是如果NIP(i-1)>np1，s(i-1)，则Img_no计数更新为Img_no-[NIP(i-1)-Np1，s(i-1)]，否则Img_no的计数不改变。然后进入步骤f。
(f)在第二次编码中，在编码该场景某帧图像时，需要读取该帧的帧号frame_no。计算I帧或P帧帧号的方法为：如果[Starts(i)％M]≠0并且nb_account(i)<nb2，s(i)，则frame_no＝Img_no×M-[M-Starts(i)％M]，如果[Starts(i)％M]＝0并且nb_account(i)<nb2，s(i)，则frame_no＝Img_no×M，如果[Starts(i)％M]≠0并且nb_account(i)＝nb2，s(i)，则frame_no＝Img_no×M-[M-Starts(i)％M]+np_account，如果[Starts(i)％M]＝0并且nb_account(i)＝nb2，s(i)，则frame_no＝Img_no×M+np_account。在计算B帧的帧号时，需要首先计算上一个P帧的帧号prevP_no和下一个P帧的帧号nextP_no，其中prevP_no的计算方法为(Img_no-1)×M-[M-Starts(i)％M]，相应地，nextP_no的计算方法为(Img_no+1)×M-[M-Starts(i)％M]，该B帧的帧号为frame_no＝prevP_no+Bno×nb_code，其中nb_code为每次插入B帧时该B帧所处的位置，其值间于[1，Bno]之间。

Claims (3)

  1. 【权利要求1】基于场景的二次编码图像组划分方法，其特征在于：包括以下步骤：
    a.对视频序列进行第一次编码，统计场景切换的位置；
    b.第二次编码中，根据第一次编码中场景切换位置，进行新的图像组划分，并完成该图像组的初始化；
    c.编码该图像组图像时，计算每帧图像的帧号；
    d.对该图像组中每帧图像进行优化编码。
  2. 【权利要求2】如权利要求1所述的基于场景的二次编码图像组划分方法，其特征在于：所述步骤b中，具体划分图像组的方法为：
    设任意一帧图像对应的帧号为frame_no，I帧或P帧对应的帧号为Img_no；
    b1：无B帧时图像组划分方法：
    如果该场景为第一个场景或场景标志位为真，可以判断场景发生切换，开始新的图像组初始化：将场景切换帧强制编码为I帧，在第一次编码中得到了该场景的长度Ns(i)，则在第二次编码中该场景编码的P帧数目为np2，s(i)＝Ns(i)-1，对于非场景切换的帧按照正常的编码结构进行编码；
    b2：有B帧时图像组划分方法：
    当有B帧插入时，假设连续插入B帧的数目为Bno，记M＝Bno+1；场景标志位为真或者场景为第一个场景时，可以判断场景发生切换，开始新的图像组初始化：将场景切换帧强制编码为I帧，在第一次编码中得到了该场景的长度Ns(i)，在第二次编码中该场景中的P帧的数目为：np2，s(i)＝[Ns(i)-1]/M+[Ns(i)-1]％M，该场景中B帧的数目为nb2，s(i)＝Ns(i)-np2，s(i)-1；如果待编码的B帧图像位于场景尾部时，将其强制编码为P帧；统计在第一次编码中如果插入B帧时应编码的P帧数目np1，s(i)，判断的方法是，如果[Starts(i)％M]＝0则np1，s(i)＝[Ns(i)-1]/M+1，否则np1，s(i)＝(Ns(i)-M+[Starts(i)％M-1])/M+1；同时，需要计算该场景在第二次编码中开始编码最后一组B帧时已编码的I帧和P帧总数NIP(i)；将上一图像组中得到的NIP(i-1)和Np1，s(i-1)用于更新当前图像组中的初始值Img_no，相应的方法是：如果NIP(i-1)>Np1，s(i-1)，则Img_no计数更新为Img_no-[NIP(i-1)-Np1，s(i-1)]，否则Img_no的计数不改变。
  3. 【权利要求3】如权利要求2所述的基于场景的二次编码图像组划分方法，其特征在于：所述步骤c中，计算每帧图像的帧号的方法是：假设该场景中已编码的B帧和P帧的帧数分别为nb_account(i)和np_account(i)，这两个值在该图像组初始化时设置为0；设第二次编码时该场景应编码的B帧数目为nb2，s(i)；如果[Starts(i)％M]≠0并且nb_account(i)<nb2，s(i)，则frame_no＝Img_no×M-[M-Starts(i)％M]，如果[Starts(i)％M]＝0并且nb_account(i)<nb2，s(i)，则frame_no＝Img_no×M，如果[Starts(i)％M]≠0并且nb_account(i)＝nb2，s(i)，则frame_no＝Img_no×M-[M-Starts(i)％M]+np_account，如果[Starts(i)％M]＝0并且nb_account(i)＝nb2，s(i)，则frame_no＝Img_no×M+np_account；在计算B帧的帧号时，需要首先计算上一个P帧的帧号prevP_no和下一个P帧的帧号nextP_no，其中prevP_no的计算方法为(Img_no-1)×M-[M-Starts(i)％M]，相应地，nextP_no的计算方法为(Img_no+1)×M-[M-Starts(i)％M]，该B帧的帧号为frame_no＝prevP_no+Bno×nb_code，其中nb_code为每次插入B帧时该B帧所处的位置，其值间于[1，Bno]之间。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103491381A (zh) * 2013-08-22 2014-01-01 合一网络技术(北京)有限公司 一种动态规划优化视频编码关键帧位置方法
CN103517080A (zh) * 2012-06-21 2014-01-15 北京数码视讯科技股份有限公司 实时视频流编码器和实时视频流编码方法
CN104509118A (zh) * 2012-08-13 2015-04-08 迪士尼企业公司 对数字媒体内容的基于内容的分割
CN105898373A (zh) * 2015-12-17 2016-08-24 乐视云计算有限公司 视频切片方法和装置
CN105979267A (zh) * 2015-12-03 2016-09-28 乐视致新电子科技（天津）有限公司 一种视频压缩、播放方法以及装置
CN106034237A (zh) * 2015-03-10 2016-10-19 杭州海康威视数字技术股份有限公司 一种基于编码切换的混合编码方法和系统
CN112019850A (zh) * 2020-08-27 2020-12-01 广州市百果园信息技术有限公司 基于场景切换的图像组划分方法、视频编码方法及装置

