CN103079065A

CN103079065A - 一种视频数据处理方法以及装置

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Publication number: CN103079065A
Application number: CN201210580514XA
Authority: CN
Inventors: 张春晓; 魏旭云; 李旭
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2013-05-01
Anticipated expiration: 2032-12-27
Also published as: CN103079065B

Abstract

本发明实施例公开了一种视频数据处理方法以及装置，能够尽量避免错判，从而保持码率控制效果与图像质量之间的平衡。本发明实施例方法包括：计算第一图像的第一平均绝对值误差MAD直方图以及第一图像的第一均方误差MSE直方图，所述第一图像为当前帧图像；根据所述第一MAD直方图以及所述第一MSE直方图计算差异参数；根据所述差异参数确定量化参数QP。本发明实施例还提供一种视频数据处理装置。本发明实施例能够有效避免错判，从而保持码率控制效果与图像质量之间的平衡。

Description

一种视频数据处理方法以及装置

技术领域

本发明涉及数据处理领域，尤其涉及一种视频数据处理方法以及装置。

背景技术

码率控制是视频编码中一个重要的控制手段，其目的是在满足带宽约束条件下，防止缓冲器的溢出，并且尽量提高图像的质量。

在H.264，MPEG4等编码场景中，码率控制非常重要，量化参数（QP，Quantization Parameter）是这些编码场景中用于控制编码质量和码率的参数，QP越小，图像质量越高，码率也越高，QP越大，图像质量越低，码率也越低，所以可以通过调整QP来进行码率控制。

例如在应用H.264，MPEG4编码方式的监控领域中，摄像机要对采集到的图像进行编码，然后把码流通过网络传输到监控端进行存储。由于网络的带宽是固定的，所以就对码率控制提出了很高的要求，编码得到的码流的码率应当平稳，尽量避免过冲，否则就会出现网络拥挤导致码流丢帧，从而严重影响监控效果。

现有技术中进行码率控制的一种方法为利用相邻帧图像之间的像素绝对差值和（SAD，Sum of Absolute Differences）来检测场景切换，进而避免码率过冲，具体可以如下述公式所示：

SAD (n) = Σ_{i = 1}^{N - 1} Σ_{j = 0}^{M - 1} | F_{n} (i, j) - F_{n - 1} (i, j) |;

现有技术的方案中，在检测场景切换时考虑的是相邻帧图像之间的SAD，该SAD可以直观表现出相邻帧图像在像素上的差异，如果该SAD大于某一阈值，那么就认为当前帧处于剧烈运动场景或场景切换，则调高QP以降低码率。

但是，SAD只能表现出相邻帧图像在像素上的差异，这就导致容易出现错判，例如如果图像只是进行简单的平移运动，这时相邻两帧图像的SAD很大，则编码器会提高QP，但其实这不属于场景切换或剧烈运动，如果调高QP，则会造成码率过低从而影响图像质量。

发明内容

本发明实施例提供了一种视频数据处理方法以及装置，能够尽量避免错判，从而保持码率控制效果与图像质量之间的平衡。

本发明实施例第一方面提供了一种视频数据处理方法，包括：

计算第一图像的第一平均绝对值误差MAD直方图以及第一图像的第一均方误差MSE直方图，所述第一图像为当前帧图像；

根据所述第一MAD直方图以及所述第一MSE直方图计算差异参数；

根据所述差异参数确定量化参数QP。

结合本发明实施例的第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述计算第一图像的第一MAD直方图包括：

计算所述第一图像与第二图像的像素差值的绝对值，所述第二图像为所述第一图像的前一帧图像；

根据所述第一图像的宽度像素值以及高度像素值对所述第一图像与第二图像的像素差值的绝对值进行累加得到所述第一MAD直方图。

结合本发明实施例的第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，采用如下公式计算所述第一图像与第二图像的像素差值的绝对值：

D_n（i，j）=|F_n（i，j）-F_n-1（i，j）|；

所述F_n（i，j）为第一图像的像素对应的像素值，所述F_n-1（i，j）为第二图像的像素对应的像素值。

结合本发明实施例的第一方面，在第三种可能的实现方式中，所述计算第一图像的第一MSE直方图包括：

将所述第一图像划分为N×M个矩阵，每个矩阵具有W行和H列；

根据所述划分后的矩阵、矩阵中的像素的平均值、W以及H计算所述第一图像的MSE绝对值；

根据所述W、H、M、N以及所述第一图像的MSE绝对值计算所述第一MSE直方图。

结合本发明实施例的第一方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，采用如下公式计算所述第一图像的MSE绝对值：

D_{n} (i, j) = \sqrt{(Σ_{i = 0}^{W - 1} Σ_{j = 0}^{H - 1} {| R_{n} (i, j) - \overset{&OverBar;}{R_{n}} |}^{2}) / (W \times H)};

所述R_n是当前图像中的第n个矩阵，所述

是划分后的矩阵中的像素值的平均值。

结合本发明实施例的第一方面，在第五种可能的实现方式中，所述根据所述第一MAD直方图以及所述第一MSE直方图计算差异参数包括：

根据所述第一MAD直方图、第一图像的像素的最大值、第一图像的宽度像素值以及高度像素值计算第一图像与第二图像之间的差异数值InterVal，所述第二图像为所述第一图像的前一帧图像；

根据所述第一MSE直方图、第一图像的像素的最大值、第一图像的宽度像素值以及高度像素值计算所述第一图像的纹理复杂度数值IntraVal；

将所述InterVal以及IntraVal作为所述差异参数。

结合本发明实施例的第一方面的第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述根据所述差异参数确定QP包括：

