CN102724489A

CN102724489A - 一种减少视频编码时延的方法

Info

Publication number: CN102724489A
Application number: CN 201210116317
Authority: CN
Inventors: 贺明建
Original assignee: SUZHOU HANCHEN DIGITAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SUZHOU HANCHEN DIGITAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-04-20
Filing date: 2012-04-20
Publication date: 2012-10-10

Abstract

本发明公开了一种减少视频编码时延的方法，在图像视频编码时有效地减少编码时延。方法包括：在处理视频编码时放置两个视频帧缓存器存，每个视频帧缓存器轮流采集一帧图像数据，一个视频帧缓存器采集一帧图像数据，另个一视频帧缓存器采集下一个图像数据；CPU完成一个视频帧缓存器中的一帧图像的视频编码后，继续处理另一个视频帧缓存器中的下一帧图像的视频编码，依次循环。

Description

一种减少视频编码时延的方法

技术领域

本发明涉及一种视频编码的处理方法，具体涉及减少视频编码时延的方法，

属于数字视频处理技术领域。

背景技术

在视频通讯中，视频编码通常由几个部分组成：1)视频采集：按照每一帧的视频采集成数字信号以数据方式存入视频缓存器。2)视频编码：通过CPU对原始未压缩的视频数据进行压缩处理，编码需要参考帧，因此参考帧进行缓存。3)视频输出。在嵌入式系统中，CPU的处理能力有限，对于一些先进格式，如H.264，AVS的视频编码很难即时处理，需要一定的运算处理时间。另外，由于需要参考帧，使CPU的处理时间增长造成视频时延加大。按照现有技术实施的编码通常是先进行视频采集，然后再进行视频编码，并以多帧视频作为参考，总的编码时延将是：Tt＝Ts+(n+1)Tc，其中Tt代表总的视频编码时延，Ts是采集视频的时延，Tc是视频编码时延。n指编码时的参考帧数。在嵌入式处理中，视频采集需要30ms，压缩一帧视频需要的时间是70ms，取3个参考帧，则总的视频时延将达到240ms。

另外，传输网络的带宽限制以及各类网络带宽条件的不同，在视频传输时还需要对带宽进行控制。

通常视频采集与压缩广泛应用于嵌入式系统家庭终端视频通讯设备中，解决视频编码时延问题对于视频通讯有益。

发明内容

本发明提出一种减少视频编码时延的方法，通过使用两个视频帧缓存器，在一帧视频数据被压缩处理期间，同时将另一帧视频采集到另一个视频帧缓存器中。在视频压缩时，仅采用一帧视频作为参考，在解码时，采用即到即解码的措施，减少视频编码的时延。另外，通过控制CPU的处理时间，调整被丢弃的视频帧数，调整编码后的视频带宽，在CPU资源有限的条件下，减小视频图像编码时延，在视频通讯过程中，解决普遍存在的延时问题。

本发明减少视频编码延时的方法是：当CPU对一个视频帧缓存器进行一帧图像的数据编码时，另一个视频帧缓存器同时进行下一帧图像的采集，以此保证CPU处理完一帧图像的视频编码后，总能继续处理下一帧图像的视频编码。如果一个视频帧缓存器已经采集完成下一帧图像数据，但是CPU未能完成另一个视频帧缓存器中的上一帧图像的视频编码，则丢弃上一帧图像数据，直接对下一帧图像数据进行编码，以此减少各种原因造成的视频编码延时。同时，CPU在进行视频编码时，仅以上一帧视频数据为参考，减少多帧参考图像所造成的等待时延。在解码端，编码后的视频数据是随到随解码，基本上没有时延。

通过本发明提出的方法，视频编解码延时不超过CPU压缩一帧图像的编码处理时间Tc加上采集一帧图像的时间Ta。本发明的另外一个功能是直接通过控制CPU对一帧图像的处理时间长短自动控制采集帧多少，从而控制编码后的视频码率，以适应不同网络带宽下良好的传输和视频通讯体验。

