CN104967856B - 一种编码方法及相关设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种编码方法及相关设备，该编码方法通过获取需要编码为I帧数据的待编码图像数据并进行索引计算，得到索引值；根据该索引值在I帧缓存队列中进行查找，当查找到索引值时，获取该索引值对应的I帧缓存对象，该I帧缓存对象中包含有该待编码图像数据对应的I帧数据。通过上述方法，当一个或多个用户并行访问时，针对需要进行I帧编码的待编码图像数据，利用索引值查找I帧缓存队列中对应的I帧缓存对象，当查找到I帧缓存对象时，获取其中待编码图像数据对应的I帧数据直接使用，通过该方式可实现多个编码设备对同一个I帧数据的共享，不必重复I帧编码，实现降低编码时间，提高编码效率，同时降低对服务器硬件资源消耗的目的。

Description

一种编码方法及相关设备

技术领域

本发明涉及机顶盒技术领域，更具体地说，涉及一种编码方法及相关设备。

背景技术

随着各类电视机顶盒的大量应用其对应的各类机顶盒技术也随之快速发展，针对机顶盒的管理，当前利用虚拟机顶盒的技术，将家庭使用的机顶盒中的核心组件转移到运营商的机房服务器上来，以提高对机顶盒管理维护能力的同时降低对机顶盒硬件的要求。

在现有技术中，从逻辑上来讲将机顶盒主体业务移到了服务器端进行执行，当大量用户并发访问服务器时多路用户同时在服务器端进行264编码时，每路用户都需要一个编码器模块，且每个编码器模块对应的各个编码器实例之间是互相独立的，也就是说各自编码自己的每帧数据。同时，在虚拟机顶盒(VSTB，Virtual Set Top Box，虚拟机顶盒)的场景下，单个用户或多个用户之间UI页面场景复杂，不同级别的页面也会同时存在多个，因为每个不同页面都需要至少一个I帧，I帧的编码时间是P帧编码时间的2-3倍，且用户在不同页面之间进行切换时，前后都需要一个I帧编码。

在现有的用户操作的过程中，如：N路用户并发访问服务器，针对一个编码器的编码帧序列格式为：I1，P1，…Pn，I2，P1，…Pn，…In，…。就同一个编码器而言，在大量的I1，I2，…In之间都可能会存在重复的P1，…Pn数据，但仍然需要重复进行编码。对于N个不同的编码器而言，编码器1的I帧序列中和编码器N中的I帧序列中存在大量重复I帧，且该大量重复I帧数据不可重复利用和共享，就编码器而言会耗费大量的编码时间，降低编码的效率，同时这样的编码器对服务器硬件资源尤其是CPU资源的消耗也会比较高。

发明内容

本申请实施例提供一种编码方法及相关设备，以解决现有技术中因大量重复I帧数据不可重复利用和共享，耗费大量的编码时间和降低编码效率，同时对服务器硬件资源造成比较大的消耗的问题。

为实现上述目的，本申请实施例提供了如下技术方案：

本申请实施例第一方面提供了一种编码方法，应用于编码设备，包括：

获取需要编码为I帧数据的待编码图像数据；

对所述待编码图像数据进行索引计算，获得索引值；

根据所述索引值在I帧缓存队列中进行查找，当在所述I帧缓存队列中查找到所述索引值时，获取所述索引值对应的I帧缓存对象，所述I帧缓存对象中包括所述待编码图像数据对应的I帧数据。

在本申请实施例第一方面中的第一实现方式中，所述根据所述索引值在I帧缓存队列中进行查找，还包括：

当在所述I帧缓存队列中未查找到所述索引值时，对所述待编码图像数据进行I帧编码，获取对应的I帧数据；

利用所述对应的I帧数据构建对应的I帧缓存对象，并将所述对应的I帧缓存对象和所述索引值加载至I帧缓存队列中。

在本申请实施例第一方面中的第二实现方式中，在所述获取需要编码为I帧数据的待编码图像数据之前，还包括：

获取当前输入的图像数据，并基于对比函数将所述当前输入的图像数据与前一图像数据中的最后一帧数据进行对比；

若对比结果大于预设的阈值，则确定所述当前输入的图像数据为需要编码为I帧数据的待编码图像数据；

若对比结果小于预设的阈值，则对所述当前输入的图像数据进行B帧或P帧编码，并输出对应的编码结果。

本申请实施例第二方面提供了一种编码设备，包括：

处理模块用于，获取需要编码为I帧数据的待编码图像数据，对所述待编码图像数据进行索引计算，获得索引值；

查找模块用于，根据所述索引值在I帧缓存队列中进行索引值查找，当在所述I帧缓存队列中查找到所述索引值时，获取所述索引值对应的I帧缓存对象，所述I帧缓存对象中包括所述待编码图像数据对应的I帧数据。

在本申请实施例第二方面的第一实现方式中，所述根据所述索引值在I帧缓存队列中进行查找的查找模块，当在所述I帧缓存队列中未查找到所述索引值时，还包括：

所述处理模块用于，对所述所述待编码图像数据进行I帧编码，获取对应的I帧数据，并利用所述对应的I帧数据构建对应的I帧缓存对象，将所述对应的I帧缓存对象和所述索引值加载至I帧缓存队列中。

在申请实施例第二方面的第二实现方式中，所述获取需要编码为I帧数据的待编码图像数据的处理模块，还包括：

所述处理模块用于，获取当前输入的图像数据，并基于对比函数将所述当前输入的图像数据与前一图像数据中的最后一帧数据进行对比；若比对结果大于预设的阈值，则确定所述当前输入的图像数据为需要编码为I帧数据的待编码图像数据；若比对结果小于预设的阈值时，则对所述当前输入的图像数据进行B帧或P帧编码，并输出对应的编码结果。