若所述InterVal小于第一阈值，且IntraVal小于第二阈值，则保持当前QP不变。

结合本发明实施例的第一方面，在第七种可能的实现方式中，所述方法还包括：

计算第二图像的第二MAD直方图以及第二图像的第二MSE直方图，所述第二图像为所述第一图像的前一帧图像。

结合本发明实施例的第一方面的第七种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述根据所述第一MAD直方图以及所述第一MSE直方图计算差异参数包括：

根据所述第一MAD直方图、第二MAD直方图、第一图像的像素的最大值、第一图像的宽度像素值以及高度像素值计算第一MAD直方图与第二MAD直方图之间的差异数值InterCrossVal；

根据所述第一MSE直方图、第二MSE直方图、第一图像的像素的最大值、第一图像的宽度像素值以及高度像素值计算第一MSE直方图与第二MSE直方图之间的差异数值IntraCrossVal；

将所述InterCrossVal以及IntraCrossVal作为所述差异参数。

结合本发明实施例的第一方面的第八种可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，所述根据所述差异参数确定QP包括：

若所述InterCrossVal大于第三阈值，且IntraCrossVal大于第四阈值，则调高当前QP。

本发明实施例第二方面提供了一种视频数据处理装置，包括：

第一图像计算单元，用于计算第一图像的第一平均绝对值误差MAD直方图以及第一图像的第一均方误差MSE直方图，所述第一图像为当前帧图像；

差异参数计算单元，用于根据所述第一图像计算单元计算得到的第一MAD直方图以及所述第一MSE直方图计算差异参数；

量化参数确定单元，用于根据所述差异参数计算单元计算得到的差异参数确定量化参数QP。

结合本发明实施例的第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述第一图像计算单元包括：

第一计算模块，用于计算所述第一图像与第二图像的像素差值的绝对值，所述第二图像为所述第一图像的前一帧图像；

累加模块，用于根据所述第一图像的宽度像素值以及高度像素值对所述第一图像与第二图像的像素差值的绝对值进行累加得到所述第一MAD直方图。

结合本发明实施例的第二方面，在第二种可能的实现方式中，所述第一图像计算单元包括：

划分模块，用于将所述第一图像划分为N×M个矩阵，每个矩阵具有W行和H列；

第二计算模块，用于根据所述划分后的矩阵、矩阵中的像素的平均值、W以及H计算所述第一图像的MSE绝对值；

第三计算模块，用于根据所述W、H、M、N以及所述第一图像的MSE绝对值计算所述第一MSE直方图。

结合本发明实施例的第二方面，在第三种可能的实现方式中，所述差异参数计算单元包括：

第四计算模块，用于根据所述第一MAD直方图、第一图像的像素的最大值、第一图像的宽度像素值以及高度像素值计算第一图像与第二图像之间的差异数值InterVal，所述第二图像为所述第一图像的前一帧图像；

第五计算模块，用于根据所述第一MSE直方图、第一图像的像素的最大值、第一图像的宽度像素值以及高度像素值计算所述第一图像的纹理复杂度数值IntraVal；

第一确定模块，用于将所述InterVal以及IntraVal作为所述差异参数。

结合本发明实施例的第二方面，在第四种可能的实现方式中，所述视频数据处理装置还包括：

第二图像计算单元，用于计算第二图像的第二MAD直方图以及第二图像的第二均方误差MSE直方图，所述第二图像为所述第一图像的前一帧图像。

结合本发明实施例的第二方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述差异参数计算单元包括：

第六计算模块，用于根据所述第一MAD直方图、第二MAD直方图、第一图像的像素的最大值、第一图像的宽度像素值以及高度像素值计算第一MAD直方图与第二MAD直方图之间的差异数值InterCrossVal；

第七计算模块，用于根据所述第一MSE直方图、第二MSE直方图、第一图像的像素的最大值、第一图像的宽度像素值以及高度像素值计算第一MSE直方图与第二MSE直方图之间的差异数值IntraCrossVal；

第二确定模块，用于将所述InterCrossVal以及IntraCrossVal作为所述差异参数。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例中，可以计算第一图像的第一平均绝对值误差（MAD，MeanAbsolute Difference）直方图以及第一图像的第一均方误差（MSE，Mean SquareError）直方图，并且根据第一MAD直方图以及第一MSE直方图计算差异参数，从而根据该差异参数确定QP，由于调整QP所使用的差异参数是由第一MAD直方图以及第一MSE直方图计算得到的，而非仅仅通过像素的差值计算得到，所以本发明实施例中的差异参数更能体现出当前帧图像是否处于场景切换的环境或剧烈运动的环境，因此能够根据该差异参数准确的对QP进行调整，以有效避免错判，从而保持码率控制效果与图像质量之间的平衡。

附图说明

图1为本发明实施例中视频数据处理方法一个实施例示意图；

图2为本发明实施例中视频数据处理方法另一实施例示意图；

图3为本发明实施例中视频数据处理方法另一实施例示意图；

图4为本发明实施例中视频数据处理装置一个实施例示意图；

图5为本发明实施例中视频数据处理装置另一实施例示意图；

图6为本发明实施例中视频数据处理装置另一实施例示意图。

具体实施方式

请参阅图1，本发明实施例中的视频数据处理方法一个实施例包括：

101、计算第一图像的第一MAD直方图以及第一图像的第一MSE直方图；

本实施例中，当需要确定QP以防止码率过冲时，视频数据处理装置可以计算第一图像的MAD直方图以及第一图像的MSE直方图，其中，该第一图像为当前帧图像。

为便于描述，在后面的实施例中，将第一图像的MAD直方图简称为第一MAD直方图，将第一图像的MSE直方图简称为第一MSE直方图。

需要说明的是，本步骤101可以周期性执行，或逐帧执行，或当满足某预置条件时执行，具体此处不做限定。

102、根据第一MAD直方图以及第一MSE直方图计算差异参数；

当视频数据处理装置计算得到第一MAD直方图以及第一MSE直方图之后，即可以根据第一MAD直方图以及第一MSE直方图计算差异参数，该差异参数可以用于确定QP。

103、根据差异参数确定QP。

本实施例中，当视频数据处理装置根据第一MAD直方图以及第一MSE直方图计算得到差异参数之后，则可以根据该差异参数确定QP，使得编码器使用该确定得到的QP进行视频编码，从而防止码率过冲。