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103517080A (zh) * 2012-06-21 2014-01-15 北京数码视讯科技股份有限公司 实时视频流编码器和实时视频流编码方法
CN104509118A (zh) * 2012-08-13 2015-04-08 迪士尼企业公司 对数字媒体内容的基于内容的分割
CN104509118B (zh) * 2012-08-13 2017-11-17 迪士尼企业公司 对数字媒体内容的基于内容的分割
CN103491381A (zh) * 2013-08-22 2014-01-01 合一网络技术(北京)有限公司 一种动态规划优化视频编码关键帧位置方法
CN103491381B (zh) * 2013-08-22 2016-03-02 合一网络技术(北京)有限公司 一种动态规划优化视频编码关键帧位置方法
CN106034237A (zh) * 2015-03-10 2016-10-19 杭州海康威视数字技术股份有限公司 一种基于编码切换的混合编码方法和系统
CN106034237B (zh) * 2015-03-10 2020-07-03 杭州海康威视数字技术股份有限公司 一种基于编码切换的混合编码方法和系统
US10863185B2 (en) 2015-03-10 2020-12-08 Hangzhou Hikvision Digital Technology Co., Ltd. Systems and methods for hybrid video encoding
CN105979267A (zh) * 2015-12-03 2016-09-28 乐视致新电子科技（天津）有限公司 一种视频压缩、播放方法以及装置
WO2017092340A1 (zh) * 2015-12-03 2017-06-08 乐视控股（北京）有限公司 一种视频压缩、播放方法以及装置
CN105898373A (zh) * 2015-12-17 2016-08-24 乐视云计算有限公司 视频切片方法和装置
CN112019850A (zh) * 2020-08-27 2020-12-01 广州市百果园信息技术有限公司 基于场景切换的图像组划分方法、视频编码方法及装置
WO2022042156A1 (zh) * 2020-08-27 2022-03-03 百果园技术(新加坡)有限公司 基于场景切换的图像组划分方法及装置、视频编码方法及装置

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