本申请实施例第三方面提供了一种编码方法，包括：

编码设备获取需要编码为I帧数据的待编码图像数据，并对所述待编码图像数据进行索引计算，获得索引值；

所述编码设备根据所述索引值在I帧缓存器中的I帧缓存队列中进行查找，当在所述I帧缓存队列中查找到所述索引值时，获取所述索引值对应的I帧缓存对象，所述I帧缓存对象中包括所述待编码图像数据对应的I帧数据；当在所述I帧缓存队列中未查找到所述索引值时，对所述待编码图像数据进行I帧编码，获取对应的I帧数据，并依据所述对应的I帧数据构建对应的I帧缓存对象，将所述对应的I帧缓存对象和所述索引值加载至所述I帧缓存器中；

所述I帧缓存器获取加载的所述对应的I帧缓存对象和所述索引值，存储于所述I帧缓存队列中；

所述I帧缓存器依据所述索引值对所述I帧缓存队列进行更新。

在本申请实施例第三方面的第一实现方式中，所述编码设备获取需要编码为I帧数据的待编码图像数据之前，还包括：

所述编码设备获取当前输入的图像数据，并基于对比函数将所述当前输入的图像数据与前一图像数据中的最后一帧数据进行对比；若对比结果大于预设的阈值，则确定所述当前输入的图像数据为需要编码为I帧数据的待编码图像数据；若对比结果小于预设的阈值，则对所述当前输入的图像数据进行B帧或P帧编码，并输出对应的编码结果。

在本申请实施例的第三方面的第二种实现方式中，在所述编码设备获取需要编码为I帧数据的待编码图像数据之前，还包括：

对比设备对当前输入的图像数据，并基于对比函数将所述当前输入的图像数据与前一图像数据中的最后一帧数据进行对比；若比对结果大于预设阈值，则确定所述当前输入的图像数据为需要编码为I帧数据的待编码图像数据；若比对结果小于预设的阈值时，则触发所述编码设备；

所述编码设备对所述当前输入的图像数据进行B帧或P帧编码，并输出对应的编码结果。

在本申请实施例的第三方面的第三种实现方式中，所述I帧缓存器获取加载的所述对应的I帧缓存对象和所述索引值，存储于所述I帧缓存队列中，包括：

所述I帧缓存器获取由所述编码设备构建并加载的所述对应的I帧缓存对象和所述索引值，所述对应的I帧缓存对象中包含进行I帧编码的待编码图像数据对应的I帧数据；

所述I帧缓存器建立所述索引值和所述对应的I帧缓存对象之间的关联，并将所述对应的I帧缓存对象和所述索引值存储于所述I帧缓存队列中。

本申请实施例的第四方面提供了一种编码系统，包括：

编码设备用于，获取需要编码为I帧数据的待编码图像数据，对所述待编码图像数据进行索引计算，获得索引值，根据所述索引值在I帧缓存器的I帧缓存队列中进行查找，当在所述I帧缓存队列中查找到所述索引值时，获取所述索引值对应的I帧缓存对象；当在所述I帧缓存队列中未查找到所述索引值时，对所述待编码图像数据进行I帧编码，获取对应的I帧数据，并依据所述对应的I帧数据构建对应的I帧缓存对象，将所述对应的I帧缓存对象和所述索引值加载至所述I帧缓存器中；

与所述编码设备相连的I帧缓存器用于，获取加载的所述对应的I帧缓存对象和所述索引值，存储于所述I帧缓存队列中，并依据所述索引值对所述I帧缓存队列进行更新。

在本申请实施例的第四方面的第一实现方式中，所述编码设备包括：

获取单元用于，获取需要编码为I帧数据的待编码图像数据，并对所述待编码图像数据进行索引计算，得到索引值；

所述查找单元用于，根据索引值在I帧缓存器中的I帧缓存队列中进行查找，当在所述I帧缓存队列中查找到所述索引值时，触发上下文加载单元；当在所述I帧缓存队列中未查找到所述索引值时，触发编码单元；

所述编码单元用于，对所述待编码图像数据进行I帧编码，得到所述待编码图像数据对应的I帧数据，并触发所述上下文加载单元；

所述上下文加载单元用于，当在所述I帧缓存队列中查找到所述索引值时，根据所述索引值从所述I帧缓存队列中获取所述索引值对应的I帧缓存对象，并获取所述I帧缓存对象中的I帧数据；及当在所述I帧缓存队列中未查找到所述索引值时，依据所述编码单元生成的所述对应的I帧数据构建对应的I帧缓存对象，并将所述对应的I帧缓存对象和所述索引值加载至所述I帧缓存器中。

在本申请实施例的第四方面的第二实现方式中，还包括设置于所述编码设备中的对比模块；

所述对比设备用于，对当前输入的图像数据，并基于对比函数将所述当前输入的图像数据与前一图像数据中的最后一帧数据进行对比；若比对结果大于预设的阈值，则确定所述当前输入的图像数据为需要编码为I帧数据的待编码图像数据；若比对结果小于预设的阈值，则触发所述编码设备中的编码单元对所述当前输入的图像数据进行B帧或P帧编码，并输出对应的编码结果。

在本申请实施例的第四方面的第三实现方式中，还包括设置于所述编码设备与所述I帧缓存器之间的对比设备；

所述对比设备用于，对当前输入的图像数据，并基于对比函数将所述当前输入的图像数据与前一图像数据中的最后一帧数据进行对比；若比对结果大于预设的阈值，则确定所述当前输入的图像数据为需要编码为I帧数据的待编码图像数据；若比对结果小于预设的阈值时，则触发所述编码设备；