本实施例中，可以计算第一图像的第一MAD直方图以及第一图像的第一MSE直方图，并且根据第一MAD直方图以及第一MSE直方图计算差异参数，从而根据该差异参数确定QP，由于调整QP所使用的差异参数是由第一MAD直方图以及第一MSE直方图计算得到的，而非仅仅通过像素的差值计算得到，所以本发明实施例中的差异参数更能体现出当前帧图像是否处于场景切换的环境或剧烈运动的环境，因此能够根据该差异参数准确的对QP进行调整，以有效避免错判，从而保持码率控制效果与图像质量之间的平衡。

本实施例可以采用多种方式确定QP，下面分别进行说明：

一、仅基于第一图像的第一MAD直方图以及第一MSE直方图确定QP：

本实施例中，视频数据处理装置可以仅基于第一图像的第一MAD直方图以及第一MSE直方图确定QP，具体请参阅图2，本发明实施例中视频数据处理方法另一实施例包括：

201、计算第一图像与第二图像的像素差值的绝对值；

本实施例中，视频数据处理装置要计算第一MAD直方图，则可以先计算第一图像与第二图像的像素差值的绝对值，其中，该第二图像为第一图像的前一帧图像。

具体可以采用如下公式：

D_n（i，j）=|F_n（i，j）-F_n-1（i，j）|；

其中，F_n（i，j）为第一图像的像素对应的像素值，F_n-1（i，j）为第二图像的像素对应的像素值，D_n（i，j）为第一图像与第二图像的像素差值的绝对值。

202、根据第一图像的宽度像素值以及高度像素值对第一图像与第二图像的像素差值的绝对值进行累加得到第一MAD直方图；

当视频数据处理装置计算得到第一图像与第二图像的像素差值的绝对值D_n（i，j）之后，则可以根据第一图像的宽度像素值以及高度像素值对第一图像与第二图像的像素差值的绝对值D_n（i，j）进行累加得到第一MAD直方图。

本实施例中，假设图像的像素的最大值是255，则MAD直方图是一个255大小的数组，可以用MAD[255]表示，假设图像的大小是N×M，则具体可以采用如下算法计算第一MAD直方图：

在上述的算法中，第一图像的大小为N×M，即第一图像的宽度像素值为N，第一图像的高度像素值为M。

上述的算法中，需要进行二重循环，共循环的次数为N×M次，每次循环时，MAD[D_n（i，j）]都会自加，循环完成后输出的结果即为第一MAD直方图。

需要说明的是，下面是一个计算MAD直方图的简单的例子。假设图像大小是3×3，相邻两帧图像的像素值如下：

F_{n - 1} = [\begin{matrix} 25 & 20 & 23 \\ 35 & 32 & 20 \\ 31 & 25 & 22 \end{matrix}];

F_{n} = [\begin{matrix} 27 & 23 & 23 \\ 35 & 31 & 23 \\ 32 & 24 & 23 \end{matrix}];

由上述的F_n和F_n-1可以计算得出：

D_{n} = [\begin{matrix} 2 & 3 & 0 \\ 0 & 1 & 3 \\ 1 & 1 & 1 \end{matrix}] .

则MAD等于{2，4，1，2，0，0，0，…}。

需要说明的是，上面仅以一个例子说明了第一MAD直方图的计算过程，可以理解的是，在实际应用中，F_n和F_n-1可能会有所不同，则计算得出的D_n也会有所不同，那么相应的第一MAD直方图也会发生相应的变化，具体此处不做限定。

203、将第一图像划分为N×M个矩阵；

本实施例中，视频数据处理装置要计算第一MSE直方图，则可以先将第一图像划分为N×M个矩阵，其中，每个矩阵具有W行和H列。

204、根据划分后的矩阵、矩阵中的像素的平均值、W以及H计算第一图像的MSE绝对值；

当频数据处理装置将第一图像划分为N×M个矩阵之后，可以根据划分后的矩阵、矩阵中的像素的平均值、W以及H计算第一图像的MSE绝对值，具体可以采用如下公式进行计算：

D_{n} (i, j) = \sqrt{(Σ_{i = 0}^{W - 1} Σ_{j = 0}^{H - 1} {| R_{n} (i, j) - \overset{&OverBar;}{R_{n}} |}^{2}) / (W \times H)};

该R_n是当前图像中的第n个矩阵，该

是划分后的矩阵中的像素值的平均值。

205、根据W、H、M、N以及第一图像的MSE绝对值计算第一MSE直方图；

本实施例中，当频数据处理装置根据划分后的矩阵、矩阵中的像素的平均值、W以及H计算第一图像的MSE绝对值D_n（i，j）之后，可以根据W、H、M、N以及第一图像的MSE绝对值D_n（i，j）计算第一MSE直方图。

