CN105141965A - 一种编码方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种编码方法及装置，包括：缓存待编码文件；对所述待编码文件中的源信息进行第一次离散余弦变换；对所述待编码文件中的源信息进行第二次离散余弦变换；根据所述第一次离散余弦变换结果确定编码码率；根据所述第二次离散余弦变换结果及所述编码码率进行编码。采用本发明提供的技术方案，可以有效降低编码方案对于缓存资源的消耗，节约了缓存资源。

Description

一种编码方法及装置

技术领域

本发明涉及音视频文件编解码技术领域，特别涉及一种编码方法及装置。

背景技术

从信息论的观点来看，描述信源的数据由信息和数据冗余组成。数据冗余有许多种，如空间冗余、时间冗余、视觉冗余、统计冗余等。将音频或视频作为一个信源，音频或视频压缩编码的实质是减少音频或视频中的冗余。

音频和视频都需要可定制的压缩方法，以均衡视频的质量、码率、编码算法和解码算法的复杂度、鲁棒性、编辑的方便性、端到端的延时等其它一些因素。

目前的音频或视频编码过程中，需要对某些处理步骤输出的数据进行缓存供后续编码处理使用，图1为现有技术中编码流程的示意图，如图1所示，现有的编码方案需要对DCT(DiscreteCosineTransform，离散余弦变换)的结果进行缓存供后续编码使用。

综上所述，现有的音频或视频的编码方案对缓存的需求量较大，缓存资源消耗大。

发明内容

本发明实施例提出了一种编码方法及装置，用以解决现有的音频或视频的编码方案对缓存的需求量较大，缓存资源消耗大的问题。

本发明实施例提供了一种编码方法，包括如下步骤：

缓存待编码文件；

对所述待编码文件中的源信息进行第一次离散余弦变换；

对所述待编码文件中的源信息进行第二次离散余弦变换；

根据所述第一次离散余弦变换结果确定编码码率；

根据所述第二次离散余弦变换结果及所述编码码率进行编码。

本发明实施例还提供了一种编码装置，包括：

缓存单元，用于缓存待编码文件；

变换单元，用于对所述待编码文件中的源信息进行第一次离散余弦变换；对所述待编码文件中的源信息进行第二次离散余弦变换；

码率确定单元，用于根据所述第一次离散余弦变换结果确定编码码率；

编码单元，用于根据所述第二次离散余弦变换结果及所述编码码率进行编码。

本发明有益效果如下：

本发明实施例提供一种编码方法及装置，由于将待编码文件中的源信息进行两次离散余弦变换，将第一次离散余弦变换用于确定编码码率，根据第二次离散余弦变换和确定的编码码率进行编码，无需缓存待编码文件中的源信息离散余弦变换的结果，从而有效降低了编码方案对于缓存资源的消耗，节约了缓存资源。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的具体实施例，

图1为现有技术中编码流程的示意图；

图2为本发明实施例中提供的编码方法的流程示意图；

图3为本发明实施例中提供的编码方法实施流程示意图；

图4为本发明实施例中提供的编码方法中实现编码、解码时分复用的流程示意图；

图5为本发明实施例中提供的编码装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本说明书中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。

图2为本发明实施例中提供的编码方法的流程示意图，如图2所示，本发明实施例中提供的编码方法，可以包括如下步骤：

步骤201：缓存待编码文件；

步骤202：对待编码文件中的源信息进行第一次离散余弦变换；

步骤203：对待编码文件中的源信息进行第二次离散余弦变换；

步骤204：根据第一次离散余弦变换结果确定编码码率；

步骤205：根据第二次离散余弦变换结果及编码码率进行编码。

具体实施中，待编码文件可以是视频文件或音频文件，也可以其他可被编码处理的文件。

缓存是数据交换的缓冲区(称作Cache)。由于缓存的运行速度比内存快得多，故缓存的作用就是帮助硬件更快地运行。通常，当某一硬件要读取数据时，会优先从缓存中查找需要的数据，如果在缓存中找到了所需数据，则读取所需数据继续执行处理任务；如果在缓存中找不到所需数据，才从内存中查找所需数据。本发明实施例中为了保证编码的速度，对待编码文件进行缓存。