所述编码设备对所述当前输入的图像数据进行B帧或P帧编码，并输出对应的编码结果。

本申请实施例第五方面提供了一种虚拟机顶盒服务器，包括：

外部输入模块用于，输入虚拟机顶盒的业务数据，所述业务数据中包括图像数据；

具有图像编码设备的虚拟机顶盒业务模块，所述图像编码设备中包括上述所述的编码系统。

通过以上方案可知，本申请实施例提供的一种编码方法及相关设备，该编码方法通过获取需要编码为I帧数据的待编码图像数据并对其进行索引计算，得到索引值；根据该索引值在I帧缓存队列中进行查找，当在该I帧缓存队列中查找到索引值时，获取该索引值对应的I帧缓存对象，该I帧缓存对象中包含有该待编码图像数据对应的I帧数据。通过上述针对需要进行I帧编码的待编码图像数据，先在I帧缓存队列中查找是否有对应待编码图像数据的I帧数据的方式，当一个或多个用户并行访问时，针对需要进行I帧编码的待编码图像数据，利用索引值查找I帧缓存队列中对应的I帧缓存对象，在查找到对应的I帧缓存对象后，获取该I帧缓存对象中当前待编码图像数据对应的I帧数据直接使用，通过该方式可实现多个编码设备对同一个I帧数据的共享，而不必重复进行I帧编码，实现降低编码时间，提高编码效率，同时降低对服务器硬件资源消耗的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的一种编码方法的流程图；

图2为本申请实施例公开的另一种编码方法的流程图；

图3为本申请实施例公开的一种编码设备的结构示意图；

图4为本申请实施例公开的一种编码系统的结构示意图；

图5a～图5c为本申请实施例公开的针对不同位置设置对比单元的编码系统的结构示意图；

图6为本申请实施例示出的另一种编码设备的结构示意图；

图7为本申请实施例示出的一种编码方法的流程图；；

图8为本申请实施例示出的一种虚拟机顶盒服务器的结构示意图；

图9为本申请实施例示出的基于所述虚拟机顶盒服务器进行编码的序列图。

具体实施方式

以下为本申请实施例中所使用到的英文缩写的全称和中文解释：

VSTB：Virtual Set Top Box，虚拟机顶盒；

UIServer：WebUIServer，WEBUI聚合服务器；

VSTBServer：Virtual Set Top Box Server，虚拟机顶盒服务端；

VSTBClient：Virtual Set Top Box Client，虚拟机顶盒客户端；

I-frame：Intra coded frame，I-帧；

P-frame：Predicted frame，P-帧。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

由背景技术可知，当多路用户并行访问服务器并同时在服务器端进行编码时，由于每路用户都需要一个编码设备，且各个编码设备之间是独立的，因此，在进行I帧编码时存在大量的重复的I帧数据，且由于编码设备之间的独立性，大量重复的I帧数据不可重复利用和共享，会耗费大量的编码时间，降低编码的效率，同时增加对服务器硬件资源尤其是CPU资源的消耗。由此，本申请实施例公开了一种编码方法及相关设备，通过利用I帧数据的缓存，在进行I帧编码过程中共享I帧数据，降低编码时间，提高编码效率，同时降低对服务器硬件资源消耗的目的。具体架构以及实现过程，通过以下具体实施例进行详细说明。

实施例一

如图1所示，为本申请实施例一提供的一种编码方法的流程图，主要包括如下步骤。

步骤S101，获取需要编码为I帧数据的待编码图像数据；

步骤S102，对所述待编码图像数据进行索引计算，获得索引值；

在步骤S102中，对该待编码图像数据所进行索引计算，得到索引值，主要指采用哈希计算，得到该待编码图像数据的哈希值，将该哈希值作为索引值，以备后续在I帧缓存队列中查找时使用。但是本申请对于该索引计算并不仅限于哈希计算，也可以采用其他计算方式，得到相应的索引值。

步骤S103，根据所述索引值在I帧缓存队列中进行查找，当在所述I帧缓存队列中查找到所述索引值时，获取所述索引值对应的I帧缓存对象，所述I帧缓存对象中包括所述待编码图像数据对应的I帧数据。

在执行步骤S103的过程中，根据步骤S102中得到的索引值，在I帧缓存队列中查找是否已经存在该索引值，当在I帧缓存队列中查找到该索引值，则根据该索引值获取与其关联的I帧缓存对象，且该I帧缓存对象中包括该待编码图像数据对应的I帧数据。也就是说，该待编码图像数据之前已经被编码设备进行过I帧编码了，所以本次直接获取该I帧数据使用即可，不需要重复进行I帧编码。

本申请实施例通过上述公开的编码方法，当一个用户进行访问，或多个用户并行访问服务器端时，针对需要进行I帧编码的待编码图像数据，利用其计算得到的索引值查找I帧缓存队列中是否存在该索引值，并在存在该索引值的情况下，得到该索引值对应的I帧缓存对象，并直接获取该I帧缓存对象中对应该待编码图像数据的I帧数据使用。通过该编码方法可实现针对一个编码设备自身前后进行I帧编码，或多个编码设备进行I帧编码时，对相同或相似的待编码图像数据对应的I帧数据进行共享，而不必每个编码设备都重复进行I帧编码，实现降低编码时间，提高编码效率，同时降低对服务器硬件资源消耗的目的。

实施例二

如图2所示，基于上述图1公开的编码方法，在执行步骤S101之前，以及执行步骤S103时，该编码方法还包括如下步骤：

步骤S100，获取当前输入的图像数据，并基于对比函数将所述当前输入的图像数据与前一图像数据中的最后一帧数据进行对比，若对比结果大于预设的阈值，则执行步骤S104，若对比结果小于预设的阈值，则执行步骤S105；

