CN107454408A - 一种图像编码码率动态调整的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于数字视频处理技术领域，特别涉及一种图像编码码率动态调整的方法。包括以下步骤：S1获取视频数据作为输入图像序列；S2将图像序列输入视频处理模块，视频处理模块对图像复杂度进行测算；S3根据上步骤测算的图像复杂度对当前码率进行判断，根据图像复杂度匹配客户设置码率的倍率；S4经过码率调整后的视频数据经过视频编码模块处理，输出编码码流。本发明能够实现动态的合理的码流变化，解决了简单场景和复杂场景下，清晰度与码率的矛盾，降低磁盘的占用，在固定大小的磁盘上，保存更多的录像数据。

Description

一种图像编码码率动态调整的方法
（一）技术领域
本发明属于数字视频处理技术领域，特别涉及一种图像编码码率动态调整的方法。
（二）背景技术
现有的视频编码方式H264,H265，为了保证存储数据清晰无模糊现象，都设置了一个默认的，较大的码率数值，以保证由编码设备编制出来的码流清晰无模糊。
这种方式有一个很大的缺陷，它没有客观的考虑到随着时间，光线的变化，以及面对场景的变化，编码码率的浪费问题。即简单的场景（面对一个白色的无装饰物的墙壁）码率也会被设置的很高，导致浪费。
申请专利号CN201410557557.5是通过码率统计信息进行码率控制，这种方法对图像的变化，场景没有进行算法的检测，仅使用统计信息，无法做到准确无误，该专利仅能保证编码码率的稳定性，而无法自动根据图像的场景情况进行调整。在面对草地，树木这种复杂的场景时，因为编码码率的码率大小要求，会出现模糊不清楚，画面非常容易出现马赛克的现象。
（三）发明内容
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种图像编码码率动态调整的方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种图像编码码率动态调整的方法，其特征在于：
S1获取视频数据作为输入图像序列；
S2将图像序列输入视频处理模块，视频处理模块对图像复杂度进行测算；
S3根据上步骤测算的图像复杂度对当前码率进行判断，根据图像复杂度匹配客户设置码率的倍率；
S4经过码率调整后的视频数据经过视频编码模块处理，输出编码码流。
其中步骤S2中，图像复杂度测算包括以下步骤：
（1）针对输入的图像序列首先滤出图像上的杂波；
（2）将除去杂波的图像，提取出视频图像的边缘信息，基于所得的边缘信息使用二值化算法，统计出图像的黑白点的数量；
（3）根据输入图像的宽高和白点的数量，确定出图像复杂度。
进一步，图像复杂度测算步骤（1）中使用滤波算法；更进一步，使用FILTER滤波，滤除图像上的杂波。
进一步，图像复杂度测算步骤（2）中使用Canny边缘提取算法，提取出视频图像的边缘信息。
图像复杂度测算中，将测算得到的白点的数量*100/[（图像宽*图像高）/4）]，其中白点的数量单位为个，图像宽和图像高的单位为像素，得到图像复杂度的百分比，复杂度取值范围为[0-1）之间的数值；然后将转换后的复杂度数值除以0.2取整数部分，确定出当前视频图像复杂度等级为0-4级，共五档。
每一图像复杂度等级对应相应的码率倍率n，其中n小于等于1。
本发明的有益效果是：本发明能够实现动态的合理的码流变化，解决了简单场景和复杂场景下，清晰度与码率的矛盾，降低磁盘的占用，在固定大小的磁盘上，保存更多的录像数据。
（四）具体实施方式
本发明使用时内置在网络视频编码器前端或模拟高清视频编码器后端，都可以带来非常大的社会经济效益。
在实际使用中，例如在一个8路的720P(1280*720)视频硬盘录像机上，每个通道均设置为2M的码流，总共接入了8个图像，
当不使用本发明方法时，录像磁盘占用 2M码率（bits）/8（转换为字节）*60（秒）*60（分钟）*8（路）*24（小时） = 172800M=172T/天。
使用本方法后，视频硬盘录像机首先获取视频数据作为输入图像序列；然后将图像序列输入视频处理模块，视频处理模块对图像复杂度进行测算；此时，对于图像复杂度测算方法为：
