CN110418177B - 视频编码方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

视频编码方法、装置、设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种视频编码方法、装置、设备和存储介质。所述方法包括:获取目标视频的期望显示质量;根据目标视频对应的码率质量关系,获取与期望显示质量对应的目标码率;根据目标视频对应的参数码率关系,获取与目标码率对应的编码参数;根据目标码率对应的编码参数对目标视频进行编码处理,得到处理后的目标视频。相比于相关技术中,采用固定码率的方式进行编码,采用本申请提供的技术方案,可以有效地保证视频码流的显示质量。

Description

视频编码方法、装置、设备和存储介质
技术领域
本申请实施例涉及计算机技术领域,特别涉及一种视频编码方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
视频是涉及动态影像的数据形式。通过视频编码,可以利用特定的压缩技术,将一种视频格式文件转换成适于传输的视频码流。
在相关技术中,通常采用固定码率的方式进行编码,即控制视频码流的大小。当码率较小时,视频码流较小,该视频码流包含的内容就越少,对应的显示质量就越差。
在上述相关技术中,采用固定码率的方式进行编码,无法保证视频码流的显示质量。
发明内容
本申请实施例提供了一种视频编码方法、装置、设备和存储介质,可用于解决如何均衡视频码流的显示质量与码率的问题。所述技术方案如下:
一方面,本申请实施例提供了一种视频编码方法,所述方法包括:
获取目标视频的期望显示质量;
根据所述目标视频对应的码率质量关系,获取与所述期望显示质量对应的目标码率,所述码率质量关系用于指示码率与显示质量之间的对应关系;
根据所述目标视频对应的参数码率关系,获取与所述目标码率对应的编码参数,所述参数码率关系用于指示编码参数与码率之间的对应关系;
根据所述目标码率对应的编码参数对所述目标视频进行编码处理,得到处理后的目标视频。
另一方面,本申请实施例提供了一种视频编码装置,所述装置包括:
期望参数获取模块,用于获取目标视频的期望显示质量;
目标码率获取模块,用于根据所述目标视频对应的码率质量关系,获取与所述期望显示质量对应的目标码率,所述码率质量关系用于指示码率与显示质量之间的对应关系;
编码参数获取模块,用于根据所述目标视频对应的参数码率关系,获取与所述目标码率对应的编码参数,所述参数码率关系用于指示编码参数与码率之间的对应关系;
视频编码处理模块,用于根据所述目标码率对应的编码参数对所述目标视频进行编码处理,得到处理后的目标视频。
再一方面,本申请实施例提供了一种计算机设备,所述计算机设备包括处理器和存储器,所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如上述方面所述的视频编码方法。
再一方面,本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如上述方面所述的视频编码方法。
又一方面,本申请实施例提供一种计算机程序产品,当该计算机程序产品被执行时,其用于执行上述视频编码方法。
本申请实施例提供的技术方案可以包括如下有益效果:
通过获取目标视频的期望显示质量,并根据目标视频对应的码率质量关系和参数码率关系,确定满足该期望显示质量的目标码率对应的编码参数,并根据该编码参数对目标视频进行编码处理,得到处理后的目标视频,该目标视频的显示质量符合期望显示质量。相比于相关技术中,采用固定码率的方式进行编码,采用本申请提供的技术方案,可以有效地保证视频码流的显示质量。
附图说明
图1示例性示出了本申请一个完整的视频编码流程的示意图;
图2是本申请一个实施例提供的视频编码方法的流程图;
