CN105791837A - 一种视频数据编码方法、解码方法、转码方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种视频数据编码方法、解码方法、转码方法及设备，数据编码方法包括：确定当前帧中第一条带集合和第二条带集合，针对第一条带集合中的每一第一条带，根据第一条带的起始位置和结束位置，对该第一条带进行编码；针对第二条带集合中的每一第二条带，根据第二条带的起始位置和结束位置，对该第二条带进行编码，在当前帧需要参考帧时，当前帧的每一第二条带中宏块的参考块的位置均位于参考帧的第二条带集合中第二条带所占的区域；将已编码的第一条带或第二条带的条带序号记录在当前帧的码流数据的用户自定义字段中。使得在视频编码或转码中添加、删除、修改视频内容时只需部分转码，提高了处理速度并降低了转码造成的质量损失。

Description

一种视频数据编码方法、解码方法、转码方法及设备

技术领域

本发明涉及视频图像处理技术领域，尤其涉及一种视频数据编码方法、解码方法、转码方法及设备。

背景技术

在视频编码算法中，为了对视频进行压缩，大量利用了视频中每一帧数据的帧间数据和帧内数据相关性。越先进的视频编码标准，视频中各帧之间、每一帧中的各像素之间的相关性就越强，这就造成了视频中任一部分的编码过程和结果都可能会受到其他部分的影响。因此，对于一般的编码过的视频流或视频文件，对其中的视频内容进行修改的唯一方法是先对该编码过的视频数据进行完整的解码，在解码得到的原始视频数据上进行内容修改，之后再完整地对修改后的视频数据进行编码。

上述对视频内容进行修改的方法实现了对视频数据的修改，然而，对已编码的视频数据进行完整的解码再完整的编码(也即转码)，这一过程是非常耗时的，并且在对视频进行解码再编码的过程中，会不可避免地引入质量损失。

综上所述，现有的对视频内容进行修改的方法存在处理效率低且存在视频质量损失的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种视频数据编码方法、解码方法、转码方法及设备，用以解决现有的对视频内容进行修改的方法存在处理效率低且存在视频质量损失的问题。

第一方面，一种视频数据编码方法，包括：

确定当前帧中第一条带集合和第二条带集合，所述第一条带集合是根据需要被修改的视频内容在当前帧所表示的视频内容中的位置和大小对当前帧进行划分得到的，所述第一条带集合表示当前帧中需要被修改的视频内容，所述第二条带集合表示当前帧中不需要被修改的视频内容；

针对所述第一条带集合中的每一第一条带，根据第一条带的起始位置和结束位置，对该第一条带进行编码；并

针对所述第二条带集合中的每一第二条带，根据第二条带的起始位置和结束位置，对该第二条带进行编码，其中，在当前帧需要参考帧时，该当前帧的每一第二条带中宏块的参考块的位置均位于参考帧的第二条带集合中第二条带所占的区域中；

将已编码的第一条带或第二条带的条带序号记录在当前帧的码流数据的用户自定义数据段中。

较佳的，在当前帧需要参考帧时，当前帧的每一第一条带中宏块的参考块的位置均位于该参考帧的第一条带集合中第一条带所占的区域中。

第二方面，一种视频数据解码方法，包括：

根据当前帧的码流数据的用户自定义数据段中记录的第一条带或第二条带的条带序号，判断当前条带是否为第一条带；

在判断结果为是时，解码当前条带的编码码流数据；

在判断结果为否时，存储当前条带的编码码流数据；

其中，第一条带集合是根据需要被修改的视频内容在当前帧所表示的视频内容中的位置和大小对当前帧进行划分得到的，第一条带集合和第二条带集合构成了当前帧的全部条带；在当前帧具有参考帧时，该当前帧的每一第二条带中宏块的参考块的编码码流数据均位于该参考帧的第二条带集合的编码码流数据中。

第三方面，一种视频数据编码方法，包括：

根据当前帧的码流数据的用户自定义数据段中记录的第一条带或第二条带的条带序号，判断当前条带是否为第一条带；

在判断结果为是时，确定当前条带的码流数据为未编码码流数据，编码该当前条带的码流数据；

在判断结果为否时，确定该当前条带为第二条带，该当前条带的码流数据为已编码码流数据，读取该当前条带的码流数据；

将已编码的第一条带或第二条带的条带序号记录在当前帧的码流数据的用户自定义数据段中；

其中，第一条带集合是根据需要被修改的视频内容在当前帧所表示的视频内容中的位置和大小对当前帧进行划分得到的，第一条带集合表示当前帧中需要被修改的视频内容，所述第二条带集合表示当前帧中不需要被修改的视频内容；在当前帧具有参考帧时，该当前帧的每一第二条带中宏块的参考块的编码码流数据均位于该参考帧的第二条带集合的编码码流数据中。

第四方面，一种视频数据转码方法，所述方法包括：

对输入的码流数据利用上述第二方面的视频数据解码方法进行解码，得到解码码流数据；

将所述解码码流数据中的由解码得到的码流数据替换为本次添加的需要被修改的视频内容的原始码流数据，得到替换后的解码码流数据，所述原始码流数据为未编码的码流数据；

对所述替换后的解码码流数据利用上述第三方面所述的视频数据编码方法进行编码。

第五方面，一种视频数据编码器，包括：

确定单元，用于确定当前帧中第一条带集合和第二条带集合，所述第一条带集合是根据需要被修改的视频内容在当前帧所表示的视频内容中的位置和大小对当前帧进行划分得到的，所述第一条带集合表示当前帧中需要被修改的视频内容，所述第二条带集合表示当前帧中不需要被修改的视频内容；