本发明实施例中通过对待编码文中的源信息件进行第一次离散余弦变换和第二次离散余弦变换，即对待编码文件中的源信息进行两次离散余弦变换，替换现有技术中的对待编码文件中的源信息进行一次离散余弦变换和一次离散余弦变换结果缓存，减少了对待编码文件中的源信息进行离散余弦变换结果的缓存。具体实施中，还可以对第一次离散余弦变换和一次离散余弦变换结果进行Zigzag排序，处理，便于后续编码处理。

例如，若待编码文件为高清1920×50i的视频文件，原始视频文件的数据量为74.25×20Mb，采用现有的编码方案，首先需要将原始视频文件(74.25×20Mb)缓存。然后，对该视频文件进行离散余弦变换后的数据量为74.25×32Mb，对离散余弦变换结果进行缓存需要缓存资源74.25×32Mb，FPGA进行码率处理时，还需要将缓存的离散余弦变换结果进行读缓存，需要缓存资源74.25×32Mb，即：针对待编码的文件进行编码需要的缓存资源为：(74.25×20+74.25×32+74.25×32)Mb。而采用本发明实施例提供的编码方案后，首先需要将原始视频文件(74.25×20Mb)缓存，两次离散余弦变换需要对原始视频文件进行读缓存，需要缓存资源为：74.25×20Mb×2，两次离散余弦变换后的结果直接用于编码计算，无需缓存，因此，本发明实施例提供的编码方案，需要的缓存资源为：(74.25×20×2)Mb。由上可知，本发明实施例提供的编码方案相对于现有的编码方案，可以节约缓存资源为(74.25×20+74.25×32+74.25×32)Mb-(74.25×20×2)Mb＝3.267Gbps，从而可以有效降低缓存资源消耗。

码率又称为采样率。通常，单位时间内采样率越大，精度就越高，处理后的文件就越接近原始文件。但是文件体积与采样率成正比，所以几乎所有的编码格式重视的都是如何用最低的码率达到最少的失真，围绕这个核心衍生出来的固定码率编码与可变码率编码。

根据第二次离散余弦变换结果及编码码率进行编码是因为编码过程中，需要在一定编码码率下，将待编码文件中的源信息作为编码输入进行编码。在具体实施中，编码码率可以采用固定码率，也可以可变码率。

实施中，该编码方法，可以采用现场可编程门阵列FPGA对待编码文件中的源信息进行第一次离散余弦变换和第二次离散余弦变换。

具体实施中，由于FPGA是在PAL(ProgrammableArrayLogic，可编程阵列逻辑)、GAL(GenericArrayLogic，通用阵列逻辑)、CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice，复杂可编程逻辑器件)等可编程器件的基础上进一步发展的产物。FPGA作为ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，特定用途集成电路)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的不足。本发明实施例提供的编码方案中采用FPGA依据实际的编码需要对FPGA进行编程以处理待编码文件中的源信息的第一次离散余弦变换和第二次离散余弦变换。

FPGA内部包括CLB(ConfigurableLogicBlock，可配置逻辑模块)、IOB(InputOutputBlock，输入输出模块)和内部连线三个部分。FPGA利用小型查找表(16×1RAM)来实现组合逻辑，每个查找表连接到一个D触发器的输入端，触发器再来驱动其他逻辑电路或驱动I/O，由此构成了既可实现组合逻辑功能又可实现时序逻辑功能的基本逻辑单元模块，这些模块间利用金属连线互相连接或连接到I/O模块。FPGA的逻辑是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的，存储在存储器单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与I/O间的连接方式，并最终决定了FPGA所能实现的功能，FPGA允许无限次的编程。

实施中，该编码方法，还可以包括：

将编码配置存储于第一配置模块内；

将解码配置存储于第二配置模块内；

通过控制模块控制片选信号确定启动第一配置模块内的编码配置，采用FPGA根据启动的第一配置模块内的编码配置进行编码；

或者，

通过控制模块控制片选信号确定启动第二配置模块内的解码配置，采用FPGA根据启动的第二配置模块内的编码配置进行解码。

具体实施中，由于在一些特定场景中，编码和解码不是同时进行的，例如，摄像机在拍摄视频文件时，会将视频文件中的源信息进行编码存储；摄像机在播放视频文件时，会将存储的已编码的文件进行解码。所以，本发明实施例中还提出了将编码和解码进行时分复用。图4为本发明实施例中提供的编码方法中实现编码、解码时分复用的流程示意图，如图4所示，具体实现如下：

