CN108737828A - 对视频编码器的输出比特率控制的方法和控制器、摄像机 - Google Patents

Abstract

本公开提供了对视频编码器的输出比特率控制的方法和控制器、摄像机。提供了一种在对视频流进行编码时用于对视频编码器的输出比特率进行控制的控制器和方法。该方法包括：接收其中视频流被捕获的位置的天气预报数据；基于天气预报数据，预测由于影响视频流内容的天气导致的视频编码器的输出比特率的未来提高；和通过提高视频流的压缩级别来降低视频编码器的输出比特率，由此对视频编码器的输出比特率的未来提高进行补偿。

Description

对视频编码器的输出比特率控制的方法和控制器、摄像机

技术领域

本发明涉及视频编码领域。具体地，本发明涉及对视频编码器的输出比特率的控制。

背景技术

摄像机通常用于监控。在监控应用中，摄像机被布置成通过捕获用于描绘场景的视频流来监视场景。视频流然后在被存储之前被编码。经过编码的视频流可以被存储在摄像机本身中，但是典型地该视频流通过网络被传输到例如存储其的服务器。如果发现一些感兴趣的事件已经在场景中发生，例如发生入室盗窃，则可以从存储器中访问经过编码的视频流，并查看该视频流以找到感兴趣的事件的证据。

上述摄像机的视频编码器在一时间段期间因此产生一定量的被存储的视频数据。由于存储空间可能是一个限制因素，因此可能感兴趣的是对由视频编码器产生的视频数据的量，即视频编码器的输出比特率进行控制，使得可用存储空间持续预置的持续时间(例如一周或一个月)的时间段。

同时，肯定感兴趣的是允许视频编码器的输出比特率变化以捕获比特率峰值，该比特率峰值由视频流中感兴趣的运动(例如上面示例的入室窃贼)引起，同时限制例如由噪声或者对视频质量产生负面影响的其它因素引起的比特率峰值。然而，例如，夜间噪音很容易规划，但是可能对视频质量产生负面影响的另一因素是诸如雨、雪、雾或大风等天气事件。这些天气事件典型地会影响视频流的内容，并引入不希望的噪声或运动，从而带来不提供附加监控信息的比特率峰值。例如，天气事件可能使得视频编码器将其每周或每月分配的比特中的大部分消耗在第一天已经发生的天气引起的比特率峰值上，为剩余的时间段留下较少的比特。

虽然存在通常将天气数据与压缩联系起来的现有技术，包括US 2015/0358537A1，但是没有如何对由未来天气事件引起的比特率峰值进行限制或补偿的现有教导。因此，还有改进的余地。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的由此是对由未来天气事件引起的比特率峰值进行限制或补偿。

根据本发明的第一方面，上述目的通过一种在对视频流进行编码时用于对视频编码器的输出比特率进行控制的方法来实现，该方法包括：

接收其中视频流被捕获的位置的天气预报数据；

基于天气预报数据，预测由于影响视频流的内容的天气导致的视频编码器的输出比特率的未来提高；和

通过提高视频流的压缩级别来减少视频编码器的输出比特率，以对视频编码器的输出比特率的未来提高进行补偿。

根据这种方法，天气预报数据被用于预测视频编码器的输出比特率的未来提高。在已经预测到视频编码器的输出比特率的未来提高时，在对视频流进行压缩时由视频编码器应用的压缩级别被提高。以这种方式，视频编码器的输出比特率下降，并且因此输出比特率的未来提高能够被补偿。压缩级别可以相对于当前压缩级别被提高。当前压缩级别可以与在时间间隔的开始时设置的标称压缩级别相对应。然而，当前压缩级别也可以与如同在时间间隔的开始之后(例如在从时间间隔的开始直到时间间隔的当前时间点的时间段期间)调节的压缩级别相对应。

在此使用的术语压缩级别通常指的是视频流被压缩了多少。这典型地是视频编码器的可以被改变的一个参数。例如，压缩级别可以是量化参数的形式。

在此使用的视频流的内容通常是指视频流的帧的图像内容。诸如雨、雪、雾或风等天气典型地将通过在视频流的帧中引入噪声或运动来影响视频流的图像内容。

天气预报数据可以是各种天气相关的参数的形式。天气相关的参数例如通过将参数与各种预定的阈值进行比较，可以被用于预测由天气引起的输出比特率的未来提高。更具体地，天气预报数据可以包括指示天气状况的参数，并且其中，在预测的步骤中，输出比特率的未来提高在该参数落在预定的参数区间之外的情况下被预测。