第一编码单元，针对所述第一条带集合中的每一第一条带，根据第一条带的起始位置和结束位置，对该第一条带进行编码；

第二编码单元，用于针对所述第二条带集合中的每一第二条带，根据第二条带的起始位置和结束位置，对该第二条带进行编码，其中，在当前帧需要参考帧时，该当前帧的第二条带中宏块的参考块的位置位于参考帧的第二条带集合中第二条带所占的区域中；

记录单元，用于将已编码的第一条带或第二条带的条带序号记录在当前帧的码流数据的用户自定义数据段中。

较佳的，在当前帧需要参考帧时，当前帧的每一第一条带中宏块的参考块的位置均位于该参考帧的第一条带集合中第一条带所占的区域中。

第六方面，一种视频数据解码器，包括：

第一判断单元，用于根据当前帧的码流数据的用户自定义数据段中记录的第一条带或第二条带的条带序号，判断当前条带是否为第一条带，在判断结果为是时，触发解码单元；在判断结果为否时，触发存储单元；

解码单元，用于解码当前条带的编码码流数据；

存储单元，用于确定当前条带为第二条带，存储该当前条带的编码码流数据；

其中，第一条带集合是根据需要被修改的视频内容在当前帧所表示的视频内容中的位置和大小对当前帧进行划分得到的，第一条带集合和第二条带集合构成了当前帧的全部条带；在当前帧具有参考帧时，该当前帧的每一第二条带中宏块的参考块的编码码流数据均位于该参考帧的第二条带集合的编码码流数据中。

第七方面，一种视频数据编码器，包括：

第二判断单元，用于根据当前帧的码流数据的用户自定义数据段中记录的第一条带或第二条带的条带序号，判断当前条带是否为第一条带，判断当前条带是否为第一条带，在判断结果为是时，触发编码单元；在判断结果为否时，触发读取单元；

编码单元，用于确定当前条带的码流数据为未编码码流数据，编码该当前条带的码流数据；

读取单元，用于确定该当前条带为第二条带，该当前条带的码流数据为已编码码流数据，读取该当前条带的码流数据；

记录单元，用于将已编码的第一条带或第二条带的条带序号记录在当前帧的码流数据的用户自定义数据段中；

其中，第一条带集合是根据需要被修改的视频内容在当前帧所表示的视频内容中的位置和大小对当前帧进行划分得到的，第一条带集合表示当前帧中需要被修改的视频内容，所述第二条带集合表示当前帧中不需要被修改的视频内容；在当前帧具有参考帧时，该当前帧的每一第二条带中宏块的参考块的编码码流数据均位于该参考帧的第二条带集合的编码码流数据中。

第八方面，一种视频数据转码器，所述转码器包括：

上述第六方面的所述的视频数据解码器，用于对输入的视频数据解码方法进行解码，得到得到解码码流数据；

替换单元，用于将所述解码码流数据中的由解码得到的码流数据替换为本次添加的需要被修改的视频内容的原始码流数据，得到替换后的解码码流数据，所述原始码流数据为未编码的码流数据；

上述第七方面的所述的视频数据编码器，用于对所述替换后的解码码流数据进行编码。

在本发明实施例的方案中，由于根据需要被修改的视频内容在在当前帧所表示的视频内容中的位置和大小对当前帧进行了划分，划分为第一条带集合和第二条带集合，该第一条带集合表示当前帧中需要被修改的视频内容，该第二条带集合表示当前帧中不需要被修改的视频内容；在编码时，分别对第一条带和第二条带进行编码，这就解除了第一条带和第二条带之间的帧内空间相关性，并且限定了在当前帧需要参考帧时，该当前帧的每一第二条带中宏块的参考块均的位置位于参考帧的第二条带条带集合中的第二条带所占的区域中，这就解除了第二条带集合与第一条带集合单方面的帧间时间相关性，使得后续因对所述需要被修改的视频内容进行删除、添加或修改这一需求进行视频转码时，仅需对上述编码数据的第一条带集合部分进行转码操作，而不需要对非徽标部分进行转码操作，较大程度上处理效率，并且由于不对非徽标部分进行转码操作，因此不改变非徽标部分的视频质量。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种视频数据编码方法流程图；

图2为本发明实施例一提供的在视频帧中标定可能的徽标位置的示意图；

图3a为本发明实施例一提供的对未压缩的视频码流数据中每一帧码流数据进行编码的流程图；

图3b为本发明实施例一提供的对条带中的宏块进行编码的流程图；

图4为本发明实施例二提供的一种视频数据解码方法流程图之一；

图5为本发明实施例二提供的一种视频数据解码流程之二；

图6为本发明实施例三提供的一种视频数据编码方法流程图之一；

图7为本发明实施例三提供的一种视频数据编码方法流程图之二；

图8为本发明实施例四提供的视频数据转码方法流程图；

图9为本发明实施例四提供的针对未压缩的视频数据整体的处理流程图；

图10为本发明实施例五提供的一种视频数据编码器的结构示意图；

图11为本发明实施例六提供的一种视频数据解码器的结构示意图；

图12为本发明实施例七提供的一种视频数据编码器的结构示意图；

图13为本发明实施例八还提供了一种视频数据转码器的结构示意图。

具体实施方式

为了清楚地理解本发明实施例的方案，下面首先对本发明的产生背景以及基本原理进行说明。

产生背景：目前对视频内容做修改的最主要的应用场景是对视频中的徽标进行添加、修改、删除。例如：节目需要在视频中加入节目名称及节目标志，视频网站需要给视频中打上自己网站的图标，电视台需要在视频中加入台标，这些节目名称、节目标志、网站图标、电视台台标等徽标有时会重叠、有时需要被修改。目前大部分视频业务提供商都需要对徽标进行处理。

在这种应用中最典型的特点就是需要被修改的视频内容占全部视频内容的比例比较小，而且位置相对固定。针对此特点，提出了本发明实施例的方案，当然，本发明的方案并不限于应用在位置相对固定的被修改的视频内容，也可以应用在被修改的视频内容的位置不固定的视频内容上，只是应用在上述应用环境中效果将会达到最佳，后续将在实施例中结合具体特征进行说明。