在执行步骤S100的过程中，主要用于确认当前输入的图像数据是要进行什么样的编码，若是I帧编码则利用后续本申请所公开的编码方式，若已经存在对应的I帧数据，则可以直接使用，编码重复编码。若是需要进行B帧或P帧编码则直接进行B帧或P帧编码后输入即可。

步骤S104，确定所述当前输入的图像数据为需要编码为I帧数据的待编码图像数据；

步骤S105，对所述当前输入的图像数据进行B帧或P帧编码，并输出对应的编码结果；

步骤S101，获取需要编码为I帧数据的待编码图像数据；

步骤S102，对所述待编码图像数据进行索引计算，获得索引值；

步骤S103，根据所述索引值在I帧缓存队列中进行查找，当在所述I帧缓存队列中查找到所述索引值时，执行步骤S106，当在所述I帧缓存队列中未查找到所述索引值时，执行步骤S107；

步骤S106，获取所述索引值对应的I帧缓存对象，所述I帧缓存对象中包括所述待编码图像数据对应的I帧数据；

在执行步骤S106之后，当前的编码设备利用获取的I帧数据重置自身的状态为已进行I帧编码状态，并输出已进行I帧编码的编码数据。

步骤S107，对所述待编码图像数据进行I帧编码，获取对应的I帧数据；

步骤S108，利用所述对应的I帧数据构建对应的I帧缓存对象，并将所述对应的I帧缓存对象和所述索引值加载至I帧缓存队列中。

在执行上述步骤S103至步骤S108的过程中，当查找到I帧缓存队列中存在相同的索引值，则说明已经有与待编码图像数据相同的图像数据进行过I帧编码，获取该索引值在I帧缓存队列中对应的I帧缓存对象，确切的说是获取该I帧缓存对象中对应该待编码图像数据的I帧数据。当未查找到I帧缓存队列中存在相同的索引值，对该待编码图像数据进行I帧编码，获取对应的I帧数据，然后利用该对应的I帧数据构建对应的I帧缓存对象，并将该对应的I帧缓存对象和待编码图像数据对应的索引值加载至I帧缓存队列中，以便于后续与该待编码图像数据相同的图像数据共享该对应的I帧数据。从而实现降低编码时间，提高编码效率，同时降低对服务器硬件资源消耗的目的。

实施例三

基于上述本申请实施例公开的编码方法，本申请实施例还对应公共了一种编码设备用于执行上述编码方法，如图3所示，主要包括：处理模块101和查找模块102。

处理模块101用于，获取需要编码为I帧数据的待编码图像数据，对所述待编码图像数据进行索引计算，获得索引值；

查找模块102用于，根据所述索引值在I帧缓存队列中进行索引值查找，当在所述I帧缓存队列中查找到所述索引值时，获取所述索引值对应的I帧缓存对象，所述I帧缓存对象中包括所述待编码图像数据对应的I帧数据。

基于上述公开的获取需要进行I帧编码的待编码图像数据的处理模块101，其在获取待编码图像数据之前，该处理模块101用于，获取当前输入的图像数据，并基于对比函数将所述当前输入的图像数据与前一图像数据中的最后一帧数据进行对比；若比对结果大于预设的阈值，则确定所述当前输入的图像数据为需要编码为I帧数据的待编码图像数据；若比对结果小于预设的阈值时，则对所述当前输入的图像数据进行B帧或P帧编码，并输出对应的编码结果。

基于上述公开的所述根据所述索引值在I帧缓存队列中进行查找的查找模块102，当在所述I帧缓存队列中未查找到所述索引值时：

所述处理模块101还用于，对所述所述待编码图像数据进行I帧编码，获取对应的I帧数据，并利用所述对应的I帧数据构建对应的I帧缓存对象，将所述对应的I帧缓存对象和所述索引值加载至I帧缓存队列中。

通过上述本申请实施例公开的执行上述编码方法的编码设备，可实现对相同或相似的待编码图像数据对应的I帧数据进行共享，而不必重复进行I帧编码，实现降低编码时间，提高编码效率，同时降低对服务器硬件资源消耗的目的。

实施例四

如图4所示，为本申请实施例基于上述本申请实施例公开的编码方法和编码设备提供的一种编码系统，该编码系统主要包括：编码设备1和I帧缓存器2；

编码设备1用于，获取需要编码为I帧数据的待编码图像数据，对所述待编码图像数据进行索引计算，获得索引值，根据该索引值在I帧缓存器2的I帧缓存队列21中进行查找，当在该I帧缓存队列21中查找到所述索引值时，获取所述索引值对应的I帧缓存对象22；当在所述I帧缓存队列21中未查找到所述索引值时，对所述待编码图像数据进行I帧编码获取对应的I帧数据，并依据所述对应的I帧数据构建对应的I帧缓存对象22；将所述对应的I帧缓存对象22和所述索引值加载至所述I帧缓存器2中。

与所述编码设备1相连的I帧缓存器2用于，获取加载的所述对应的I帧缓存对象22和所述索引值，存储于所述I帧缓存队列21，并依据所述索引值对所述I帧缓存队列21进行更新。

需要说明的是，在该编码系统中可以存在一个编码设备或者多个编码设备，所有的编码设备均与同一个I帧缓存器相连，也均将进行I帧编码后构建的I帧缓存对象存储于该I帧缓存器的I帧缓存队列中，以便于共享I帧数据。