在一些应用中，对视频编码器的输出比特率的控制旨在对编码器输出的数据量进行控制，使得在一定时间间隔期间输出的比特总数不超过一定级别。换句话说，视频编码器可以具有比特预算，该比特预算可以在一定的时间间隔期间消耗。在非预期比特成本(这里通过引起比特率的未来提高的天气来表示)出现时，视频编码器必须采取行动以对非预期比特成本进行补偿。否则，比特预算最终将会被超过。该方法因此可以进一步包括设置与最大比特数相对应的比特预算，该最大比特数被允许在时间间隔期间从视频编码器输出，其中，在降低输出比特率的步骤中，视频流的压缩级别在时间间隔的至少一部分期间被提高，使得比特预算不被超过。

压缩级别因此可以被提高，以对以由天气引起的比特率峰值形式的非预期比特成本进行补偿。然而，压缩级别不仅可以被提高以对非预期比特成本进行补偿，而且在时间间隔期间压缩级别可以被反复调节以确保在时间间隔结束时比特预算不被超过。例如，该方法还可以包括在时间间隔期间周期性地调节视频流的压缩级别，从而比特预算不被超过。这可以包括，如果到目前为止在时间间隔期间已经消耗的比特数高于预期，则提高压缩级别，或者如果到目前为止已经消耗的比特数低于预期，则降低压缩级别。

所消耗的预期比特数可以与针对相同持续时间的先前时间间隔、在相同时间点处消耗的平均比特数相对应。在这方面，极其相似的情况可以是每月家庭预算。在每月家庭预算中，存在预期成本和非预期成本。预期成本可以与月底必须支付的租金相对应，而非预期成本可以与用于修补没有预料到的漏水的账单相对应。考虑到每月通常出现的成本，预期成本很容易规划，然而非预期成本更难处理。不过，每月预算必须覆盖预期成本和非预期成本二者，并且如果非预期成本出现，则家庭的开支必须以一种方式或以其它方式被减少，以便在月底有足够的资金来支付账单。

返回到视频编码器的比特预算，存在与如上解释的由天气引起的比特成本相对应的非预期成本，并且也可以存在预期比特成本。与家庭预算类似，预期比特成本和它们发生的时间间隔的时间点可以从历史数据中被推断出来。例如，来自相同持续时间的先前时间间隔的比特率数据可以被收集，从中可以计算出在时间间隔期间视频编码器的输出比特率的平均时间变化。因此，在时间间隔内的任何时间点处，所计算的平均时间变化曲线例如可以被用于估计直到该时间间隔的时间点为止平均出现的比特成本。这可以被用于对输出比特率进行控制，以确保比特预算不被超过。

更详细地，该方法还可以包括接收用于指示在时间间隔期间视频编码器的输出比特率的平均时间变化的先前收集到的比特率数据，和根据先前收集到的比特率数据来计算在时间间隔的当前时间点处从视频编码器平均被输出的比特数，其中，在周期性地调节压缩级别的步骤中，如果在当前时间点处从视频编码器已经被输出的比特数超过了在当前时间点处所计算的从视频编码器平均被输出的比特数，则提高压缩级别，并且如果在当前时间点处从视频编码器已经被输出的比特数低于在当前时间点处所计算的从视频编码器平均被输出的比特数，则降低压缩级别。

先前收集到的比特率数据也可以被用于设置视频流的标称压缩级别。该标称压缩级别可以作为基准级别，压缩级别相对于该基准级别被调节，即被提高或被降低。更详细地，该方法还可以包括：

接收用于指示在时间间隔期间视频编码器的输出比特率的平均时间变化的先前收集到的比特率数据，和

在该时间间隔期间，基于先前收集到的比特率数据来设置视频流的标称压缩级别，使得针对时间间隔的比特预算不被超过，

其中，在降低视频编码器的输出比特率的步骤中，压缩级别从所述标称压缩级别被提高。

在上面，标称压缩级别因此是指根据平均时间变化曲线(即预期未来成本)被设置的压缩级别，使得预期未来比特成本将被比特预算覆盖。标称压缩级别典型地被设置在时间间隔的开头处，并且因此可以作为压缩级别的开始值。