基本原理：主流的视频编码标准如H.264及H.265为了限制误码的扩散和传输引入了条带(Slice)的概念，规定了条带(slice)的语法结构，允许将一整帧编码图像按照宏块(MacroBlock，MB)行的顺序分割为多个条带，每个条带之间不具有相互的参考关系，条带的应用可以使条带间的编码是独立的，针对处于同一帧的任两个条带(条带A和条带B)来说，条带A中宏块的预测不能以条带B中的宏块为参考宏块，因此，条带A中的宏块的预测误差也不会传播到条带B中的宏块。

本发明即利用了条带对视频编码帧内空间相关性的去除作用，将需要使用徽标(需要被修改的视频内容)的位置定义为独立的条带，同时也采取了技术手段去除条带的帧间时间相关性，从而使得在进行视频编解码时，只需要对定义为徽标(需要被修改的视频内容)条带的那些条带进行解码、修改内容、编码，其他的条带可以不作处理。

以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

如图1所示，为本发明实施例的一种视频数据编码方法流程图，包括以下步骤：

步骤101：确定当前帧中第一条带集合和第二条带集合；

所述第一条带集合是根据需要被修改的视频内容在当前帧所表示的视频内容中的位置和大小对当前帧进行划分得到的，所述第一条带集合表示当前帧中需要被修改的视频内容，所述第二条带集合表示当前帧中不需要被修改的视频内容；

也就是说，第一条带集合在后续解码及编码中可以根据需求进行修改，而第二条带集合在后续解码及编码中不可以被修改。

步骤102：针对所述第一条带集合中的每一第一条带，根据第一条带的起始位置和结束位置，对该第一条带进行编码；

具体的，本步骤102包括：

针对确定的每一第一条带，利用该第一条带的起始位置编码该第一条带的条带头；

编码该第一条带中的宏块；

在已编码宏块到达该第一条带的结束位置时，完成对该第一条带的编码。

步骤103：针对所述第二条带集合中的每一第二条带，根据第二条带的起始位置和结束位置，对该第二条带进行编码；

其中，在当前帧需要参考帧时，该当前帧的每一第二条带中宏块的参考块的位置均位于参考帧的第二条带集合中第二条带所占的区域中；

在H.264视频压缩标准中定义了三种帧，完整编码的帧叫I帧(不需要参考其他画面而生成)，参考之前的I帧生成的只包含差异部分编码的帧叫P帧，参考前后的帧编码的帧叫B帧；

在针对H.264以及包含需要参考其他帧进行编码的压缩标准时，若当前帧不需要参考帧，则该帧即为I帧，此时，I帧内条带与其它帧之间本身就没有时间相关性，条带编码本身就把帧内空间相关性解除了；若当前帧需要参考帧，则该帧即为P帧或B帧，在该帧为P帧时，使用条带编码，仅解除了条带间帧内空间相关性，而没有解除帧间时间相关性，这时，为了解除第二条带集合与第一条带集合单方面的帧间时间相关性，需要确保该当前帧的每一第二条带中宏块的参考块的位置均位于参考帧的第二条带集合中第二条带所占的区域中。

由于第一条带集合表示的视频内容是能根据需求进行修改的，所以如果第二条带里面的宏块参考了第一条带集合中的宏块，那么当第一条带里面的视频内容改变了之后，第二条带中的宏块在编码时里面参考了第一条带集合中的宏块，这时第二条带中的宏块在就会发生错误，当需要解码时，该第二条带中的宏块不能被解码出来。

因此，编码条带中的宏块时，在进行帧间预测的运动搜索时，要求第二条带集合中任一第二条带的宏块的参考块的位置必须位于参考帧的第一条带集合中第一条带所占的区域中。而对任一第一条带中的宏块的参考块位置没有要求，这是因为第一条带集合是用来被修改的，即使其内的宏块参考了第二条带集合中的宏块，不需要对其进行完全正确的解码，解码后直接用本次需要修改的视频内容的码流数据替换掉即可。

具体的，本步骤103包括：

针对确定的每一第二条带，利用该第二条带的起始位置编码该第二条带的条带头；

编码该第二条带中的宏块；

在已编码宏块到达该第二条带的结束位置时，完成对该第二条带的编码。

需要说明的是，上述步骤103和步骤104并没有先后的执行顺序，在当前待编码的条带为第一条带时，即按照步骤103执行，在当前待编码的条带为第二条带时，即按照步骤104执行。

步骤104：将已编码的第一条带或第二条带的条带序号记录在当前帧的码流数据的用户自定义数据段中。

针对H.264/H.265视频编码标准，上述码流数据的用户自定义数据段，预留了用户可自由定义的字段，称用户数据未注册(User_data_unregistered)辅助增强信息(SupplementalEnhancementInformation，SEI)语法。

在VC-1视频编码标准中，可将User_data_parameters传输用户自定义数据段作为上述码流数据的用户自定义数据段。

本发明实施例的方案尤其适用在需要被修改的视频内容占全部视频内容的比例比较小，而且位置相对固定的应用场景下，这是因为，对于位置相对固定的所述需要被修改的视频内容，其条带的划方式分对于整个视频序列中大部分帧是适用的，只需进行一次或者几次的条带划分，在进行一次条带划分后，第一条带集合中各第一条带的起始位置和结束位置一旦确定下来，所有帧都可以使用，进而在条带划分以及起始位置和结束位置的方面计算量较小。