针对上述的编码设备1，每一个编码设备1对应处理一路用户输入的数据，在一路用户访问虚拟机顶盒的服务器端，或多路用户同时访问虚拟机顶盒的服务器端时，该编码设备1获取到的需要编码为I帧数据的待编码图像数据时，根据依据该待编码图像数据计算得到的索引值，在该I帧缓存队列21中进行查找，查找I帧缓存队列21中是否有该索引值，即查找该待编码图像数据是否进行过I帧编码，并在该I帧缓存队列21中存储有包含该待编码图像数据对应的I帧数据的I帧缓存对象22。

当在该I帧缓存队列21中未查到时，则该编码设备1对获取到的需要编码为I帧数据的待编码图像数据进行I帧编码，并基于得到的I帧数据构建对应的I帧缓存对象22，将该I帧缓存对象22和该待编码图像数据对应的索引值加载至I帧缓存队列21中，并在I帧缓存队列22中建立该I帧缓存对象22与索引值之间的关联。需要说明的是，该I帧缓存对象22中缓存有构建其的I帧数据。

当在该I帧缓存队列21中查找到时，则编码设备1获取I帧缓存对象22中的I帧数据，即不需要重新在对待编码图像数据进行I帧编码。通过该I帧数据重置该编码设备1的编码状态为已进行I帧编码，输出基于该I帧数据的编码结果即可。也就是说，编码设备1之间不再是独立的，而是可以对同样的待编码图像数据对应的I帧数据通过I帧缓存器2进行共享，即通过索引值，直接利用其他编码设备或自身已构建并加载至I帧缓存器2中的I帧缓存对象22中的I帧数据即可。

本申请实施例通过上述具有I帧缓存器和编码设备的编码系统，当一个用户进行访问，或多个用户并行访问时，针对当前需要进行I帧编码的待编码图像数据，利用该待编码图像数据计算得到的索引值查找I帧缓存器中的I帧缓存队列，在确定该I帧缓存队列中存在该索引值的情况下，直接获取该索引值对应的I帧缓存对象中的I帧数据使用。通过该编码系统可实现其内部一个编码设备自身前后进行I帧编码，或多个编码设备进行I帧编码时，对相同或相似的待编码图像数据对应的I帧数据进行共享，而一个编码设备自身或每个编码设备均不需要重复进行I帧编码，实现降低编码时间，提高编码效率，同时降低对服务器硬件资源消耗的目的。

实施例五

基于上述本申请实施例公开的一种编码系统，如图5a～图5c所示，为本申请实施例公开的针对不同位置设置对比单元的编码系统的结构示意图；

如图5a所示，为对比单元3设置于外部输入设备4中的编码系统结构示意图；如图5b所示，为对比单元3设置于所述编码设备1与所述I帧缓存器2之间的编码系统结构示意图；如图5c所示，为对比单元3设置于所述编码设备1中的编码系统结构示意图。

上述图5a～图5c中，设置于所述编码系统之外的外部输入设备中，或设置于所述编码设备与所述I帧缓存器之间，或设置于所述编码设备中的对比单元3用于，对当前输入的图像数据，并基于对比函数将所述当前输入的图像数据与前一图像数据中的最后一帧数据进行对比；若比对结果大于预设的阈值，则确定所述当前输入的图像数据为需要编码为I帧数据的待编码图像数据；若比对结果小于预设的阈值，则触发所述编码设备，由编码设备对所述当前输入的图像数据进行B帧或P帧编码，并输出对应的编码结果。

其中，该对比函数为I帧原始图像对比函数。

如图6所示，为所述图4中编码系统中示出的编码设备1的结构示意图，主要包括：获取单元11，查找单元12，编码单元13和上下文加载单元14

获取单元11用于，获取需要编码为I帧数据的待编码图像数据，并对所述待编码图像数据进行索引计算，得到索引值；

需要说明的是，该对比单元的位置可以为如图5a～图5c中示出的任意一个。

所述查找单元12用于，根据索引值在所述I帧缓存器中的I帧缓存队列中进行查找，当在I帧缓存队列中查找到所述索引值时，触发上下文加载单元14；当在所述I帧缓存队列中未查找所述索引值时，触发编码单元13；

所述编码单元13用于，对所述待编码图像数据进行I帧编码，得到所述待编码图像数据对应的I帧数据，并触发上下文加载单元14；

所述上下文加载模块14用于，当在所述I帧缓存队列中查找到所述索引值时，根据所述索引值从对应的I帧队列中获取所述索引值对应的I帧缓存对象，并获取所述I帧缓存对象中国的I帧数据；及当在所述I帧缓存队列中未查找到所述索引值时，依据所述编码单元13生成所述待编码图像数据对应的I帧数据构建对应的I帧缓存对象，并将所述对应的I帧缓存对象和所述索引值加载至所述I帧缓存器中；

该上下文加载模块14中提供了一个编码系统上下文clone函数。该上下文clone函数的作用是将确定的或者设定的编码系统的x264_t结构体(该结构体针对264编码，但本申请并不局限于只进行264编码，还可以进行其他编码)中的所有有关编码下一帧的数据对象缓存到一个新的缓存对象中，即将所述待编码图像数据及其上下文信息都加载至构建的I帧缓存对象中。

另外，该编码设备中还包括重置单元15和输出单元16。

所述重置单元15用于，基于获取到的所述对应的I帧数据重置所述编码设备为已进行I帧编码状态；

在该重置单元中，提供了一个restore函数，重置编码系统至当前已进行I帧编码后的状态。具体实现为：从一个I帧缓存对象中将待编码图像数据的上下文信息复制至编码系统中，使得编码系统对应的参考帧上下文信息和原始编码一帧I帧的状态一致。