附图说明

图1是根据本发明的减少视频编码时延的实现框图。

图2是根据本发明的编码和解码系统图

图3是根据本发明的视频通讯码率控制原理图

图4是根据本发明的CPU处理时间控制原理

具体实施方式

本发明的目的是提供一种减少视频编码时延的方法。如附图1所示，具体实现方法是：

(1)视频摄取器通过摄像头3摄取的原始视频数据的每一帧轮流被两个视频帧缓存器采集，视频帧缓存器1采集完一帧视频，CPU 4处理视频帧缓存器1中的一帧视频数据，同时，从摄像头3摄取的下一帧原始视频数据存入视频帧缓存器2中。

(2)如果视频帧缓存器2完成下一帧视频数据采集后，CPU 4未能处理完成上一帧视频数据，则丢弃上一帧视频数据，CPU 4处理下一帧视频数据，视频帧缓存器1继续采集后面的一帧视频数据，依次循环。

(3)如果CPU 4处理完视频帧缓存器1的视频数据，则转入处理视频帧缓存器2中的视频帧数据。这样保证在CPU处理完一帧视频后，总是继续处理另外的一个视频帧缓存器中的最新一帧视频。依次循环。

由于CPU 4处理速度比视频帧数据采集速度慢而丢掉的视频帧缓存器中的帧，是进行连续视频处理时被丢掉的视频帧。另外，CPU 4进行视频编码时，总是以上一帧视频为参考，比采用多帧参考视频造成的处理等待时延的时间明显减少。

本发明的编解码系统如图2所示。视频编码器5将编码后的视频数据送入传输网络6，解码器7在视频解码时，采用即到即解的帧解码控制。符合理论上总的视频编解码时延不超过CPU压缩两帧视频的处理时间Tc加上采集一帧视频的时间Ta。

本发明的视频通讯码率控制原理如图3所示。码率控制单元8接收到传输网络带宽对码率的要求，并根据该带宽要求计算出该码率要求下可输出的视频帧数，得出CUP需要控制的处理时间。

本发明的CPU处理时间控制原理如图4所示。例如，在满帧30帧时视频码率为512kbps的视频编码输出带宽Dv，传输网络带宽Bc为300kbps，通过比较9，如果DV大于Bc，增加CPU处理时间，根据丢弃的帧数重新计算出视频编码输出带宽Dv等于512/30x帧数，继续进入比较，直至实现Dv小于Bc。例如，编码后的视频带宽小于300Kbps，则传输帧数等于17帧(300/17.07)，CPU处理每帧的时间控制在58.8ms，则CPU编码后的输出码率将小于300kbps，满足传输带宽的需求，可以实现优质的视频传输。

本领域的熟练技术人员会明白，尽管这里为了说明的目的而描述了相似性系统的特定实施例，但是在不脱离本发明精神和范围的情况下可以作各种修改。因此，除了附加的权利要求之外，对本发明不作限制。

Claims

1.一种减少视频编码时延的方法，其特征在于，放置两个视频帧缓存器存，每个视频帧缓存器轮流采集一帧图像数据，一个视频帧缓存器采集一帧图像数据，另个一视频帧缓存器采集下一个图像数据；CPU完成一个视频帧缓存器中的一帧图像的视频编码后，继续处理另一个视频帧缓存器中的下一帧图像的视频编码，依次循环。

2.根据权利要求1所述的减少视频编码时延的方法，其特征在于，一个视频帧缓存器完成下一帧图像数据采集后，CPU未完成另一个视频帧缓存器中的上一帧图像的视频编码，则丢弃上一帧图像数据，直接对下一帧图像数据进行编码。

3.根据权利要求1所述的减少视频编码时延的方法，其特征在于，CPU进行视频编码以上一帧视频数据为参考。

4.根据权利要求1所述的减少视频编码时延的方法，其特征在于，视频编解码延时不超过CPU压缩一帧图像的编码处理时间与采集一帧图像的时间的总和。