图3是本申请另一个实施例提供的视频编码方法的流程图;
图4示例性示出了视频清晰度与显示质量的对应关系的示意图;
图5示例性示出了一个视频编码方法的流程图;
图6是本申请一个实施例提供的视频编码装置的框图;
图7是本申请另一个实施例提供的视频编码装置的框图;
图8是本申请一个实施例提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
请参考图1,其示例性示出了本申请一个完整的视频编码流程的示意图。在本实施中,整个视频编码流程涉及视频录制设备10、计算机设备20和视频播放设备30。
上述视频录制设备10可以是诸如手机、平板电脑、摄像头等具有视频拍摄功能的电子设备。该视频录制设备10具有视频摄像/传播和静态图像捕捉等基本功能,它是借由镜头采集图像后,由摄像头内的感光组件电路及控制组件对视频进行处理并转换成计算机设备20所能识别的数字信号,然后借由并行端口或USB(Universal Serial Bus,通用串行总线)连接传输到计算机设备20中进行处理。
上述计算机设备20是指具备视频处理能力、数据计算计算能力和存储能力等的电子设备,如PC(Personal Computer,个人计算机)或服务器。可选地,计算机设备20中安装运行有具有视频处理功能的应用程序。视频编码流程主要在该计算机设备20中完成。
上述视频播放设备30可以诸如手机、平板电脑、PC、多媒体播放设备、智能电视等具有视频播放功能的电子设备。可选地,视频播放设备30中安装运行有具有视频播放功能的应用程序。
下面简单介绍计算机设备20中进行的视频编码的流程。计算机设备20在获取到视频录制设备10拍摄的待处理视频11之后,可以先将该待处理视频11基于镜头进行分割成n个视频片段(n为大于2的整数),然后对每个视频片段进行编码处理。图中仅以对一个视频片段进行编码处理为例,其它视频片段与之类似,不再赘述。对于n个视频片段中的某一个片段(以下称为目标视频片段),视频处理主要包括以下几个步骤:
1、对目标视频片段进行多次预编码;
2、确定每次预编码后的目标视频片段的显示质量和码率;
3、拟合得到质量码率关系(显示质量与码率的关系)和参数码率关系(编码参数与码率的关系);
4、获取目标显示质量和最大码率;
5、基于目标显示质量和最大码率,以及质量码率关系和参数码率关系确定编码参数;
6、基于目标编码参数进行编码,得到处理后的目标视频片段;
对于每个视频片段执行上述步骤1-6,得到n个处理后的视频片段。之后,计算机设备可以将上述n个处理后的视频片段进行合并,得到目标视频码流21。计算机设备可以将该目标视频码流21发送到视频播放设备30中播放。
本申请提供的技术方案,可以均衡视频码流的显示质量与码率,在兼顾显示质量的前提下,节省对网络资源的占用。
请参考图2,其示出了本申请一个实施例提供的视频编码方法的流程图。在本申请实施例中,各步骤的执行主体可以是上文介绍的计算机设备。该方法可以包括如下几个步骤:
步骤201,获取目标视频的期望显示质量。
在对目标视频进行编码之前,后台技术人员可以预先设置对于该目标视频的期望显示质量。可选地,计算机设备还可以获取目标视频的最大码率,例如,后台技术人员可以预先设置对于该目标视频的最大码率。
可选地,上述目标视频可以是一个完整待处理视频,还可以是一个待处理视频中的一个视频片段,该待处理视频被分割成至少两个视频片段,且各个视频片段的期望显示质量相同。另外,各个视频片段的最大码率可以相同,也可以不相同;当某个片段中场景内容较复杂时,该视频片段的最大码率可以相对较大,反之,当某个片段中场景内容较简单时,该视频片段的最大码率可以相对较小。
可选地,上述待处理视频被分割成至少两个视频片段,可以是基于镜头进行分割的,采用镜头分割算法,将同一个镜头分割为一个视频片段。其中,一个镜头是指一段画质内容变化差异微小的视频场景。