假设图像的像素的最大值是255，则MSE直方图是一个255大小的数组，用MSE[255]表示，具体可以采用如下算法计算第一MSE直方图：

在上述的算法中，第一图像可以被划分为N×M个矩阵，每个矩阵具有W行和H列。

上述的算法中，需要进行二重循环，共循环的次数为N×M次，每次循环时，循环完成后输出的结果即为第一MSE直方图。

需要说明的是，视频数据处理装置通过上述步骤201至202可以计算得到第一MAD直方图，通过步骤203至205可以计算得到第一MSE直方图，在实际应用中，步骤201至202与步骤203至205之间并没有严格的先后顺序，可以先执行步骤201至202，也可以先执行步骤203至205，或者同时执行步骤201至202以及步骤203至205，也就是说，本实施例中无需限定先计算第一MAD直方图，还是先计算第一MSE直方图。

206、根据第一MAD直方图、第一图像的像素的最大值、第一图像的宽度像素值以及高度像素值计算第一图像与第二图像之间的差异数值InterVal；

本实施例中，当视频数据处理装置通过步骤201至202计算得到第一MAD直方图之后，则可以根据第一MAD直方图、第一图像的像素的最大值、第一图像的宽度像素值以及高度像素值计算第一图像与第二图像之间的差异数值InterVal，该InterVal用以表示第一图像与第二图像之间的差异。

假设MAD_n是第一图像（即当前帧图像）的MAD直方图，K表示一帧图像的像素的最大值（一般是255），N和M表示第一图像的宽和高，则可以通过如下算法计算第一图像与第二图像之间的差异数值InterVal：

在上面的算法中，首先可以将InterVal数值初始化为0，然后进入循环，循环的次数为K次，每次循环时都执行InterVal=InterVal+MAD_n（i）×i，当循环结束时，再执行InterVal＝InterVal／（Ｎ×Ｍ），从而得到最终的InterVal。

207、根据第一MSE直方图、第一图像的像素的最大值、第一图像的宽度像素值以及高度像素值计算第一图像的纹理复杂度数值IntraVal；

本实施例中，当视频数据处理装置通过步骤203至205计算得到第一MSE直方图之后，则可以根据第一MSE直方图、第一图像的像素的最大值、第一图像的宽度像素值以及高度像素值计算第一图像的纹理复杂度数值IntraVal，该InterVal用以表示第一图像的纹理复杂度。

假设MSE_n是第一图像（即当前帧图像）的MSE直方图，K表示一帧图像的像素的最大值（一般是255），N和M表示第一图像的宽和高，则可以通过如下算法计算第一图像的纹理复杂度数值IntraVal：

在上面的算法中，首先可以将IntraVal数值初始化为0，然后进入循环，循环的次数为K次，每次循环时都执行IntraVal=IntraVal+MSE_n（i）×i，当循环结束时，再执行IntraVal＝IntraVal／（Ｎ×Ｍ），从而得到最终的IntraVal。

需要说明的是，视频数据处理装置通过上述步骤206可以计算得到第一图像与第二图像之间的差异数值InterVal，通过步骤207可以计算得到第一图像的纹理复杂度数值IntraVal，在实际应用中，步骤206与步骤207之间并没有严格的先后顺序，可以先执行步骤206，也可以先执行步骤207，或者同时执行步骤206以及步骤207，也就是说，本实施例中无需限定先计算第一图像与第二图像之间的差异数值InterVal，还是先计算第一图像的纹理复杂度数值IntraVal。

208、根据InterVal以及IntraVal确定QP。

本实施例中，当视频数据处理装置计算得到InterVal以及IntraVal之后，则可以将InterVal以及IntraVal作为差异参数，并且根据InterVal以及IntraVal确定QP。

具体方式可以为：若InterVal小于第一阈值InterT，且IntraVal小于第二阈值IntraT，则可以确定当前的场景是纹理极其简单而且运动很小的场景，此时，视频数据处理装置可以维持当前的QP值不动，进而避免码率过冲。

需要说明的是，第一阈值InterT和第二阈值IntraT可以通过尝试试验的方式得出，或者根据经验值得出，例如可以在尝试试验中不断调整这两个阈值，以确定调整后的阈值对QP的影响，当能够维持QP值不动，以避免码率过冲时，则可以确定具体的第一阈值InterT和第二阈值IntraT。

本实施例中，视频数据处理装置可以计算第一图像的第一MAD直方图以及第一图像的第一MSE直方图，并且根据第一MAD直方图以及第一MSE直方图计算InterVal以及IntraVal，并且根据InterVal以及IntraVal与第一阈值InterT以及第二阈值IntraT之间的关系确定QP，由于调整QP所使用的差异参数是由第一MAD直方图以及第一MSE直方图计算得到的，而非仅仅通过像素的差值计算得到，所以本发明实施例中的差异参数更能体现出当前帧图像是否处于场景切换的环境或剧烈运动的环境，因此能够根据该差异参数准确的对QP进行调整，以有效避免错判，从而保持码率控制效果与图像质量之间的平衡。

二、基于第一图像的第一MAD直方图、第一图像的第一MSE直方图、第二图像的第二MAD直方图以及第二图像的第二MSE直方图确定QP：

本实施例中，视频数据处理装置需要基于第一图像的第一MAD直方图、第一图像的第一MSE直方图、第二图像的第二MAD直方图以及第二图像的第二MSE直方图确定QP，具体请参阅图3，本发明实施例中视频数据处理方法另一实施例包括：