该方法还可以包括：根据比特预算，保持对在时间间隔期间和时间间隔的剩余时间期间仍要从视频编码器被输出的比特数进行跟踪；其中，在降低视频编码器的输出比特率的步骤中，压缩级别被提高一数量，该数量至少基于在时间间隔期间和时间间隔的剩余时间期间仍要从视频编码器被输出的比特数来确定。该方法因此可以始终保持对在时间间隔的剩下时间期间和剩余时间期间多少比特被留下用来消耗进行跟踪。基于该信息，可以设置压缩级别被提高的数量，以用来对天气引起的比特率的提高进行补偿。

该数量还可以基于用于指示在时间间隔期间视频编码器的输出比特率的平均时间变化的先前收集到的比特率数据来确定。以这种方式，在决定压缩级别应当被提高多少以对天气引起的比特率的提高进行补偿时，也可以考虑可以从平均时间变化曲线中推断出的未来预期比特成本。

其中压缩级别被提高的时间间隔的部分可以以不同方式被选择。例如，时间间隔的至少一部分可以基于天气预报数据被选择，使得视频流的压缩级别在所预测的视频编码器的输出比特率的未来提高期间被提高。换句话说，压缩级别在天气被预测发生时可以被提高。

时间间隔的至少一部分也可以基于先前收集到的比特率数据被选择，该比特率数据用于指示在时间间隔期间视频编码器的输出比特率的平均时间变化。例如，假设捕获输出比特率的平均时间变化中的比特率峰值是重要的，则压缩级别在输出比特率的平均时间变化中没有比特率峰值时可以被提高。这样的部分在输出比特率的平均时间变化低于阈值时可以被识别为时间部分。更具体地，时间间隔的至少一部分可以基于先前收集到的比特率数据被选择，使得视频流的压缩级别在先前收集到的比特率数据超过预定阈值时在该时间间隔的一部分期间被提高或者在先前收集到的比特率数据低于预定阈值时在该时间间隔的一部分期间被提高。

可替代地，视频流的压缩级别在时间间隔的剩下时间中可以被提高。以这种方式，对天气引起的比特率的提高所进行的补偿可以分布在时间间隔的剩下时间上。

根据又一个示例，时间间隔的至少一部分可以基于视频流中的内容被选择。例如，在视频流中的运动的级别低于阈值时，压缩级别在时间部分期间可以被提高。以这种方式，可以确保视频流中感兴趣的部分仍然以高质量被编码。