将编码配置和解码配置分开存储。即：将编码配置存储至第一配置模块内，将解码配置存储于第二配置模块内。其中第一配置模块和第二配置模块均为可以存储配置信启、的存储器。

设置一个由控制模块控制的片选信号，通过控制模块控制片选信号来控制启动存储编码配置的第一配置模块，采用FPGA依据编码配置进行编码；通过控制模块控制片选信号来控制启动存储解码配置的第二配置模块，采用FPGA依据编码配置进行解码。其中，控制模块可以采用具有控制功能的CPU(CentralProcessingUnit，中央处理器)、单片机或其他控制功能模块。

这样采用一组FPGA计算处理能力只需大于编码和解码所需的最大值即可，就可以满足视频编解码的需求。

实施中，采用FPGA根据启动的第一配置模块内的编码配置进行编码，可以具体包括：

根据启动的第一配置模块内的编码配置对FPGA进行编码初始化；

采用FPGA基于编码初始化结果进行编码。

具体实施中，例如，控制模块采用CPU，则将CPU的一个控制信号与片选信号芯片连接。编码模式时，CPU可以输出低电平给片选信号芯片，然后将FPGA重置引脚先输出低电平，再输出高电平，FPGA将读取第一配置模块中的编码程序进行初始化，待FPGA初始化完成后，即运行编码程序。

解码模式时，CPU可以输出高电平给片选信号芯片，然后将FPGA重置引脚先输出低电平，再输出高电平，FPGA将读取第二配置模块中的解码码程序进行初始化，待FPGA初始化完成后，即运行解码码程序。

实施中，采用FPGA根据启动的第二配置模块内的编码配置进行解码，可以具体包括：

根据启动的第二配置模块内的解码配置对FPGA进行解码初始化；

采用FPGA基于解码初始化结果进行解码。

具体实施中，例如，控制模块采用CPU，则将CPU的一个控制信号与片选信号芯片连接。解码模式时，CPU可以输出高电平给片选信号芯片，然后将FPGA重置引脚先输出低电平，再输出高电平，FPGA将读取第二配置模块中的解码码程序进行初始化，待FPGA初始化完成后，即运行解码码程序。

实施中，根据第一次离散余弦变换结果确定编码码率，可以具体包括：

采用FPGA根据预先设定的编码码率及第一次离散余弦变换结果进行编码控制计算。

具体实施中，在编码前，通常选定编码码率。第一次离散余弦变换结果×编码系数＝编码码率。FPGA根据选定的编码码率和第一次离散余弦变换结果进行编码控制计算，得到编码系数，将得到的编码系数与第一次离散余弦变换结果相乘再进行熵编码即得到编码码率，这样，可以保证对待编码文件的编码码率为选定的编码码率。

上面是对编码方法的说明，基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种编码装置，由于该装置解决问题的原理与一种编码方法相似，因此该装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