301、计算第一图像的第一MAD直方图以及第一图像的第一MSE直方图；

需要说明的是，本步骤301可以周期性执行，或逐帧执行，或当满足某预置条件时执行，具体此处不做限定。

具体的，视频数据处理装置可以通过如下方式计算第一图像的第一MAD直方图：

视频数据处理装置可计算第一图像与第二图像的像素差值的绝对值；

具体可以采用如下公式：

D_n（i，j）=|F_n（i，j）-F_n-1（i，j）|；

当视频数据处理装置计算得到第一图像与第二图像的像素差值的绝对值D_n（i，j）之后，则可以根据第一图像的宽度像素值以及高度像素值对第一图像与第二图像的像素差值的绝对值D_n（i，j）进行累加得到第一MAD直方图，本实施例中，假设图像的像素的最大值是255，则MAD直方图是一个255大小的数组，可以用MAD[255]表示，假设图像的大小是N×M，则具体可以采用如下算法计算第一MAD直方图：

具体的，视频数据处理装置可以通过如下方式计算第一图像的第一MSE直方图：

D_{n} (i, j) = \sqrt{(Σ_{i = 0}^{W - 1} Σ_{j = 0}^{H - 1} {| R_{n} (i, j) - \overset{&OverBar;}{R_{n}} |}^{2}) / (W \times H)};

该R_n是当前图像中的第n个矩阵，该

是划分后的矩阵中的像素值的平均值。

302、计算第二图像的第二MAD直方图以及第二图像的第二MSE直方图；

本实施例中，该第二图像为第一图像的前一帧图像。

具体的，视频数据处理装置可以通过如下方式计算第二图像的第二MAD直方图：

视频数据处理装置可计算第二图像与第三图像的像素差值的绝对值；

本实施例中，视频数据处理装置要计算第一MAD直方图，则可以先计算第二图像与第三图像的像素差值的绝对值，其中，该第三图像为第二图像的前一帧图像。

具体可以采用如下公式：

D_n（i，j）=|F_n（i，j）-F_n-1（i，j）|；

其中，F_n（i，j）为第二图像的像素对应的像素值，F_n-1（i，j）为第三图像的像素对应的像素值，D_n（i，j）为第二图像与第三图像的像素差值的绝对值。

当视频数据处理装置计算得到第二图像与第三图像的像素差值的绝对值D_n（i，j）之后，则可以根据第二图像的宽度像素值以及高度像素值对第二图像与第三图像的像素差值的绝对值D_n（i，j）进行累加得到第二MAD直方图，本实施例中，假设图像的像素的最大值是255，则MAD直方图是一个255大小的数组，可以用MAD[255]表示，假设图像的大小是N×M，则具体可以采用如下算法计算第二MAD直方图：

在上述的算法中，第二图像的大小为N×M，即第二图像的宽度像素值为N，第二图像的高度像素值为M。

上述的算法中，需要进行二重循环，共循环的次数为N×M次，每次循环时，MAD[D_n（i，j）]都会自加，循环完成后输出的结果即为第二MAD直方图。

具体的，视频数据处理装置可以通过如下方式计算第二图像的第二MSE直方图：

本实施例中，视频数据处理装置要计算第二MSE直方图，则可以先将第二图像划分为N×M个矩阵，其中，每个矩阵具有W行和H列。

当频数据处理装置将第二图像划分为N×M个矩阵之后，可以根据划分后的矩阵、矩阵中的像素的平均值、W以及H计算第二图像的MSE绝对值，具体可以采用如下公式进行计算：

D_{n} (i, j) = \sqrt{(Σ_{i = 0}^{W - 1} Σ_{j = 0}^{H - 1} {| R_{n} (i, j) - \overset{&OverBar;}{R_{n}} |}^{2}) / (W \times H)};

该R_n是当前图像中的第n个矩阵，该

是划分后的矩阵中的像素值的平均值。

本实施例中，当频数据处理装置根据划分后的矩阵、矩阵中的像素的平均值、W以及H计算第二图像的MSE绝对值D_n（i，j）之后，可以根据W、H、M、N以及第二图像的MSE绝对值D_n（i，j）计算第二MSE直方图。

假设图像的像素的最大值是255，则MSE直方图是一个255大小的数组，用MSE[255]表示，具体可以采用如下算法计算第二MSE直方图：

在上述的算法中，第二图像可以被划分为N×M个矩阵，每个矩阵具有W行和H列。

上述的算法中，需要进行二重循环，共循环的次数为N×M次，每次循环时，循环完成后输出的结果即为第二MSE直方图。

需要说明的是，视频数据处理装置通过上述步骤301可以计算得到第一MAD直方图以及第一MSE直方图，通过步骤302可以计算得到第二MAD直方图以及第二MSE直方图，在实际应用中，步骤301与步骤302之间并没有严格的先后顺序，可以先执行步骤301，也可以先执行步骤302，或者同时执行步骤301以及步骤302，也就是说，本实施例中无需限定先计算第一MAD直方图以及第一MSE直方图，还是先计算第二MAD直方图以及第二MSE直方图。

303、根据第一MAD直方图、第二MAD直方图、第一图像的像素的最大值、第一图像的宽度像素值以及高度像素值计算第一MAD直方图与第二MAD直方图之间的差异数值InterCrossVal；

本实施例中，视频数据处理装置计算得到第一MAD直方图以及第二MAD直方图之后，可以根据第一MAD直方图、第二MAD直方图、第一图像的像素的最大值、第一图像的宽度像素值以及高度像素值计算第一MAD直方图与第二MAD直方图之间的差异数值InterCrossVal。

假设MAD_n是第一图像（即当前帧图像）的MAD直方图，MAD_n-1是第二图像（即当前帧的前一帧图像）的MAD直方图，K表示一帧图像的像素的最大值（一般是255），N和M表示第一图像的宽和高，则可以通过如下算法计算第一MAD直方图与第二MAD直方图之间的差异数值InterCrossVal：