上述期望显示质量是指设计人员期望给用户展示的目标视频的显示质量。其中,视频的显示质量可以采用显示质量评测方法计算得到,该显示质量评测方法可以是VMAF(Video Multi-Method Assessment Fusion,视频质量多方法评价融合),也可以是PSNR(Peak Signal to Noise Ratio,峰值信噪比),还可以是SSIM(Structural SimilarityIndex,结构相似性指数),还可以是MS_SSIM(Multi-Scale-Structural SimilarityIndex,多层级结构相似性)、还可以是MOS(Mean Opinion Score,平均主观意见分)等等,本申请实施例对此不作限定。
上述最大码率可以是指对于该目标视频在传输过程中,单位时间内传输的最大数据量,还可以是指对于该目标视频所能占用的最大宽带。在本申请实施例中,以最大码率指该目标视频所能占用的最大宽带为例来说明。
步骤202,根据目标视频对应的码率质量关系,获取与期望显示质量对应的目标码率。
计算机设备可以预先对该目标视频进行多次编码,以生成上述码率质量关系;进一步,在获取到期望显示质量的前提下,可以根据该码率质量关系计算得到与该期望显示质量对应的目标码率。上述码率质量关系用于指示码率与显示质量之间的对应关系。
可选地,当计算机设备还获取到目标视频的最大码率时,进一步可以根据目标视频对应的码率质量关系,获取与期望显示质量对应的且不大于最大码率的目标码率。
可选地,码率质量关系为码率与显示质量之间的第一函数关系。该第一函数关系可以是线性函数,如y=ax+b,其中,y可以表示为码率,x可以表示为显示质量,a和b表示为该线性函数的两个系数。当码率质量关系为线性函数时,计算机设备可以预先对目标视频进行两次预编码,进一步确定线性函数中的系数,得到码率质量关系。对于目前的视频处理项目中,根据线性函数进行两次预编码生成的码率质量关系即可满足实际需求,从而通过较小的计算量即可达到符合要求的准确度。此外,上述第一函数关系还可以是非线性函数,如指数函数、幂函数、对数函数、多项式函数等等基本初等函数以及它们组成的复合函数,本申请实施例对此不作限定。
可选地,上述码率质量关系为第一机器学习模型,该第一机器学习模型的输入参数包括显示质量,第一机器学习模型的输出参数包括码率。上述第一机器学习模型可以是SVM(Support Vector Machines,支持向量机),如线性可分(linear SVM in linearlyseparable case)的线性SVM、线性不可分的线性SVM、非线性(nonlinear)SVM等;也可以是KNN(k-Nearest Neighbor,K最近邻),还可以是CART(Classification and RegressionTrees,分类与回归树)等等,本申请实施例对此不作限定。
步骤203,根据目标视频对应的参数码率关系,获取与目标码率对应的编码参数。
在获取到与期望显示质量对应的目标码率后,计算机设备可以根据目标视频对应的参数码率关系,进一步计算得到与目标码率对应的编码参数。上述参数码率关系用于指示编码参数与码率之间的对应关系。其中,编码参数包括但不限于以下至少一种CRF(Constant Rate Factor,固定码率系数)、帧率、采样率、准峰值等等,本申请实施例对此不作限定。上述帧率是指在1s时间内传输的图片的数量;上述采样率是指在从连续信号中提取离散信号时,1s内的采样个数;上述准峰值是指信号能量的峰值。
可选地,参数码率关系为编码参数与码率之间的第二函数关系。该第二函数关系也可以是线性函数,如y=cx+d,其中,y可以表示为编码参数,x可以表示为码率,c和d表示为该线性函数的两个系数。获取参数码率关系的过程与上文介绍的码率质量关系的获取过程相类似,当参数码率关系为线性函数时,计算机设备可以预先对目标视频进行两次预编码,进一步确定线性函数中的系数,得到参数码率关系。对于目前的视频处理项目中,根据线性函数进行两次预编码生成的参数码率关系即可满足实际需求,从而通过较小的计算量即可达到符合要求的准确度。此外,上述第一函数关系还可以是非线性函数,如指数函数、幂函数、对数函数、多项式函数等等基本初等函数以及它们组成的复合函数,本申请实施例对此不作限定。