图5为本发明实施例中提供的编码装置的结构示意图，如图5所示，该编码装置，可以包括：

缓存单元，用于缓存待编码文件；

变换单元，用于对待编码文件中的源信息进行第一次离散余弦变换；对待编码文件中的源信息进行第二次离散余弦变换；

码率确定单元，用于根据第一次离散余弦变换结果确定编码码率；

编码单元，用于根据第二次离散余弦变换结果及编码码率进行编码。

实施中，变换单元具体用于采用FPGA对待编码文件中的源信息进行第一次离散余弦变换和第二次离散余弦变换。

实施中，所示编码装置，还可以包括：

编码配置单元，用于将编码配置存储于第一配置模块内；

解码配置单元，用于将解码配置存储于第二配置模块内；

编码单元具体用于通过控制模块控制片选信号确定启动第一配置模块内的编码配置，采用FPGA根据启动的第一配置模块内的编码配置进行编码；

解码单元，用于通过控制模块控制片选信号确定启动第二配置模块内的解码配置，采用FPGA根据启动的第二配置模块内的编码配置进行解码。

实施中，编码单元进一步用于根据启动的第一配置模块内的编码配置对FPGA进行编码初始化；采用FPGA基于编码初始化结果进行编码。

实施中，解码单元进一步用于根据启动的第二配置模块内的解码配置对FPGA进行解码初始化；采用FPGA基于解码初始化结果进行解码。

实施中，码率确定单元具体用于采用FPGA根据预先设定的编码码率及所述第一次离散余弦变换结果进行编码控制计算。

本发明实施例提供一种编码方法及装置，由于将待编码文件中的源信息进行两次离散余弦变换，将第一次离散余弦变换用于确定编码码率，根据第二次离散余弦变换和确定的编码码率进行编码，无需缓存待编码文件中的源信启、离散余弦变换的结果，从而有效降低了编码方案对于缓存资源的消耗，节约了缓存资源。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种编码方法，其特征在于，包括如下步骤：

缓存待编码文件；

对所述待编码文件中的源信息进行第一次离散余弦变换；

对所述待编码文件中的源信息进行第二次离散余弦变换；

根据所述第一次离散余弦变换结果确定编码码率；

根据所述第二次离散余弦变换结果及所述编码码率进行编码。

2.如权利要求1所述的编码方法，其特征在于，采用现场可编程门阵列FPGA对所述待编码文件中的源信息进行第一次离散余弦变换和第二次离散余弦变换。

3.如权利要求1所述的编码方法，其特征在于，还包括：

将编码配置存储于第一配置模块内；

将解码配置存储于第二配置模块内；

通过控制模块控制片选信号确定启动第一配置模块内的编码配置，采用FPGA根据所述启动的第一配置模块内的编码配置进行编码；

或者，

通过控制模块控制片选信号确定启动第二配置模块内的解码配置，采用FPGA根据所述启动的第二配置模块内的编码配置进行解码。

4.如权利要求3所述的编码方法，其特征在于，所述采用FPGA根据所述启动的第一配置模块内的编码配置进行编码，具体包括：

根据所述启动的第一配置模块内的编码配置对所述FPGA进行编码初始化；

采用FPGA基于编码初始化结果进行编码。

5.如权利要求3所述的编码方法，其特征在于，采用FPGA根据所述启动的第二配置模块内的编码配置进行解码，具体包括：

根据所述启动的第二配置模块内的解码配置对所述FPGA进行解码初始化；

采用FPGA基于解码初始化结果进行解码。

6.如权利要求1所述的编码方法，其特征在于，根据所述第一次离散余弦变换结果确定编码码率，具体包括：

采用FPGA根据预先设定的编码码率及所述第一次离散余弦变换结果进行编码控制计算。

7.一种编码装置，其特征在于，包括：

缓存单元，用于缓存待编码文件；

变换单元，用于对所述待编码文件中的源信息进行第一次离散余弦变换；对所述待编码文件中的源信息进行第二次离散余弦变换；

码率确定单元，用于根据所述第一次离散余弦变换结果确定编码码率；

编码单元，用于根据所述第二次离散余弦变换结果及所述编码码率进行编码。

8.如权利要求7所述的编码装置，其特征在于，所述变换单元具体用于采用FPGA对所述待编码文件中的源信息进行第一次离散余弦变换和第二次离散余弦变换。

9.如权利要求7所述的编码装置，其特征在于，还包括：

编码配置单元，用于将编码配置存储于第一配置模块内；

解码配置单元，用于将解码配置存储于第二配置模块内；

所述编码单元具体用于通过控制模块控制片选信号确定启动第一配置模块内的编码配置，采用FPGA根据所述启动的第一配置模块内的编码配置进行编码；

解码单元，用于通过控制模块控制片选信号确定启动第二配置模块内的解码配置，采用FPGA根据所述启动的第二配置模块内的编码配置进行解码。

10.如权利要求9所述的编码装置，其特征在于，所述编码单元进一步用于根据所述启动的第一配置模块内的编码配置对所述FPGA进行编码初始化；采用FPGA基于编码初始化结果进行编码。

11.如权利要求9所述的编码装置，其特征在于，所述解码单元进一步用于根据所述启动的第二配置模块内的解码配置对所述FPGA进行解码初始化；采用FPGA基于解码初始化结果进行解码。

12.如权利要求7所述的编码装置，其特征在于，所述码率确定单元具体用于采用FPGA根据预先设定的编码码率及所述第一次离散余弦变换结果进行编码控制计算。