根据本发明的第二方面，上述目的通过一种在对视频流进行编码时用于对视频编码器的输出比特率进行控制的控制器来实现，该控制器包括：

接收器，该接收器被配置为接收其中视频流被捕获的位置的天气预报数据；

预测器，该预测器被配置为基于天气预报数据来预测由于影响视频流的内容的天气导致的视频编码器的输出比特率的未来提高；和

输出比特率调节器，该输出比特率调节器被配置为通过提高视频流的压缩级别来降低视频编码器的输出比特率，从而对视频编码器的输出比特率的未来提高进行补偿。

根据本发明的第三方面，上述目的通过包括视频编码器和根据第二方面的用于对视频编码器的输出比特率进行控制的控制器的摄像机来实现。

根据本发明的第四方面，提供了一种包括具有计算机代码指令的计算机可读介质的计算机程序产品，该计算机代码指令在由具有处理能力的设备执行时适于实施第一方面的方法。

第二方面、第三方面和第四方面通常可以具有与第一方面相同的特征和优点。进一步指出的是，本发明涉及所有可能的特征组合，除非另外明确说明。

附图说明

参照附图，本发明的以上和附加目的、特征和优点通过本发明实施例的以下阐释性和非限制性的详细说明将更好地被理解，在附图中相同的附图标记将被用于相似要素，其中：

图1是根据实施例的摄像机的示意图。

图2是用于对图1的摄像机的视频编码器的输出比特率进行控制的控制器的示意图。

图3是根据实施例的在对视频流进行编码时用于对视频编码器的输出比特率进行控制的方法的流程图。

图4是根据实施例的在对视频流进行编码时用于对视频编码器的输出比特率进行控制的方法的流程图。

图5a至图5d分别示出了视频编码器的输出比特率作为时间的函数。

具体实施方式

下文将参照示出本发明的实施例的附图，更加完整地描述本发明。然而，本发明可以以多种不同的形式来体现，并且不应被解释为局限于在此提出的实施例；而是，这些实施例被提供以为了彻底性和完整性，并且将本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。在此公开的系统和设备将在操作期间被描述。

图1示出了摄像机100。摄像机包括传感器102、图像管道104和网络接口112。

摄像机100被设置成经由传感器102来捕获视频流。视频流包括一系列图像数据帧。由传感器102捕获的图像数据是图像原始数据的形式。原始格式的图像数据被逐帧转发到其中图像数据被处理和编码的图像管道104。为此，图像管道104包括图像处理器106和视频编码器108。图像处理器106可以在各种处理步骤中以本领域已知的方式来处理帧的图像原始数据。处理后的图像数据然后由视频编码器108编码。

视频编码器108以比特流的形式输出视频流的经过编码的图像数据。该比特流典型地通过网络经由网络接口112被发送到存储单元，该存储单元例如可以位于服务器上。可替代地，摄像机100本身可以包括用于对经过编码的视频流进行存储的存储器，该存储器典型地是非易失性存储器的形式。

视频编码器108因此输出比特流。视频编码器108输出比特的速率，即视频编码器108的输出比特率可以由控制器110控制。控制器可以作为视频编码器108的一部分或者作为单独的单元来实现。为此，控制器110可以将控制信号发送到视频编码器108。控制信号可以具体地指示视频编码器108来调节其压缩级别。在这方面，压缩级别例如可以参考H.264标准的量化参数。可替代地或附加地，压缩级别也可以通过调节视频编码器108的帧速率来调节。在压缩级别被提高时，视频编码器108的输出比特率将降低，反之亦然。

控制器110及其组件在图2中更详细地被示出。控制器110包括接收器1101、预测器1102和输出比特率调节器1103。

控制器110因此包括被配置为实现控制器110的功能的各种组件1101、1102、1103。具体地，每个示出的组件与控制器110的功能相对应。通常，控制器110可以包括电路，该电路被配置为实现组件1101、1102、1103，并且更具体地，该电路被配置为实现组件1101、1102、1103的功能。

在硬件实施方式中，每个组件1101、1102、1103可以与专用的且具体地被设计为提供组件的功能的电路相对应。电路可以是一个或多个集成电路(例如一个或多个专用集成电路)的形式。举例来说，输出比特率调节器1103因此可以包括电路，该电路在使用时通过提高压缩级别来降低视频编码器的输出比特率。

在软件实施方式中，电路相反可以是诸如微处理器等处理器的形式，该处理器与存储在(非易失性的)计算机可读介质(例如非易失性存储器)上的计算机代码指令相关联，使得控制器实施在此公开的任何方法。在这种情况下，组件1101、1102、1103分别可以因此与存储在计算机可读介质上的计算机代码指令的一部分相对应，该计算机代码指令在由处理器执行时使得控制器110实施组件的功能。

可以理解的是，也可以将硬件和软件的实施方式结合起来，这意味着组件1101、1102、1103中的一些组件的功能在硬件中实现并且其他组件的功能在软件中实现。

控制器的操作在下面将参照图1和图2以及图3的流程图来描述。

在步骤S302，接收器1101接收天气预报数据。天气预报是关于其中视频流被捕获的位置，即关于摄像机100的位置。天气预报数据可以经由网络接口112从网络被接收。例如，天气预报数据可以从基于因特网的天气预报服务被接收。

天气预报数据通常指示摄像机100的位置处的未来天气。例如，天气预报数据可以是一个或多个参数的形式。这可以包括降雨级别、降雪级别、湿度级别、温度和/或风速。这些参数可以单独或共同指示摄像机100的位置处的天气状况。例如，降雨级别指示降雨，降雪级别指示降雪，湿度级别连同温度指示雾，以及风速指示风。天气预报数据还可以指示如一个或多个参数指定的天气状况将在何时及时发生。