在上面的算法中，首先可以将InterCrossVal数值初始化为0，然后进入循环，循环的次数为K次，每次循环时都执行InterCrossVal=InterCrossVal+MIN（MAD_n（i），MAD_n-1（i）），当循环结束时，再执行InterCrossVal＝（（Ｎ×Ｍ）－InterCrossVal）／（Ｎ×Ｍ），从而得到最终的InterCrossVal。

其中，MIN（MAD_n（i），MAD_n-1（i））的值为MAD_n（i）和MAD_n-1（i）中较小者的数值。

304、根据第一MSE直方图、第二MSE直方图、第一图像的像素的最大值、第一图像的宽度像素值以及高度像素值计算第一MSE直方图与第二MSE直方图之间的差异数值IntraCrossVal；

本实施例中，视频数据处理装置计算得到第一MSE直方图以及第二MSE直方图之后，可以根据第一MSE直方图、第二MSE直方图、第一图像的像素的最大值、第一图像的宽度像素值以及高度像素值计算第一MSE直方图与第二MSE直方图之间的差异数值IntraCrossVal。

假设MSE_n是第一图像（即当前帧图像）的MSE直方图，MSE_n-1是第二图像（即当前帧的前一帧图像）的MSE直方图，K表示一帧图像的像素的最大值（一般是255），N和M表示第一图像的宽和高，则可以通过如下算法计算第一MSE直方图与第二MSE直方图之间的差异数值IntraCrossVal：

在上面的算法中，首先可以将IntraCrossVal数值初始化为0，然后进入循环，循环的次数为K次，每次循环时都执行IntraCrossVal=IntraCrossVal+MIN（MSE_n（i），MSE_n-1（i）），当循环结束时，再执行IntraCrossVal＝（（Ｎ×Ｍ）－IntraCrossVal）／（Ｎ×Ｍ），从而得到最终的IntraCrossVal。

需要说明的是，视频数据处理装置通过上述步骤303可以计算得到第一MAD直方图与第二MAD直方图之间的差异数值InterCrossVal，通过步骤304可以计算得到第一MSE直方图与第二MSE直方图之间的差异数值IntraCrossVal，在实际应用中，步骤303与步骤304之间并没有严格的先后顺序，可以先执行步骤303，也可以先执行步骤304，或者同时执行步骤303以及步骤304，也就是说，本实施例中无需限定先计算第一MAD直方图与第二MAD直方图之间的差异数值InterCrossVal，还是先计算第一MSE直方图与第二MSE直方图之间的差异数值IntraCrossVal。

305、根据InterCrossVal以及IntraCrossVal确定QP。

本实施例中，当视频数据处理装置计算得到InterCrossVal以及IntraCrossVal之后，则可以将InterCrossVal以及IntraCrossVal作为差异参数，并且根据InterCrossVal以及IntraCrossVal确定QP。

具体方式可以为：若InterCrossVal大于第三阈值InterCrossT，且IntraCrossVal大于第四阈值IntraCrossT，则说明当前帧图像处于场景切换的环境或剧烈运动的环境，需要调高当前QP，进而避免码率过冲。

需要说明的是，第三阈值InterCrossT和第四阈值IntraCrossT可以通过尝试试验的方式得出，或者根据经验值得出，例如可以在尝试试验中不断调整这两个阈值，以确定调整后的阈值对QP的影响，能够在当前帧图像处于场景切换的环境或剧烈运动的环境时，提高QP值，以避免码率过冲时，则可以确定具体的第三阈值InterCrossT和第四阈值IntraCrossT。

本实施例中，视频数据处理装置可以计算第一图像的第一MAD直方图以及第一图像的第一MSE直方图，并且可以计算得出第二图像的第二MAD直方图以及第二图像的第二MSE直方图，并且根据第一MAD直方图、第二MAD直方图、第一MSE直方图以及第二MSE直方图计算InterCrossVal以及IntraCrossVal，并且根据InterCrossVal以及IntraCrossVal与第三阈值InterCrossT和第四阈值IntraCrossT之间的关系确定QP，由于调整QP所使用的差异参数是由第一MAD直方图、第二MAD直方图、第一MSE直方图以及第二MSE直方图计算得到的，而非仅仅通过像素的差值计算得到，所以本发明实施例中的差异参数更能体现出当前帧图像是否处于场景切换的环境或剧烈运动的环境，因此能够根据该差异参数准确的对QP进行调整，以有效避免错判，从而保持码率控制效果与图像质量之间的平衡。

上面对本发明实施例中的视频数据处理方法进行了描述，下面对本发明实施例中的视频数据处理装置进行描述，请参阅图4，本发明实施例中视频数据处理装置一个实施例包括：

第一图像计算单元401，用于计算第一图像的第一平均绝对值误差MAD直方图以及第一图像的第一均方误差MSE直方图，该第一图像为当前帧图像；

差异参数计算单元402，用于根据该第一图像计算单元401计算得到的第一MAD直方图以及第一MSE直方图计算差异参数；

量化参数确定单元403，用于根据差异参数计算单元402计算得到的差异参数确定量化参数QP。

本实施例中，第一图像计算单元401可以计算第一图像的第一MAD直方图以及第一图像的第一MSE直方图，差异参数计算单元402可以根据第一MAD直方图以及第一MSE直方图计算差异参数，从而使得量化参数确定单元403根据该差异参数确定QP，由于调整QP所使用的差异参数是由第一MAD直方图以及第一MSE直方图计算得到的，而非仅仅通过像素的差值计算得到，所以本发明实施例中的差异参数更能体现出当前帧图像是否处于场景切换的环境或剧烈运动的环境，因此能够根据该差异参数准确的对QP进行调整，以有效避免错判，从而保持码率控制效果与图像质量之间的平衡。