若位置不固定，则需要结合所述需要被修改的视频内容的在各帧中的具体位置分别进行条带划分以及起始位置和结束位置的确定。

较优的，在当前帧需要参考帧时，当前帧的每一第一条带中宏块的参考块的位置均位于该参考帧的第一条带集合中第一条带所占的区域中。

此时，双方面除第二条带集合与第一条带集合的帧间时间相关性，该被视频编码的第一条带集合的编码码流不需要第二条带集合的码流就能正确被解码。

下面以需要被修改的视频内容为徽标为例，对本发明实施例一的方案进行详细地说明。

首先需要做的准备工作包括以下两部分：

1、在视频帧中标定可能的徽标位置。

以图2为例，左上和右上两个椭圆位置为可能的徽标位置(这里仅是示例性，不需要固定为这样的划分)。

2、根据徽标位置进行条带划分。

视频帧中每一个条带必须为按宏块顺序横向逐个扫描的若干个连续宏块。所以当徽标位置如图2中的椭圆所在位置时，划分的条带方式如下图(示例性，不需要固定为这样的划分)。其中条带2和条带6为左上徽标条带，条带4和条带8为右上徽标条带，其余条带为普通视频条带。全帧视频一共被分为了9个条带。

这里的条带2、条带4、条带6、条带8即构成了上述步骤101中的第一条带集合；条带1、条带3、条带5、条带7、条带9构成了上述步骤101中的第二条带集合；

按照图2中的条带划分对视频进行编码，为未压缩的视频码流数据中每一帧码流数据进行编码的流程如图3a所示，包括以下步骤：

步骤301：确定当前帧，开始一帧编码，执行步骤302；

步骤302：确定当前徽标条带或非徽标条带的起始位置，执行步骤303；

上述步骤2进行划分后，每一徽标条带的起始位置和结束位置以及每一非徽标条带的起始位置和结束位置均已确定；

步骤303：在确定的当前条带为徽标条带时，利用确定的该当前徽标条带的起始位置编码该徽标条带的条带头；在确定的当前条带为非徽标条带时，利用确定的该当前非徽标条带的起始位置编码该非徽标条带的条带头，执行步骤304；

步骤304：在确定的当前条带为徽标条带时，编码此徽标条带中的宏块；在确定的当前条带为非徽标条带时，编码此非徽标条带中的宏块，执行步骤305；

对宏块的编码可以按照图3b所示的编码方式执行，包括以下步骤：

步骤304a：进行运动搜索；

步骤304b：获得参考块；

在本步骤304b中，对非徽标条带中的宏块编码时，在进行帧间预测的运动搜索(很显然，这时的当前帧需要参考帧)时，要求非徽标条带1、3、5、7、9的参考块位置必须位于参考帧的条带1、3、5、7、9之中，以去除非徽标条带与徽标条带的单方面的帧间时间相关性；

而对非徽标条带2、4、6、8中的宏块编码时，宏块的参考块位置没有要求。这是因为徽标条带2、4、6、8是能随便改的，所以如果其他条带(非徽标条带1、3、5、7、9)里面的宏块参考了徽标条带2、4、6、8里面的内容，那么当徽标条带2、4、6、8里面的内容改变了之后，非徽标条带条带1、3、5、7、9里面参考了徽标条带2、4、6、8里面内容的宏块就会发生错误。

步骤304c：进行运动补偿；

步骤304d：帧内预测；

步骤304e：模式选择；

步骤304f：进行离散余弦变换；

步骤304g：进行量化；

步骤304h：进行反量化；

步骤304i：进行反离散余弦变换；

步骤304j：进行熵编码。

至此，对宏块的编码结束。

步骤305：确定当前徽标条带或非徽条带的结束位置，执行步骤306；

步骤306：判断已编码宏块是否到达当前条带结束位置，若是，则执行步骤307；若否，则跳转至步骤304；

步骤307：判断是否完成本帧中全部条带的编码，若是，则执行步骤308，若否，则跳转至步骤302；

步骤308：将徽标条带序号写入SEI中，执行步骤309；

步骤309：结束当前帧的编码。

在编码的这些条带中，记录哪些是第一条带(徽标条带)、哪些是第二条带(非徽标条带)的方法具体如下：

将已编码的第一条带或第二条带的条带序号记录在当前帧的码流数据的用户自定义数据段中；

此时，可事先约定用户自定义数据段中记录的是第一条带的条带序号；

或者可事先约定用户自定义数据段中记录的是第二条带的条带序号。

具体实现时，可将用于标识已编码条带为第一条带的第一标识或为第二条带的第二标识按照该已编码条带的条带序号顺序记录在用户自定义数据段中；

例如：H.264标准中预留了用户可自由定义的字段，称用户数据未注册(User_data_unregistered)SEI语法。在本发明实施一的方案中，可定义其长度为Nbit，N为每帧中的总条带数量，第n个bit是0表示第n个条带为非徽标条带，是1表示第n个条带为徽标条带。如本例中，长度为9bit，内容为010101010。

通过上述步骤，依次对每一帧进行编码，就得到了可以用于快速进行视频转码处理徽标的视频码流数据。

在本发明实施例的方案中，由于根据需要被修改的视频内容在在当前帧所表示的视频内容中的位置和大小对当前帧进行了划分，划分为第一条带和第二条带，该第一条带集合表示当前帧中需要被修改的视频内容，该第二条带集合表示当前帧中不需要被修改的视频内容；在编码时，分别对第一条带和第二条带进行编码，这就解除了第一条带和第二条带之间的帧内空间相关性，并且限定了在当前帧需要参考帧时，该当前帧的每一第二条带中宏块的参考块的位置均位于参考帧的第二条带集合的第二条带所占的区域中，这就解除了第二条带集合与第一条带集合单方面的帧间时间相关性，使得后续因对所述需要被修改的视频内容进行删除、添加或修改这一需求进行视频转码时，仅需对上述编码数据的第一条带集合部分进行转码操作，而不需要对非徽标部分进行转码操作，较大程度上处理效率，并且由于不对非徽标部分进行转码操作，因此不改变非徽标部分的视频质量。