在步骤S304，预测器1102基于天气预报数据来预测视频编码器110的输出比特率的未来提高。在室外情况下，即，其中摄像机100位于室外，各种天气状况会影响视频流的内容，例如在视频流中引入不希望的噪声或运动。例如，降雨或降雪会导致图像中噪音级别的提高，并且强风可以引起场景中的树枝和树叶移动。这种噪声和运动从监控的角度看是不希望的，因为它没有添加任何附加的监控信息。然而，由天气状况引起的噪音或运动会出现在视频流中，并且这种噪声和运动会引起输出比特率的提高，因为编码噪声和运动代价很高。

如上所述，天气预报数据指示摄像机100的位置处的未来天气状况，并且因此可以被用于预测将存在视频编码器108的输出比特率的未来提高以及该输出比特率甚至什么时候提高。例如，预测器1102可以将天气预报数据的一个或多个参数与一些预定参数区间进行比较，以确定这些参数是否落在预定参数区间内或者预定参数区间之外。落在预定参数区间之外的参数可以作为存在将影响图像数据的天气状况的指示，使得最终输出比特率会有提高。因此，预测器1102可以在一个或多个参数落在预定的参数区间之外的情况下预测输出比特率的未来提高。

在预测器1102已经预测到如上所解释的由于影响视频流的图形内容的天气导致的输出比特率的未来提高时，方法进行到步骤S306。在步骤S306，输出比特率调节器1103采取行动以对所预测的比特率的未来提高进行补偿。更详细地，输出比特率调节器1103做出决定以提高视频编码器108的压缩级别。输出比特率调节器1103可以例如将控制信号发送到其应当提高压缩级别的视频编码器108。例如，视频编码器108的量化参数可能被提高。可替代地或附加地，经过编码的视频流的帧率可能被提高。结果，在视频编码器108的压缩级别被提高时，输出比特率将被降低。以这种方式，所预测的由于天气状况导致的比特率的提高可以被补偿。优选地，压缩级别被提高，使得由于天气状况导致的比特率的提高被完全地补偿。

输出比特率调节器1103可以对视频编码器108进行控制，以立即(即，一旦坏天气状况已经被预测到)提高压缩级别。然而，输出比特率调节器1103也可以对视频编码器108进行控制，以在天气状况被预计发生(即，在所预测的输出比特率的未来提高期间)时提高压缩级别。压缩级别的提高可以一直进行到另行通知，或者可以是暂时的，即有时间限制。例如，压缩级别的提高可以局限于仅在预测由于天气状况导致的比特率的提高发生时的时间段期间应用。根据另一选项，压缩级别何时应当被提高的时间段可以基于视频流中的内容(例如视频流中的运动的级别)被选择。更详细地，控制器110可以访问例如经由视频编码器108将被编码的视频流。输出比特率调节器1103然后可以决定在例如视频流中的运动的级别低于阈值时的时段期间提高压缩级别。

压缩级别的提高的数量通常取决于预期天气状况的严重程度。天气越强，压缩级别必须被提升的就越多。然而，在实践中，这也将取决于摄像机的位置，并且需要实证检验以找到针对在特定位置处的摄像机的、压缩级别的适当提高。举例来说，摄像机可以被安装在受保护的地点，摄像机在这些地点几乎不受天气影响，或者它可以位于暴露的位置，例如在开放水域上方的桥上，在这些暴露的位置，即使相当温和的天气也会对图像内容和作为结果的比特率有很大的影响。因此，必须对摄像机的天气敏感性进行测试，以便找出应当提升多少压缩级别从而对由天气引起的比特率的未来提高进行补偿。

如参照图1所描述的，经过编码的视频流可以被存储。在某些情况下，仅存在一定数量的可用存储空间，并且希望可用存储空间应当持续预定的时间量，例如一天、一周或一个月。换句话说，可以有一定的比特预算，该比特预算定义在时间间隔期间被允许从视频编码器108输出的最大比特数。在这种情况下，控制器110不仅应当控制视频编码器108的输出比特率以对由天气引起的比特率峰值进行补偿，而且控制器110还应当通过调节压缩级别来对输出比特率进行控制，从而比特预算不被超过。参照图3描述的方法也可以在这种情况的上下文中被实现。下面将参照图1和图2、图5a至图5d以及图4的流程图来更详细地描述这一点。