本实施例可以采用多种方式确定QP，下面分别进行说明：

本实施例中，视频数据处理装置可以仅基于第一图像的第一MAD直方图以及第一MSE直方图确定QP，具体请参阅图5，本发明实施例中视频数据处理装置另一实施例包括：

第一图像计算单元501，用于计算第一图像的第一平均绝对值误差MAD直方图以及第一图像的第一均方误差MSE直方图，该第一图像为当前帧图像；

差异参数计算单元502，用于根据该第一图像计算单元501计算得到的第一MAD直方图以及第一MSE直方图计算差异参数；

量化参数确定单元503，用于根据该差异参数计算单元502计算得到的差异参数确定量化参数QP。

本实施例中的第一图像计算单元501可以进一步包括：

第一计算模块5011，用于计算该第一图像与第二图像的像素差值的绝对值，该第二图像为该第一图像的前一帧图像；

累加模块5012，用于根据该第一图像的宽度像素值以及高度像素值对第一图像与第二图像的像素差值的绝对值进行累加得到该第一MAD直方图。

本实施例中的第一图像计算单元501还可以进一步包括：

划分模块5013，用于将该第一图像划分为N×M个矩阵，每个矩阵具有W行和H列；

第二计算模块5014，用于根据该划分后的矩阵、矩阵中的像素的平均值、W以及H计算该第一图像的MSE绝对值；

第三计算模块5015，用于根据该W、H、M、N以及该第一图像的MSE绝对值计算该第一MSE直方图。

本实施例中的差异参数计算单元502可以进一步包括：

第四计算模块5021，用于根据该第一MAD直方图、第一图像的像素的最大值、第一图像的宽度像素值以及高度像素值计算第一图像与第二图像之间的差异数值InterVal，该第二图像为该第一图像的前一帧图像；

第五计算模块5022，用于根据该第一MSE直方图、第一图像的像素的最大值、第一图像的宽度像素值以及高度像素值计算该第一图像的纹理复杂度数值IntraVal；

第一确定模块5023，用于将该InterVal以及IntraVal作为该差异参数。

本实施例视频数据处理装置中的各单元之间的交互方式与前述图2所示实施例中描述的内容类似，此处不再赘述。

本实施例中，第一计算模块5011以及累加模块5012可以计算得到第一图像的第一MAD直方图，且划分模块5013、第二计算模块5014以及第三计算模块5015可以计算得到第一图像的第一MSE直方图，并且差异参数计算单元502可以根据第一MAD直方图以及第一MSE直方图计算InterVal以及IntraVal，以使得量化参数确定单元503可以根据InterVal以及IntraVal与第一阈值InterT以及第二阈值IntraT之间的关系确定QP，由于调整QP所使用的差异参数是由第一MAD直方图以及第一MSE直方图计算得到的，而非仅仅通过像素的差值计算得到，所以本发明实施例中的差异参数更能体现出当前帧图像是否处于场景切换的环境或剧烈运动的环境，因此能够根据该差异参数准确的对QP进行调整，以有效避免错判，从而保持码率控制效果与图像质量之间的平衡。

本实施例中，视频数据处理装置需要基于第一图像的第一MAD直方图、第一图像的第一MSE直方图、第二图像的第二MAD直方图以及第二图像的第二MSE直方图确定QP，具体请参阅图6，本发明实施例中视频数据处理装置另一实施例包括：

第一图像计算单元601，用于计算第一图像的第一平均绝对值误差MAD直方图以及第一图像的第一均方误差MSE直方图，该第一图像为当前帧图像；

差异参数计算单元602，用于根据该第一图像计算单元601计算得到的第一MAD直方图以及该第一MSE直方图计算差异参数；

量化参数确定单元603，用于根据该差异参数计算单元602计算得到的差异参数确定量化参数QP。

本实施例中的视频数据处理装置还可以进一步包括：

第二图像计算单元604，用于计算第二图像的第二MAD直方图以及第二图像的第二均方误差MSE直方图，该第二图像为该第一图像的前一帧图像。

本实施例中的差异参数计算单元602可以进一步包括：

第六计算模块6021，用于根据该第一MAD直方图、第二MAD直方图、第一图像的像素的最大值、第一图像的宽度像素值以及高度像素值计算第一MAD直方图与第二MAD直方图之间的差异数值InterCrossVal；

第七计算模块6022，用于根据该第一MSE直方图、第二MSE直方图、第一图像的像素的最大值、第一图像的宽度像素值以及高度像素值计算第一MSE直方图与第二MSE直方图之间的差异数值IntraCrossVal；

第二确定模块6023，用于将该InterCrossVal以及IntraCrossVal作为该差异参数。

本实施例视频数据处理装置中的各单元之间的交互方式与前述图3所示实施例中描述的内容类似，此处不再赘述。

本实施例中，第一图像计算单元601可以计算第一图像的第一MAD直方图以及第一图像的第一MSE直方图，并且第二图像计算单元604可以计算得出第二图像的第二MAD直方图以及第二图像的第二MSE直方图，差异参数计算单元602可以根据第一MAD直方图、第二MAD直方图、第一MSE直方图以及第二MSE直方图计算InterCrossVal以及IntraCrossVal，以使得量化参数确定单元603可以根据InterCrossVal以及IntraCrossVal与第三阈值InterCrossT和第四阈值IntraCrossT之间的关系确定QP，由于调整QP所使用的差异参数是由第一MAD直方图、第二MAD直方图、第一MSE直方图以及第二MSE直方图计算得到的，而非仅仅通过像素的差值计算得到，所以本发明实施例中的差异参数更能体现出当前帧图像是否处于场景切换的环境或剧烈运动的环境，因此能够根据该差异参数准确的对QP进行调整，以有效避免错判，从而保持码率控制效果与图像质量之间的平衡。