下面在本发明实施例二中描述对利用实施例一的视频数据编码方法得到的码流数据进行解码的方法，在实施例三中描述对利用实施例二的解码方法进行解码得到的码流进行编码的方法，在实施例四中描述利用实施例二和实施例三的方法对实施例一中的视频数据编码方法得到的码流数据进行转码的方法，当然，实施例二(实施例三)中并不限定一定要使用实施例一(实施例二)的方法得到实施例一中获得的编码后的码流(解码后的码流)，只要能获得与实施例一中获得的编码码流相同的码流就可以。

实施例二

如图4所示，为本发明实施例的一种视频数据解码方法流程图，包括以下步骤：

步骤401：根据当前帧的码流数据的用户自定义数据段中记录的第一条带或第二条带的条带序号，判断当前条带是否为第一条带；若是，则执行步骤402；若否，则执行步骤403；

本步骤401中，在事先约定用户自定义数据段中记录的条带序号为第一条带序号时，在当前条带的条带序号包含在当前帧的码流数据的用户自定义数据段中记录的条带序号中时，确定当前条带为第一条带，否则为第二条带；

在事先约定用户自定义数据段中记录的条带序号为第二条带序号时，在当前条带的条带序号不包含在当前帧的码流数据的用户自定义数据段中记录的条带序号中时，确定当前条带为第一条带，否则为第二条带；

步骤402：确定当前条带为第一条带，解码当前条带的编码码流数据；

步骤403：确定当前条带为第二条带，存储当前条带的编码码流数据；

其中，所述第一条带集合是根据需要被修改的视频内容在当前帧所表示的视频内容中的位置和大小对当前帧进行划分得到的，所述第一条带集合和第二条带集合构成了当前帧的全部条带；在当前帧具有参考帧时，该当前帧的每一第二条带中宏块的参考块的编码码流数据均位于该参考帧的第二条带集合的编码码流数据中。

较佳的，在当前帧具有参考帧时，该当前帧的每一第一条带中宏块的参考块的编码码流数据均位于该参考帧的第一条带集合的编码码流数据中。

采用上述较佳的方案，可保证步骤402中解码出的码流数据不会出现错误，具体原因参见实施例一中的解释，这里不再赘述。

仍然沿用实施例一图2和图3中所示的例子，此时接收到使用图3中的流程进行编码后的完整的视频码流数据后，使用本发明实施例二中方案的时，对非徽标条带1、3、5、7、9不做任何处理，将数据暂时保存；同时将徽标条带2、4、6、8解码(标号均为示例性)，得到徽标条带的所有未压缩视频像素数据。

下面利用图5所示的视频数据解码流程对本发明实施例二的方案进行进一步说明，图5所示的视频数据解码流程包括以下步骤：

步骤501：开始一帧解码，执行步骤502；

步骤502：解析SEI，获得当前条带是否为徽标条带的信息；

这里的信息可以使标识(第一标识或第二标识)，也可以是条带序号。

步骤503：判断当前条带是否为徽标条带，若否，则执行步骤504；若是，则执行步骤505；

若解析出SEI的内容为010101010，事先已获知定义其长度为N为每帧中的总条带数量，第n个bit是0表示第n个条带为非徽标条带，是1表示第n个条带为徽标条带，则在第一次执行本步骤502时，由于第1bit为0，可以确定当前条带为非徽标条带；在第二次执行本步骤502时，由于第1bit为0，可以确定当前条带为非徽标条带；

步骤504：确定当前条带为非徽标条带，存储该当前条带的码流数据；跳转至步骤508；

步骤505：确定当前条带为徽标条带，解析该徽标条带头中起始位置信息，执行步骤506；

步骤506：解析该徽标条带中的宏块，执行步骤507；

步骤507：判断是否完成本条带中全部宏块的解码，若否，则跳转至步骤506；若是，则执行步骤508；

步骤508：判断是否完成本帧中全部条带的解码，若是，则执行步骤509；若否，则跳转至步骤502；

步骤509：结束一帧编码。

在本发明实施例二的视频数据解码方案中，仅需对第一条带集合中的各第一条带进行解码，而无需对第二条带进行解码，较大程度上提高了解码的效率。

实施例三

如图6所示，为本发明实施例三的一种视频数据编码方法流程图，包括以下步骤：

步骤601：根据当前帧的码流数据的用户自定义数据段中记录的第一条带或第二条带的条带序号，判断当前条带是否为第一条带，在判断结果为是时，执行步骤602，在判断结果为否时，执行步骤603；

步骤602：确定当前条带的码流数据为未编码码流数据，编码该当前条带的码流数据；

这里的步骤602可以跳转至步骤604。

步骤603：确定该当前条带为第二条带，该当前条带的码流数据为已编码码流数据，读取该当前条带的码流数据；

步骤604：将已编码的第一条带或第二条带的条带序号记录在当前帧的码流数据的用户自定义数据段中；

本步骤604中，在用户自定义数据段中约定的是记录第一条带的条带序号时，可以在完成一条第一条带编码后就将该第一条带的条带序号记录在用户自定义数据段中，也可以在完成全部第一条带编码后就将该第一条带的条带序号记录在用户自定义数据段中；

在用户自定义数据段中约定的是记录第二条带的条带序号时，在完成一条第二条带编码后就将该第二条带的条带序号记录在用户自定义数据段中，也可以在完成全部第二条带编码后就将该第二通条带的条带序号记录在用户自定义数据段中；

其中，第一条带集合是根据需要被修改的视频内容在当前帧所表示的视频内容中的位置和大小对当前帧进行划分得到的，第一条带集合表示当前帧中需要被修改的视频内容，第二条带集合表示当前帧中不需要被修改的视频内容；在当前帧具有参考帧时，该当前帧的每一第二条带中宏块的参考块的编码码流数据均位于该参考帧的第二条带集合的编码码流数据中。