在步骤S402，针对时间间隔来设置比特预算。该比特预算与在时间间隔T期间被允许从视频编码器108输出的最大比特数相对应。比特预算典型地是输入参数，该输入参数可以经由网络接口112和接收器1101被传送到控制器110。它可以基于可用存储容量和期望的保留时间。

在步骤S404，控制器101可以经由接收器1101接收先前收集到的比特率数据。先前收集到的比特率数据可以是曲线形式，该曲线描述在时间间隔T期间视频编码器108的平均输出比特率的时间变化。这样的曲线500可以通过以下被计算：从过去的多个时间间隔T收集输出比特率数据(例如，来自过去的多个周的比特率数据)，并计算关于多个时间间隔的平均值。这种曲线的示例在图5中被示出。曲线500下方的面积(即曲线的时间积分)因此是在时间段T期间输出的比特的平均数。在时间段T期间输出的比特的平均数被假定等于或低于由比特预算允许的最大的输出比特数。从这个意义上说，曲线500可以被看作是可用比特预算随时间的分布。类似地，直到时间t₀的曲线的积分是直到t₀被输出的比特的平均数。换句话说，根据曲线500，可以计算出在某一时间点之前被输出的期望比特数。

先前收集到的比特率数据也可以被用于设置标称压缩级别，该标称压缩级别可以作为针对压缩级别的基准级别或参考级别。压缩级别然后可以相对于标称压缩级别被调节，例如，在下面描述的步骤S406和S412中。标称压缩级别优选地被设置在时间间隔的开头处，并且因此可以被视为压缩级别的开始值。压缩级别可以基于先前收集到的比特率数据被设置。更详细地，先前收集到的比特率数据可以与在生成先前收集到的比特率数据时视频编码器108所使用的压缩级别相关联。如果发现先前收集到的比特率数据未适配在期望比特预算内，例如如果曲线500下方的面积超过比特预算，则标称压缩级别应当高于与先前收集到的比特率数据相关联的压缩级别，反之亦然。在实践中，比特率数据可以针对各种压缩级别被收集，并且标称压缩级别在此基础上被设置，以与和不超过期望比特预算的比特率曲线相关联的压缩级别相对应。

在步骤S406中，输出比特率调节器1103调节视频流的压缩级别。更详细地，输出比特率调节器1103可以在时间间隔T期间周期性地调节压缩率。例如，如果时间间隔T对应于一天(24小时)，则压缩率可以每小时被更新。具体地，压缩率可以被调节以确保比特预算在时间间隔T结束时不被超过。为此目的，输出比特率调节器可以经由来自视频编码器108的输入来保持对在时间间隔期间所消耗的比特数进行跟踪。输出比特率调节器1103然后可以将比如说在时间点t₀处实际上从视频编码器108输出的比特与在时间t₀处预期输出比特数进行比较。如上所述，预期输出比特数可以通过将图5a的曲线500积分到时间点t₀来求得。如果编码器108输出的比特数超过预期输出比特数，则输出比特率调节器1103可以提高压缩级别。如果编码器108输出的比特数低于预期输出比特数，则输出比特率调节器1103可以降低压缩级别。

通常，压缩级别调节的数量可以以本领域中已知的不同方式来完成。例如，可以使用比例控制策略，其中调节的大小与编码器输出的实际比特数和预期输出比特数之间的差成比例。

作为周期性地调节压缩级别的替代或补充，如果发现实际输出的比特数与预期输出比特数不同多于阈值量，则压缩级别也可以被调节。

在步骤S408，天气预报数据根据关于图3的步骤S302描述的内容来被接收。天气预报数据可以在时间间隔T期间的任何时间点被接收。在图5a的示例中，天气预报数据被假定在时间t₁处被收到。