输出单元16，用于输出所述已进行I帧编码的编码数据。

本申请实施例通过上述对编码系统中的对比单元的位置设定，以及I帧缓存器和编码设备的结构进行具体说明，当一个用户进行访问，或多个用户并行访问时，在确定I帧缓存器中存在当前待编码图像数据的情况下，直接获取并使用。通过该编码系统可实现其内部一个编码设备自身前后进行I帧编码，或多个编码设备进行I帧编码时，对相同或相似的待编码图像数据对应的I帧数据进行共享，而不必针对编码系统内的一个编码设备自身或每个编码设备重复进行I帧编码，实现降低编码时间，提高编码效率，同时降低对服务器硬件资源消耗的目的。

实施例六

基于上述本申请实施例公开的具有I帧缓存器，以及可在编码设备和I帧缓存器之间进行相互访问的编码系统，本申请实施例还对应公开了一种编码方法，如图7所示，为本申请实施例公开的一种编码方法的流程图，主要包括以下步骤：

步骤S701，编码设备获取需要编码为I帧数据的待编码图像数据，并对所述待编码图像数据进行索引计算，获得索引值

步骤S702，编码设备根据所述索引值在I帧缓存器中的I帧缓存队列中进行查找，当在所述I帧缓存队列中查找到所述索引值时，则执行步骤S703，当在所述I帧缓存队列中未查找到所述索引值时，则执行步骤S704；

步骤S703，编码设备根据所述索引值获取对应的I帧数据；

步骤S704，编码设备对所述待编码图像数据进行I帧编码，获取对应的I帧数据，并依据所述对应的I帧数据构建对应的I帧缓存对象，将所述I帧缓存对象和所述索引值加载至所述I帧缓存器中；

步骤S705，所述I帧缓存器获取加载的所述对应的I帧缓存对象和所述索引值，存储于所述I帧缓存队列中，并依据所述索引值对所述I帧缓存队列进行更新。

基于上述支持I帧缓存的编码方法，在执行步骤是701之前，还包括：

步骤S700，由设置于编码系统中的对比单元，或设置于第三方设备中的对比单元，或设置于编码设备中的对比单元获取当前输入的图像数据，并基于对比函数将当前输入的图像数据与前已图像数据中的最后一帧数据进行对比，若比较结果大于阈值时，则确定所述当前输入的图像数据为需要编码为I帧数据的待编码图像数据，执行步骤S701；若比较结果小于阈值时，则执行步骤S706；

步骤S706，使所述编码设备直接进行B帧或P帧编码，并输出编码结果。

基于上述图7所示出的步骤S705，所述I帧缓存器获取加载的所述对应的I帧缓存对象和所述索引值，存储于所述I帧缓存队列中，并依据所述索引值对所述I帧缓存队列进行更新的具体过程包括：

所述I帧缓存器获取由所述编码设备构建并加载的所述对应的I帧缓存对象和所述索引值，所述对应的I帧缓存对象中包含进行I帧编码后的待编码图像数据对应的I帧数据，以及所述待编码图像数据本身和所述待编码图像数据的上下文信息；

所述I帧缓存器建立所述索引值与所述对应的I帧缓存对象之间的关联，并将所述对应的I帧缓存对象和所述索引值存储于所述I帧缓存队列中，并利用索引值对该I帧缓存队列进行更新。

其中，一个编码设备在进行I帧编码过程中可对应构建一个I帧缓存对象；所述索引值为对该待编码图像数据进行索引计算包括哈希计算得到的。

基于上述图7所示出的步骤703，编码设备根据所述索引值获取对应的I帧数据之后，包括：

所述编码设备基于该获取到的对应的I帧数据重置自身状态为已进行I帧编码状态，并基于该I帧数据输出编码结果。

基于上述本申请该实施例所公开的编码方法，在获取到需要进行I帧编码的待编码图像数据，利用根据该待编码图像数据计算得到的索引值在I帧缓存器中的I帧缓存队列中进行查找，在确定存在该索引值的情况下，直接获取并使用，在没有查找到该索引值的情况下，编码设备对当前待编码图像数据进行I帧编码获取对应的I帧数据，并将根据该对应I帧数据构建的对应的I帧缓存对象和索引值存储至I帧缓存器中，使该I帧数据可以在其他编码设备进行I帧编码时进行共享。因此，当一个用户进行访问，或多个用户并行访问时，针对需要进行I帧编码的待编码图像数据，利用索引值在I帧缓存队列中进行查找，当该索引值存在时，则可直接获取使用，可实现编码系统内部一个编码设备自身前后进行I帧编码，或多个编码设备进行I帧编码时，对相同或相似的待编码图像数据对应的I帧数据进行共享，而不必重复进行I帧编码，实现降低编码时间，提高编码效率，同时降低对服务器硬件资源消耗的目的。

实施例七

基于上述本申请实施例公开的编码方法，编码设备和编码系统，本申请该实施例还对应的公开了一种虚拟机顶盒服务器。如图8所示，该虚拟机顶盒服务器主要包括：外部输入模块100和虚拟机顶盒业务模块200；

外部输入模块100用于，输入虚拟机顶盒的业务数据，所述业务数据中包括图像数据；

所述虚拟机顶盒业务模块200中具有图像编码设备300，所述图像编码设备300中包括上述本申请实施例公开的编码系统400，该编码系统400用于，获取经由对比单元确认的需要编码为I帧数据的待编码图像数据，并对该待编码图像数据进行索引计算，获得索引值，根据该索引值在I帧缓存器的I帧缓存队列中进行查找，当在该I帧缓存队列中查找到所述索引值时，获取所述索引值对应的I帧缓存对象；当在所述I帧缓存队列中未查找到所述索引值时，对所述待编码图像数据进行I帧编码获取对应的I帧数据，并依据所述对应的I帧数据构建对应的I帧缓存对象；将所述对应的I帧缓存对象和所述索引值加载至所述I帧缓存器中，由该I帧缓存器获取加载的所述对应的I帧缓存对象和所述索引值，存储于所述I帧缓存队列，并依据所述索引值对所述I帧缓存队列进行更新。