本发明实施例三中的当前帧的码流数据是在第一条带(徽标条带)的所有未编码码流数据(也即未压缩视频数据)中添加或修改需要被修改的视频内容(徽标)的未编码码流数据(未压缩视频数据)，得到添加修改过需要被修改的视频内容(徽标)的第一条带(徽标条带)未压缩视频像素数据；

沿用实施例二中的例子，下面利用图7所示的视频数据解码流程对本发明实施例三的方案进行进一步说明，图7所示的视频数据编码流程包括以下步骤：

步骤701：开始一帧编码，执行步骤702；

步骤702：解析SEI中，获得当前条带是否为徽标条带的信息；

步骤703：判断当前条带是否为徽标条带，若否，则执行步骤704；若是，则执行步骤705；

若解析出SEI的内容为010101010，事先已获知定义其长度为N为每帧中的总条带数量，第n个bit是0表示第n个条带为非徽标条带，是1表示第n个条带为徽标条带，则在第一次执行本步骤502时，由于第1bit为0，可以确定当前条带为非徽标条带；在第二次执行本步骤502时，由于第1bit为0，可以确定当前条带为非徽标条带；

步骤704：确定当前条带为非徽标条带，读取该当前条带的码流数据，跳转至步骤708；

步骤705：确定当前条带为徽标条带，编码该徽标条带头中起始位置信息，执行步骤706；

步骤706：编码该徽标条带中的宏块，执行步骤707；

步骤707：判断是否完成本条带中全部宏块的编码，若否，则跳转至步骤706；若是，则执行步骤708；

步骤708：判断是否完成本帧中全部条带的解码，若是，则执行步骤709；若否，则跳转至步骤702；

步骤709：将徽标条带序号写入SEI中，执行步骤710。

步骤710：结束一帧编码。

在本发明实施例三的视频数据解码方案中，仅需对第一条带集合中的各第一条带进行编码，而无需对第二条带进行编码，较大程度上提高了编码的效率。

本实施例三中的在针对第二条带中的宏块的编码要求与实施例一种的宏块的编码一样，为了去除帧间相关性，也要求第一条带(徽标条带)的帧间预测参考块位置必须位于参考帧的第一条带集合(徽标条带)中。此时输出的码流数据即为添加需要被修改的视频内容(修改过徽标)的视频码流数据，并且此视频码流数据依然可以被后续业务流程继续快速地处理需要被修改的视频内容(徽标)区域。

实施例四

如图8所示，为本发明实施例四的视频数据转码方法流程图，包括以下步骤：

步骤801：对输入的码流数据实施例二中的视频数据解码方法进行解码，得到解码码流数据；

步骤802：将所述解码码流数据中的由解码得到的码流数据替换为本次添加的需要被修改的视频内容的原始码流数据，得到替换后的解码码流数据，所述原始码流数据为未编码的码流数据；

本步骤802中，所述解码码流数据中的由解码得到的码流数据替换为本次添加的需要被修改的视频内容的原始码流数据，得到替换后的解码码流数据；

步骤803：对所述替换后的解码码流数据利用实施例三中的视频数据编码方法进行编码。

综合上述实施例一、实施例二、实施例三、实施例四，针对在需要被修改的视频内容为徽标时，针对未压缩的视频数据或视频信号，整体的处理流程如图9所示，包括以下步骤：

步骤901：标定徽标区域；

步骤902：划分条带；

步骤903：视频编码；

上述步骤901至步骤903是在视频数据编码器中执行的，经过步骤901至步骤903得到可快速处理徽标的视频码流数据；

步骤904：徽标条带解码；

步骤905：徽标添加修改；

步骤906：徽标条带编码；

上述步骤904至步骤906是在视频数据转码器(也可称徽标处理器)中执行的，经过步骤904至步骤906得到可快速处理徽标的视频码流数据。

实施例五

基于同一发明构思，本发明实施例五还提供了一种视频数据编码器，由于该视频数据编码器，所解决问题的原理与前述实施例一中的视频数据编码方法相似，因此该视频数据编码器的实施可以参见实施例一中的方法的实施，重复之处不再赘述。

如图10所示，为本发明实施例五提供的一种视频数据编码器的结构示意图，包括：确定单元100、第一编码单元101、第二编码单元102和记录单元103，其中：

确定单元100，用于确定当前帧中第一条带集合和第二条带集合，所述第一条带集合是根据需要被修改的视频内容在当前帧所表示的视频内容中的位置和大小对当前帧进行划分得到的，所述第一条带集合表示当前帧中需要被修改的视频内容，所述第二条带集合表示当前帧中不需要被修改的视频内容；

第一编码单元101，针对所述第一条带集合中的每一第一条带，根据第一条带的起始位置和结束位置，对该第一条带进行编码；

第二编码单元102，用于针对所述第二条带集合中的每一第二条带，根据第二条带的起始位置和结束位置，对该第二条带进行编码，其中，在当前帧需要参考帧时，该当前帧的每一第二条带中宏块的参考块的位置均位于参考帧的第二条带集合中第二条带所占的区域中；

记录单元103，用于将已编码的第一条带或第二条带的条带序号记录在当前帧的码流数据的用户自定义数据段中。

较佳的，在当前帧需要参考帧时，当前帧的每一第一条带中宏块的参考块的位置均位于该参考帧的第一条带集合中第一条带所占的区域中。

实施例六

基于同一发明构思，本发明实施例六还提供了一种视频数据解码器，由于该视频数据解码器，所解决问题的原理与前述实施例二中的视频数据解码方法相似，因此该视频数据解码器的实施可以参见前述方法的实施，重复之处不再赘述。