要注意的是，步骤S406和S408没有特定顺序。一方面，步骤S406的调节在时间间隔T期间的多个时刻(例如在时间间隔T期间周期性地(在图5a的时间点t₀、2t₀、3t₀…))处被实施。另一方面，步骤S408可以发生在时间间隔T期间的任何时间处，例如在图5a的时间t₁处。事实上，步骤S408可以触发除了在步骤S406中所描述的规则调节之外压缩级别的调节(下面见步骤S410、S412)。

在步骤S410，预测器1102根据关于图3的步骤S304所描述的内容，基于天气预报数据来继续预测输出比特率的未来提高。参照图5a的示例，由于影响视频流中内容的天气，输出比特率被预测为提高到虚线曲线502。

在步骤S412，输出比特率调节器1103继续提高压缩级别，以对由天气引起的输出比特率的所预测的提高进行补偿，从而确保比特预算最终被保持。这是根据结合图3的步骤S306所描述的内容。

通常，输出比特率调节器1103在时间间隔T的至少一个时间部分期间提高压缩级别。然而，输出比特率调节器1103可以具有不同的策略，该不同的策略用于选择何时提高压缩级别以对所预测的输出比特率的提高进行补偿。根据一种策略，压缩级别在所预测的输出比特率的提高期间被提高。换句话说，压缩级别何时被提高的时段基于天气预报数据被选择。这由图5b中的点划曲线504来示出，该点划曲线504显示了针对该情况的最终输出比特率。根据另一策略，压缩级别在时间间隔T的剩下时间期间被提高。这由图5c的点划曲线506来示出。根据又一策略，压缩级别在时间间隔T的一时间部分期间被提高，该时间部分基于平均比特率曲线500被选择。更详细地，压缩级别可以在平均比特率曲线低于阈值时被提高。这由图5d中的点划曲线508来示出，该点划曲线508显示了这种情况下的最终输出比特率。阈值由B表示。根据再一策略，压缩级别基于视频流的内容被提高，例如在视频流中的运动的级别低于阈值时。

针对在步骤S412中设置压缩级别提高的数量，存在不同的方法。诸如所使用的编解码器等各种物件都会对压缩级别和输出比特率之间的关系产生影响。如以上进一步描述的，天气的严重程度和摄像机的位置也会影响压缩级别应当被提高多少。因此，某些测试被要求，从而测量压缩级别如何影响不同场景中不同摄像机的输出比特率。然而，还应当记得：由于步骤S406中的周期性调整，如果发现在步骤S412中压缩级别被提高不足，则压缩级别可以进一步被提高。相反，如果在步骤S412中压缩级别被提高太多，则压缩级别在步骤S406中实施的规则调节中可以再次被降低。因此，该系统在这方面是自我管理的。然而，当在步骤S412中提高压缩级别时，明智的是考虑剩余比特率预算和时间间隔的剩余时间。典型地，如果与剩余较长的时间相比仅剩余很短的时间，则压缩级别提高的数量应当更高，因为天气引起的比特率提高必须在相对短的时间量内被补偿。类似地，如果只留下少量的待消耗的比特数，则与那些还留下更多的待消耗的比特数的情况相比，压缩级别提高的数量典型地需要更高，因为在这种情况下，可能没有多余的比特留下来消耗在天气引起的比特率提高上。

提高的数量可以进一步基于先前收集到的比特率数据的曲线500来确定。以这种方式，在决定压缩级别应当被提高多少以补偿天气引起的比特率的提高时，也可以考虑可以从曲线500中推断出的未来预期比特成本。例如，如果在时间间隔的剩下时间期间存在关于待消耗的剩余比特的高预期比特成本，则与在时间间隔的剩下时间期间、关于待消耗的剩余比特的预期比特成本是低的情况相比，压缩级别的提高典型地需要更高。换句话说，通过将剩余比特预算和剩余预期比特成本进行比较，可以确定可以将多少比特消耗在未来天气引起的比特率提高上。如果发现没有足够的剩余比特来覆盖天气引起的比特率提高，则压缩级别应当被提高。压缩级别提高的数量被设置成使得输出比特率降低的相应数量确保天气引起的比特率提高将由剩余比特预算来覆盖。

应该理解的是，本领域技术人员可以以许多方式修改上述实施例，并且仍然使用如以上实施例所示的本发明的优点。因此，本发明不应限于所示实施例，而应仅由所附权利要求限定。此外，正如本领域技术人员所理解的，所示出的实施例可以被组合。