上面从功能化模块的角度对本发明实施例中的视频数据处理装置进行了描述，下面从实体结构的角度对本发明实施例中的视频数据处理装置进行描述，本发明实施例中的视频数据处理装置另一实施例包括：

输入装置、处理器以及输出装置；

该处理器用于执行如下操作：

计算第一图像的第一MAD直方图以及第一图像的第一MSE直方图，该第一图像为当前帧图像；

根据该第一MAD直方图以及该第一MSE直方图计算差异参数；

根据该差异参数确定QP。

本实施例中，该处理器计算第一图像的第一MAD直方图具体包括：

计算该第一图像与第二图像的像素差值的绝对值，该第二图像为该第一图像的前一帧图像；

根据该第一图像的宽度像素值以及高度像素值对该第一图像与第二图像的像素差值的绝对值进行累加得到该第一MAD直方图。

本实施例中，该处理器计算第一图像的第一MSE直方图具体包括：

将该第一图像划分为N×M个矩阵，每个矩阵具有W行和H列；

根据该划分后的矩阵、矩阵中的像素的平均值、W以及H计算该第一图像的MSE绝对值；

根据该W、H、M、N以及该第一图像的MSE绝对值计算该第一MSE直方图。

本实施例中，该处理器根据第一MAD直方图以及第一MSE直方图计算差异参数具体包括：

根据该第一MAD直方图、第一图像的像素的最大值、第一图像的宽度像素值以及高度像素值计算第一图像与第二图像之间的差异数值InterVal，该第二图像为该第一图像的前一帧图像；

根据该第一MSE直方图、第一图像的像素的最大值、第一图像的宽度像素值以及高度像素值计算该第一图像的纹理复杂度数值IntraVal；

将该InterVal以及IntraVal作为该差异参数。

本实施例中，该处理器根据差异参数确定QP具体包括：

若该InterVal小于第一阈值，且IntraVal小于第二阈值，则保持当前QP不变。

本实施例中，该处理器还用于：

计算第二图像的第二MAD直方图以及第二图像的第二MSE直方图，该第二图像为该第一图像的前一帧图像。

根据该第一MAD直方图、第二MAD直方图、第一图像的像素的最大值、第一图像的宽度像素值以及高度像素值计算第一MAD直方图与第二MAD直方图之间的差异数值InterCrossVal；

根据该第一MSE直方图、第二MSE直方图、第一图像的像素的最大值、第一图像的宽度像素值以及高度像素值计算第一MSE直方图与第二MSE直方图之间的差异数值IntraCrossVal；

将该InterCrossVal以及IntraCrossVal作为该差异参数。

本实施例中，该处理器根据差异参数确定QP具体包括：

若该InterCrossVal大于第三阈值，且IntraCrossVal大于第四阈值，则调高当前QP。

本实施例中，视频数据处理装置中的处理器可以计算第一图像的第一MAD直方图以及第一图像的第一MSE直方图，并且根据第一MAD直方图以及第一MSE直方图计算差异参数，从而根据该差异参数确定QP，由于调整QP所使用的差异参数是由第一MAD直方图以及第一MSE直方图计算得到的，而非仅仅通过像素的差值计算得到，所以本发明实施例中的差异参数更能体现出当前帧图像是否处于场景切换的环境或剧烈运动的环境，因此能够根据该差异参数准确的对QP进行调整，以有效避免错判，从而保持码率控制效果与图像质量之间的平衡。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种视频数据处理方法，其特征在于，包括：

根据所述差异参数确定量化参数QP。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算第一图像的第一MAD直方图包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用如下公式计算所述第一图像与第二图像的像素差值的绝对值：

D_n（i，j）=|F_n（i，j）-F_n-1（i，j）|；

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算第一图像的第一MSE直方图包括：

将所述第一图像划分为N×M个矩阵，每个矩阵具有W行和H列；

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，采用如下公式计算所述第一图像的MSE绝对值：

D_{n} (i, j) = \sqrt{(Σ_{i = 0}^{W - 1} Σ_{j = 0}^{H - 1} {| R_{n} (i, j) - \overset{&OverBar;}{R_{n}} |}^{2}) / (W \times H)};

所述R_n是当前图像中的第n个矩阵，所述

是划分后的矩阵中的像素值的平均值。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一MAD直方图以及所述第一MSE直方图计算差异参数包括：

将所述InterVal以及IntraVal作为所述差异参数。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述差异参数确定QP包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一MAD直方图以及所述第一MSE直方图计算差异参数包括：

将所述InterCrossVal以及IntraCrossVal作为所述差异参数。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述差异参数确定QP包括：

11.一种视频数据处理装置，其特征在于，包括：

12.根据权利要求11所述的视频数据处理装置，其特征在于，所述第一图像计算单元包括：

13.根据权利要求11所述的视频数据处理装置，其特征在于，所述第一图像计算单元包括：

14.根据权利要求11所述的视频数据处理装置，其特征在于，所述差异参数计算单元包括：

15.根据权利要求11所述的视频数据处理装置，其特征在于，所述视频数据处理装置还包括：

16.根据权利要求15所述的视频数据处理装置，其特征在于，所述差异参数计算单元包括：