如图11所示，为本发明实施例六提供的一种视频数据解码器的结构示意图，包括：第一判断单元110、解码单元111和存储单元112，其中：

第一判断单元110，用于根据当前帧的码流数据的用户自定义数据段中记录的第一条带或第二条带的条带序号，判断当前条带是否为第一条带，在判断结果为是时，触发解码单元；在判断结果为否时，触发存储单元；

解码单元111，用于解码当前条带的编码码流数据；

存储单元112，用于确定当前条带为第二条带，存储该当前条带的编码码流数据；

其中，第一条带集合是根据需要被修改的视频内容在当前帧所表示的视频内容中的位置和大小对当前帧进行划分得到的，所述第一条带集合和第二条带集合构成了当前帧的全部条带；在当前帧具有参考帧时，该当前帧的每一第二条带中宏块的参考块的编码码流数据均位于该参考帧的第二条带集合的编码码流数据中。

实施例七

基于同一发明构思，本发明实施例七还提供了一种视频数据编码器，由于该视频数据视频数据编码器，所解决问题的原理与前述实施例三中的视频数据编码方法相似，因此该视频数据编码的实施可以参见前述方法的实施，重复之处不再赘述。

如图12所示，为本发明实施例七提供的一种视频数据编码器的结构示意图，包括：第二判断单元120、编码单元121、读取单元122和记录单元123，其中：

第二判断单元120，用于根据当前帧的码流数据的用户自定义数据段中记录的第一条带或第二条带的条带序号，判断当前条带是否为第一条带，判断当前条带是否为第一条带，在判断结果为是时，触发编码单元；在判断结果为否时，触发读取单元；

编码单元121，用于确定当前条带的码流数据为未编码码流数据，编码该当前条带的码流数据；

读取单元122，用于确定该当前条带为第二条带，该当前条带的码流数据为已编码码流数据，读取该当前条带的码流数据；

记录单元123，用于将已编码的第一条带或第二条带的条带序号记录在当前帧的码流数据的用户自定义数据段中；

其中，第一条带集合是根据需要被修改的视频内容在当前帧所表示的视频内容中的位置和大小对当前帧进行划分得到的，所述第一条带集合表示当前帧中需要被修改的视频内容，所述第二条带集合表示当前帧中不需要被修改的视频内容；在当前帧具有参考帧时，该当前帧的每一第二条带中宏块的参考块的编码码流数据均位于该参考帧的第二条带集合的编码码流数据中。

实施例八

基于同一发明构思，本发明实施例八还提供了一种视频数据转码器，由于该视频数据转码器，所解决问题的原理与前述实施例四中的视频数据转码方法相似，因此，该视频数据编码的实施可以参见前述方法的实施，重复之处不再赘述。

如图13所示，为本发明实施例八提供的一种视频数据解码器的结构示意图，包括：实施例六所述的视频数据解码器131、替换单元132和实施例七所述的视频数据编码器133，其中：

所述视频数据解码器131，用于对输入的视频数据解码方法进行解码，得到得到解码码流数据；

替换单元132，用于将所述解码码流数据中的由解码得到的码流数据替换为本次添加的需要被修改的视频内容的原始码流数据，得到替换后的解码码流数据，所述原始码流数据为未编码的码流数据；

所述视频数据编码器133，用于对所述替换后的解码码流数据进行编码。

本发明实施例提出一种通过对视频码流数据中划分条带，使得在视频编码器或转码器中添加、删除、修改徽标时不需要对全部视频码流数据进行解码再编码，而只需要部分地解码再编码，提高了处理速度并降低了再编码造成的质量损失，与通用的完整解码、完整编码的方案相比，本发明实施例的优点有两个方面，第一方面，添加修改徽标时只需要对徽标条带进行解码、修改、编码，在解码、编码的环节需要处理的视频内容大大降低，这是在添加修改徽标的整体流程中最耗时、最耗能量的部分。所以应用本技术可以大幅降低添加修改徽标的流程中的耗时和耗能，提高设备处理速度、降低功耗。第二方面，对视频进行解码再编码会不可避免地引入量化误差，造成图像质量劣化，这在视频码率较低、占用带宽较小时尤为明显。通用技术中对视频进行完整的解码再编码，对视频整体都引入了一次质量劣化，而本发明中只对徽标部分进行解码再编码，只对徽标周围引入了一次质量劣化，而对视频的其他部分的质量毫无影响。通过这种方式，基本上规避了徽标处理对整体画面质量造成的损害，提升了添加修改徽标之后视频的画面质量。

本发明在视频数据编码器、视频数据转码器在产品测试中证明可行，添加的图标的主观效果良好。对处理效率的提升与徽标条带所占面积相关，徽标较小时效果较为明显。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式实现。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)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的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中终端中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的终端中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个终端中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

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 (10)

1.一种视频数据编码方法，其特征在于，包括：

确定当前帧中第一条带集合和第二条带集合，所述第一条带集合是根据需要被修改的视频内容在当前帧所表示的视频内容中的位置和大小对当前帧进行划分得到的，所述第一条带集合表示当前帧中需要被修改的视频内容，所述第二条带集合表示当前帧中不需要被修改的视频内容；

针对所述第一条带集合中的每一第一条带，根据第一条带的起始位置和结束位置，对该第一条带进行编码；并

针对所述第二条带集合中的每一第二条带，根据第二条带的起始位置和结束位置，对该第二条带进行编码，其中，在当前帧需要参考帧时，该当前帧的每一第二条带中宏块的参考块的位置均位于参考帧的第二条带集合中第二条带所占的区域中；

将已编码的第一条带或第二条带的条带序号记录在当前帧的码流数据的用户自定义数据段中。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在当前帧需要参考帧时，当前帧的每一第一条带中宏块的参考块的位置均位于该参考帧的第一条带集合中第一条带所占的区域中。