Claims (13)

1.一种在对视频流进行编码时用于对视频编码器的输出比特率进行控制的方法，包括：

接收天气预报数据，所述天气预报数据包括其中视频流被捕获的位置的一个或多个天气相关的参数；

基于所述天气预报数据，预测由于影响视频流的内容的天气导致的所述视频编码器的输出比特率的未来提高，其中输出比特率的未来提高通过将所述一个或多个天气相关的参数与预定阈值进行比较被预测；和

在已经预测到输出比特率的未来提高时，通过在对所述视频流进行压缩时提高由所述视频编码器应用的压缩级别来降低所述视频编码器的所述输出比特率，从而对所述视频编码器的输出比特率的所述未来提高进行补偿。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个天气相关的参数包括降雨级别、降雪级别、湿度级别、温度和风速中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

设置与在时间间隔期间被允许从所述视频编码器输出的最大比特数相对应的比特预算，

接收用于指示在所述时间间隔期间所述视频编码器的输出比特率的平均时间变化的先前收集到的比特率数据，和

根据所述先前收集到的比特率数据，计算在所述时间间隔的当前时间点处从所述视频编码器平均被输出的比特数，

通过以下来调节所述压缩级别：

如果在所述当前时间点处从所述视频编码器已经被输出的比特数超过了在所述当前时间点处所计算的从所述视频编码器平均被输出的比特数，则提高所述压缩级别；以及

如果在所述当前时间点处从所述视频编码器已经被输出的比特数低于在所述当前时间点处所计算的从所述视频编码器平均被输出的比特数，则降低所述压缩级别。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述视频流的所述压缩级别在所述时间间隔期间被周期性地调节。

5.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：

根据所述比特预算，保持对在所述时间间隔期间和所述时间间隔的剩余时间期间仍要从所述视频编码器被输出的比特数进行跟踪，

其中，在降低所述视频编码器的所述输出比特率的步骤中，所述压缩级别被提高一数量，所述数量至少基于在所述时间间隔期间和所述时间间隔的剩余时间期间仍要从所述视频编码器被输出的比特数来确定。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述数量进一步基于用于指示在所述时间间隔期间所述视频编码器的输出比特率的平均时间变化的先前收集到的比特率数据来确定。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述天气预报数据进一步指示如由所述一个或多个天气相关的参数指定的天气状况将在何时及时发生，其中所述预测的步骤包括预测何时将存在输出比特率的未来提高，并且其中，在降低所述输出比特率的步骤中，所述视频流的所述压缩级别在所预测的所述视频编码器的输出比特率的未来提高期间被提高。

8.根据权利要求3-7中任一项所述的方法，其中，在降低所述输出比特率的步骤中，所述视频流的所述压缩级别在所述先前收集到的比特率数据低于预定的阈值时被提高。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，在降低所述输出比特率的步骤中，所述视频流的所述压缩级别被提高直到进一步通知。

10.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，在降低所述输出比特率的步骤中，所述压缩级别在所述视频流中的运动的级别低于阈值时的时段期间被提高。

11.一种在对视频流进行编码时用于对视频编码器的输出比特率进行控制的控制器，包括：

接收器，所述接收器被配置为接收天气预报数据，所述天气预报数据包括其中视频流被捕获的位置的一个或多个天气相关的参数；

预测器，所述预测器被配置为基于所述天气预报数据来预测由于影响视频流的内容的天气导致的所述视频编码器的输出比特率的未来提高，其中输出比特率的未来提高通过将所述一个或多个天气相关的参数与预定阈值进行比较被预测；和

输出比特率调节器，所述输出比特率调节器被配置为在已经预测到输出比特率的未来提高时，通过在对所述视频流进行压缩时提高由视频编码器应用的压缩级别来降低所述视频编码器的所述输出比特率，从而对所述视频编码器的输出比特率的未来提高进行补偿。

12.一种摄像机，包括视频编码器和根据权利要求11所述的用于对所述视频编码器的输出比特率进行控制的控制器。

13.一种包括具有计算机代码指令的计算机可读介质的计算机程序产品，所述计算机代码指令在由具有处理能力的设备执行时适于实施权利要求1所述的方法。