针对上述提到的对比单元，该对比单元可以设置于所述编码系统内，或设置于所述外部输入模块中；

所述对比单元用于，对当前输入的图像数据，并基于对比函数将所述当前输入的图像数据与前一图像数据中的最后一帧数据进行对比；若比对结果大于预设的阈值，则确定所述当前输入的图像数据为需要编码为I帧数据的待编码图像数据；若比对结果小于预设的阈值，则触发所述编码设备，由编码设备对所述当前输入的图像数据进行B帧或P帧编码，并输出对应的编码结果。

结合上述本申请实施例公开的虚拟机顶盒服务器，本申请实施例以对比单元设置于编码系统的结构为例，针对一个新输入的图像数据进行具体说明，如图9所示，为基于所述虚拟机顶盒服务器进行编码的序列图。主要包括如下步骤：

101：外部输入模块输入一帧图像数据至编码系统中的编码设备，由对比单元检测所述图像数据是否需要编码为I帧数据，若否，则执行102，若是，则执行103；

102：如果不需要编码为I帧数据，则由编码设备直接进行编码B或P帧数据，并返回编码结果至外部输入模块；

103：如果需要编码为I帧数据，则确认待编码图像数据，并对所述待编码图像数据进行索引计算，得到索引值，基于该索引值在编码系统的I帧缓存队列中进行查找是否存在相同的索引值，若存在，则执行104，若不存在，则执行105；

104：如果在I帧缓存队列中存在该索引值，则获取该索引值对应的I帧缓存对象，将该I帧缓存对象中对应该待编码图像数据的I帧数据加载到编码设备中，重置编码设备的当前状态为I帧编码后状态，并输出当前I帧缓存对象中的I帧数据，即编码数据至外部输入模块；

105：如果在I帧缓存队列中没有找到该索引值，则编码设备对待编码图像数据进行I帧编码，并利用得到的I帧数据构建对应的I帧缓存对象，将I帧缓存对象和索引值加载至I帧缓存队列中，更新I帧缓存队列，同时，将已进行I帧编码的编码数据输出至外部输入模块。

综上所述：

本申请实施例公开的一种编码方法及相关设备，该相关设备包括编码设备、编码系统和虚拟机顶盒服务器，通过实现并利用缓存的I帧数据，当一个用户进行访问，或多个用户并行访问时，在进行I帧编码过程中共享I帧数据，降低编码时间，提高编码效率，同时降低对服务器硬件资源消耗的目的。

本申请说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置，设备或系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见。

Claims (13)

1.一种编码方法，其特征在于，应用于编码设备，包括：

获取需要编码为I帧数据的待编码图像数据；

对所述待编码图像数据进行索引计算，获得索引值；

根据所述索引值在I帧缓存队列中进行查找，当在所述I帧缓存队列中查找到所述索引值时，获取所述索引值对应的I帧缓存对象，所述I帧缓存对象中包括所述待编码图像数据对应的I帧数据；

当在所述I帧缓存队列中未查找到所述索引值时，对所述待编码图像数据进行I帧编码，获取对应的I帧数据；

利用所述对应的I帧数据构建对应的I帧缓存对象，并将所述对应的I帧缓存对象和所述索引值加载至I帧缓存队列中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获取需要编码为I帧数据的待编码图像数据之前，还包括：

获取当前输入的图像数据，并基于对比函数将所述当前输入的图像数据与前一图像数据中的最后一帧数据进行对比；

若对比结果大于预设的阈值，则确定所述当前输入的图像数据为需要编码为I帧数据的待编码图像数据；

若对比结果小于预设的阈值，则对所述当前输入的图像数据进行B帧或P帧编码，并输出对应的编码结果。

3.一种编码设备，其特征在于，包括：

处理模块用于，获取需要编码为I帧数据的待编码图像数据，对所述待编码图像数据进行索引计算，获得索引值；

查找模块用于，根据所述索引值在I帧缓存队列中进行索引值查找，当在所述I帧缓存队列中查找到所述索引值时，获取所述索引值对应的I帧缓存对象，所述I帧缓存对象中包括所述待编码图像数据对应的I帧数据；当在所述I帧缓存队列中未查找到所述索引值时，对所述所述待编码图像数据进行I帧编码，获取对应的I帧数据，并利用所述对应的I帧数据构建对应的I帧缓存对象，将所述对应的I帧缓存对象和所述索引值加载至I帧缓存队列中。

4.根据权利要求3所述的编码设备，其特征在于，所述获取需要编码为I帧数据的待编码图像数据的处理模块，还包括：

所述处理模块用于，获取当前输入的图像数据，并基于对比函数将所述当前输入的图像数据与前一图像数据中的最后一帧数据进行对比；若比对结果大于预设的阈值，则确定所述当前输入的图像数据为需要编码为I帧数据的待编码图像数据；若比对结果小于预设的阈值时，则对所述当前输入的图像数据进行B帧或P帧编码，并输出对应的编码结果。