3.一种视频数据解码方法，其特征在于，包括：

根据当前帧的码流数据的用户自定义数据段中记录的第一条带或第二条带的条带序号，判断当前条带是否为第一条带；

在判断结果为是时，解码当前条带的编码码流数据；

在判断结果为否时，确定当前条带为第二条带，存储当前条带的编码码流数据；

其中，第一条带集合是根据需要被修改的视频内容在当前帧所表示的视频内容中的位置和大小对当前帧进行划分得到的，第一条带集合和第二条带集合构成了当前帧的全部条带；在当前帧具有参考帧时，该当前帧的每一第二条带中宏块的参考块的编码码流数据均位于该参考帧的第二条带集合的编码码流数据中。

4.一种视频数据编码方法，其特征在于，包括：

根据当前帧的码流数据的用户自定义数据段中记录的第一条带或第二条带的条带序号，判断当前条带是否为第一条带；

在判断结果为是时，确定当前条带的码流数据为未编码码流数据，编码该当前条带的码流数据；

在判断结果为否时，确定该当前条带为第二条带，该当前条带的码流数据为已编码码流数据，读取该当前条带的码流数据；

将已编码的第一条带或第二条带的条带序号记录在当前帧的码流数据的用户自定义数据段中；

其中，第一条带集合是根据需要被修改的视频内容在当前帧所表示的视频内容中的位置和大小对当前帧进行划分得到的，第一条带集合表示当前帧中需要被修改的视频内容，第二条带集合表示当前帧中不需要被修改的视频内容；在当前帧具有参考帧时，该当前帧的每一第二条带中宏块的参考块的编码码流数据均位于该参考帧的第二条带集合的编码码流数据中。

5.一种视频数据转码方法，其特征在于，所述方法包括：

对输入的码流数据利用权利要求3所述的视频数据解码方法进行解码，得到解码码流数据；

将所述解码码流数据中的由解码得到的码流数据替换为本次添加的需要被修改的视频内容的原始码流数据，得到替换后的解码码流数据，所述原始码流数据为未编码的码流数据；

对所述替换后的解码码流数据利用权利要求4所述的视频数据编码方法进行编码。

6.一种视频数据编码器，其特征在于，包括：

确定单元，用于确定当前帧中第一条带集合和第二条带集合，所述第一条带集合是根据需要被修改的视频内容在当前帧所表示的视频内容中的位置和大小对当前帧进行划分得到的，所述第一条带集合表示当前帧中需要被修改的视频内容，所述第二条带集合表示当前帧中不需要被修改的视频内容；

第一编码单元，针对所述第一条带集合中的每一第一条带，根据第一条带的起始位置和结束位置，对该第一条带进行编码；

第二编码单元，用于针对所述第二条带集合中的每一第二条带，根据第二条带的起始位置和结束位置，对该第二条带进行编码，其中，在当前帧需要参考帧时，该当前帧的每一第二条带中宏块的参考块的位置均位于参考帧的第二条带集合中第二条带所占的区域中；

记录单元，用于将已编码的第一条带或第二条带的条带序号记录在当前帧的码流数据的用户自定义数据段中。

7.如权利要求6所述的视频数据编码器，其特征在于，在当前帧需要参考帧时，当前帧的每一第一条带中宏块的参考块的位置均位于该参考帧的第一条带集合中第一条带所占的区域中。

8.一种视频数据解码器，其特征在于，包括：

第一判断单元，用于根据当前帧的码流数据的用户自定义数据段中记录的第一条带或第二条带的条带序号，判断当前条带是否为第一条带，在判断结果为是时，触发解码单元；在判断结果为否时，触发存储单元；

解码单元，用于解码当前条带的编码码流数据；

存储单元，用于确定当前条带为第二条带，存储该当前条带的编码码流数据；

其中，第一条带集合是根据需要被修改的视频内容在当前帧所表示的视频内容中的位置和大小对当前帧进行划分得到的，第一条带集合和第二条带集合构成了当前帧的全部条带；在当前帧具有参考帧时，该当前帧的每一第二条带中宏块的参考块的编码码流数据均位于该参考帧的第二条带集合的编码码流数据中。

9.一种视频数据编码器，其特征在于，包括：

第二判断单元，用于根据当前帧的码流数据的用户自定义数据段中记录的第一条带或第二条带的条带序号，判断当前条带是否为第一条带，判断当前条带是否为第一条带，在判断结果为是时，触发编码单元；在判断结果为否时，触发读取单元；

编码单元，用于确定当前条带的码流数据为未编码码流数据，编码该当前条带的码流数据；

读取单元，用于确定该当前条带为第二条带，该当前条带的码流数据为已编码码流数据，读取该当前条带的码流数据；

记录单元，用于将已编码的第一条带或第二条带的条带序号记录在当前帧的码流数据的用户自定义数据段中；

其中，第一条带集合是根据需要被修改的视频内容在当前帧所表示的视频内容中的位置和大小对当前帧进行划分得到的，第一条带集合表示当前帧中需要被修改的视频内容，所述第二条带集合表示当前帧中不需要被修改的视频内容；在当前帧具有参考帧时，该当前帧的每一第二条带中宏块的参考块的编码码流数据均位于该参考帧的第二条带集合的编码码流数据中。

10.一种视频数据转码器，其特征在于，所述转码器包括：

权利要求8所述的视频数据解码器，用于对输入的视频数据解码方法进行解码，得到得到解码码流数据；

替换单元，用于将所述解码码流数据中的由解码得到的码流数据替换为本次添加的需要被修改的视频内容的原始码流数据，得到替换后的解码码流数据，所述原始码流数据为未编码的码流数据；

权利要求9所述的视频数据编码器，用于对所述替换后的解码码流数据进行编码。