（1）针对输入的图像序列首先滤出图像上的杂波，使用FILTER滤波，滤除图像上的杂波；
（2）将除去杂波的图像，使用Canny边缘提取算法，提取出视频图像的边缘信息，基于所得的边缘信息使用二值化算法，统计出图像的黑白点的数量；
（3）图像复杂度测算中，将测算得到的白点的数量*100/[（图像宽*图像高）/4）]，其中白点的数量单位为个，图像宽和图像高的单位为像素，得到图像复杂度的百分比，复杂度取值范围为[0-1）之间的数值；然后将转换后的复杂度数值除以0.2取整数部分，确定出当前视频图像复杂度等级为0-4级，共五档。
0档，图像复杂度很低，设置码率=客户设置码率*0.5；1档，稍微复杂，设置码率=客户设置码率*0.625；2档，中等复杂，设置码率=客户设置码率*0.75；3档，比较复杂，设置码率=客户设置码率*0.875；4档，非常复杂，设置码率=客户设置码率*1。
根据上步骤测算的图像复杂度对当前码率进行判断，根据图像复杂度匹配客户设置码率的倍率；经过码率调整后的视频数据经过视频编码模块处理，输出编码码流。
根据以上算法，在一个8路的720P(1280*720)视频硬盘录像机上，每个通道均设置为2M的码流，总共接入了8个图像后，根据因为每个画面的图像的复杂度不一样，实时计算出磁盘占用如下：
经计算，第一幅视频图像码率T1=2M*0.75=1.5M；第二幅视频图像码率T1=2M*0.625=1.25M；第三幅视频图像码率T1=2M*0.5=1.0M；第四幅视频图像码率T1=2M*1=2.0M；第五幅视频图像码率T1=2M*0.625=1.25M；第六幅视频图像码率T1=2M*0.625=1.25M；第七幅视频图像码率T1=2M*0.5=1.0M；第八幅视频图像码率T1=2M*0.625=1.25M；
录像磁盘占用（1.5+1.25+1+2.0+1.25+1.25+1+1.25）M/8（转换为字节）*60（秒）*60（分钟）*24（小时）=113400M=113T/天。
如果客户使用2T的硬盘，则原本的算法只能保存（2000T/172T）=11天的录像，使用新的算法后，能够保存（2000T/113T）=17.7天的录像。
上面以举例方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述具体实施例，凡基于本发明所做的任何改动或变型均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种图像编码码率动态调整的方法，其特征在于：S1获取视频数据作为输入图像序列；S2将图像序列输入视频处理模块，视频处理模块对图像复杂度进行测算；S3根据上步骤测算的图像复杂度对当前码率进行判断，根据图像复杂度匹配客户设置码率的倍率；S4经过码率调整后的视频数据经过视频编码模块处理，输出编码码流。
2.根据权利要求1所述的图像编码码率动态调整的方法，其特征在于：步骤S2中，图像复杂度测算包括以下步骤：（1）针对输入的图像序列首先滤出图像上的杂波；（2）将除去杂波的图像，提取出视频图像的边缘信息，基于所得的边缘信息使用二值化算法，统计出图像的黑白点的数量；（3）根据输入图像的宽高和白点的数量，确定出图像复杂度。
3.根据权利要求2所述的图像编码码率动态调整的方法，其特征在于：图像复杂度测算步骤（1）中使用滤波算法。
4.根据权利要求3所述的图像编码码率动态调整的方法，其特征在于：使用FILTER滤波，滤除图像上的杂波。
5.根据权利要求2所述的图像编码码率动态调整的方法，其特征在于：图像复杂度测算步骤（2）中使用Canny边缘提取算法，提取出视频图像的边缘信息。
6.根据权利要求2所述的图像编码码率动态调整的方法，其特征在于：将测算得到的白点的数量*100/[（图像宽*图像高）/4）]，得到图像复杂度的百分比，复杂度取值范围为[0-1）之间的数值；然后将转换后的复杂度数值除以0.2取整数部分，确定出当前视频图像复杂度等级为0-4级，共五档。
7.根据权利要求6所述的图像编码码率动态调整的方法，其特征在于：每一图像复杂度等级对应相应的码率倍率n，其中n小于等于1。
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