5.一种编码方法，其特征在于，包括：

编码设备获取需要编码为I帧数据的待编码图像数据，并对所述待编码图像数据进行索引计算，获得索引值；

所述编码设备根据所述索引值在I帧缓存器中的I帧缓存队列中进行查找，当在所述I帧缓存队列中查找到所述索引值时，获取所述索引值对应的I帧缓存对象，所述I帧缓存对象中包括所述待编码图像数据对应的I帧数据；当在所述I帧缓存队列中未查找到所述索引值时，对所述待编码图像数据进行I帧编码，获取对应的I帧数据，并依据所述对应的I帧数据构建对应的I帧缓存对象，将所述对应的I帧缓存对象和所述索引值加载至所述I帧缓存器中；

所述I帧缓存器获取加载的所述对应的I帧缓存对象和所述索引值，存储于所述I帧缓存队列中；

所述I帧缓存器依据所述索引值对所述I帧缓存队列进行更新。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述编码设备获取需要编码为I帧数据的待编码图像数据之前，还包括：

所述编码设备获取当前输入的图像数据，并基于对比函数将所述当前输入的图像数据与前一图像数据中的最后一帧数据进行对比；若对比结果大于预设的阈值，则确定所述当前输入的图像数据为需要编码为I帧数据的待编码图像数据；若对比结果小于预设的阈值，则对所述当前输入的图像数据进行B帧或P帧编码，并输出对应的编码结果。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述编码设备获取需要编码为I帧数据的待编码图像数据之前，还包括：

对比设备对当前输入的图像数据，并基于对比函数将所述当前输入的图像数据与前一图像数据中的最后一帧数据进行对比；若比对结果大于预设阈值，则确定所述当前输入的图像数据为需要编码为I帧数据的待编码图像数据；若比对结果小于预设的阈值时，则触发所述编码设备；

所述编码设备对所述当前输入的图像数据进行B帧或P帧编码，并输出对应的编码结果。

8.根据权利要求5～7中任意一项所述的方法，其特征在于，所述I帧缓存器获取加载的所述对应的I帧缓存对象和所述索引值，存储于所述I帧缓存队列中，包括：

所述I帧缓存器获取由所述编码设备构建并加载的所述对应的I帧缓存对象和所述索引值，所述对应的I帧缓存对象中包含进行I帧编码的待编码图像数据对应的I帧数据；

所述I帧缓存器建立所述索引值和所述对应的I帧缓存对象之间的关联，并将所述对应的I帧缓存对象和所述索引值存储于所述I帧缓存队列中。

9.一种编码系统，其特征在于，包括：

编码设备用于，获取需要编码为I帧数据的待编码图像数据，对所述待编码图像数据进行索引计算，获得索引值，根据所述索引值在I帧缓存器的I帧缓存队列中进行查找，当在所述I帧缓存队列中查找到所述索引值时，获取所述索引值对应的I帧缓存对象；当在所述I帧缓存队列中未查找到所述索引值时，对所述待编码图像数据进行I帧编码，获取对应的I帧数据，并依据所述对应的I帧数据构建对应的I帧缓存对象，将所述对应的I帧缓存对象和所述索引值加载至所述I帧缓存器中；

与所述编码设备相连的I帧缓存器用于，获取加载的所述对应的I帧缓存对象和所述索引值，存储于所述I帧缓存队列中，并依据所述索引值对所述I帧缓存队列进行更新。

10.根据权利要求9所述的编码系统，其特征在于，所述编码设备包括：

获取单元用于，获取需要编码为I帧数据的待编码图像数据，并对所述待编码图像数据进行索引计算，得到索引值；

所述查找单元用于，根据索引值在I帧缓存器中的I帧缓存队列中进行查找，当在所述I帧缓存队列中查找到所述索引值时，触发上下文加载单元；当在所述I帧缓存队列中未查找到所述索引值时，触发编码单元；

所述编码单元用于，对所述待编码图像数据进行I帧编码，得到所述待编码图像数据对应的I帧数据，并触发所述上下文加载单元；

所述上下文加载单元用于，当在所述I帧缓存队列中查找到所述索引值时，根据所述索引值从所述I帧缓存队列中获取所述索引值对应的I帧缓存对象，并获取所述I帧缓存对象中的I帧数据；及当在所述I帧缓存队列中未查找到所述索引值时，依据所述编码单元生成的所述对应的I帧数据构建对应的I帧缓存对象，并将所述对应的I帧缓存对象和所述索引值加载至所述I帧缓存器中。

11.根据权利要求9或10中所述的编码系统，其特征在于，还包括设置于所述编码设备中的对比模块；

所述对比设备用于，对当前输入的图像数据，并基于对比函数将所述当前输入的图像数据与前一图像数据中的最后一帧数据进行对比；若比对结果大于预设的阈值，则确定所述当前输入的图像数据为需要编码为I帧数据的待编码图像数据；若比对结果小于预设的阈值，则触发所述编码设备中的编码单元对所述当前输入的图像数据进行B帧或P帧编码，并输出对应的编码结果。

12.根据权利要求9所述的编码系统，其特征在于，还包括设置于所述编码设备与所述I帧缓存器之间的对比设备；

所述对比设备用于，对当前输入的图像数据，并基于对比函数将所述当前输入的图像数据与前一图像数据中的最后一帧数据进行对比；若比对结果大于预设的阈值，则确定所述当前输入的图像数据为需要编码为I帧数据的待编码图像数据；若比对结果小于预设的阈值时，则触发所述编码设备；

所述编码设备对所述当前输入的图像数据进行B帧或P帧编码，并输出对应的编码结果。

13.一种虚拟机顶盒服务器，其特征在于，包括：

外部输入模块用于，输入虚拟机顶盒的业务数据，所述业务数据中包括图像数据；

具有图像编码设备的虚拟机顶盒业务模块，所述图像编码设备中包括权利要求9～12中任意一项所述的编码系统。