可选地,参数码率关系为第二机器学习模型,该第二机器学习模型的输入参数包括码率,第二机器学习模型的输出参数包括编码参数。上述第二机器学习模型可以是与第一机器学习模型相同种类的机器学习模型,也可以是与第一机器学习模型不同种类的机器学习模型,本申请实施例对此不作限定。
需要说明的一点是,对于上文介绍的码率质量关系与参数码率关系的两种表示形式函数关系与机器学习模型,当采用函数关系表示时,确定该函数关系的计算量相对较少;当采用机器学习模型表示时,需要通过大量的训练样本来训练,因而采用机器学习模型更为准确,且可以提供多个编码参数。例如,当编码参数较少时,可以选用函数关系来表示更合适;当编码参数较多时,选用机器学习模型来表示模型更合适。
步骤204,根据目标码率对应的编码参数对目标视频进行编码处理,得到处理后的目标视频。
在获取到目标码率对应的编码参数后,可以根据该编码参数对目标视频进行编码处理,从而得到处理后的目标视频。该处理后的目标视频的显示质量符合期望显示质量。
上述编码处理可以是指通过一定的压缩技术,将录制的未经压缩的视频进行压缩,以去除视频中的冗余信息,减少该视频的数据量,还可以是指将已经压缩的视频转换成另一种格式的视频,以适应不同的带宽、不同的终端处理能力和不同的用户需求。其中,上述冗余信息可以包括时间冗余、空间冗余、视觉冗余、知识冗余等等。上述压缩技术可以包括帧内图像数据压缩技术、帧间图像数据压缩技术和熵编码压缩技术等等。
可选地,当目标视频为一个待处理视频中的一个视频片段,计算机设备可以对该待处理视频中的每个视频片段按照上述步骤201-204进行处理,得到每个视频片段对应的处理后的视频片段,进一步将每个处理后的视频片段进行合并,得到最终的视频码流。
综上所述,本申请实施例提供的技术方案中,通过获取目标视频的期望显示质量,并根据目标视频对应的码率质量关系和参数码率关系,确定满足该期望显示质量的目标码率对应的编码参数,并根据该编码参数对目标视频进行编码处理,得到处理后的目标视频,该目标视频的显示质量符合期望显示质量。相比于相关技术中,采用固定码率的方式进行编码,采用本申请提供的技术方案,可以有效地保证视频码流的显示质量。
请参考图3,其示出了本申请另一个实施例提供的视频编码方法的流程图。在本申请实施例中,各步骤的执行主体可以是上文介绍的计算机设备。该方法可以包括如下几个步骤:
步骤301,获取目标视频的期望显示质量和最大码率。
上述期望显示质量是指设计人员期望给用户展示的目标视频的显示质量。最大码率指该目标视频所能占用的最大宽带。
关于本步骤的其它介绍说明,参见图2实施例中对步骤201的介绍内容,此处不再赘述。
可选地,目标视频对应于n组码率质量关系,且n组码率质量关系对应于n个不同的分辨率,n为大于1的整数。则计算机设备可以从n个分辨率中的最大分辨率开始,依次遍历n个分辨率对应的n组码率质量关系,获取与期望显示质量对应的且不大于最大码率的目标码率。遍历分辨率,确定目标码率包括下述步骤302-306。
步骤302,根据分辨率序列中的第i个分辨率对应的码率质量关系,获取与期望显示质量对应的候选码率。
上述分辨率序列是指该n个分辨率按从大到小的顺序进行排序得到的序列,i的初始值为1,且i为小于等于n的正整数。
对于期望显示质量的目标视频,其可以包括n个不同的分辨率,该分辨率用于表示目标视频中每一帧图像的像素大小。如目标视频的分辨率为1920*1080,即该目标视频中每一帧图像水平方向有1920个像素,垂直方向有1080个像素。不同的显示质量的目标视频可以包括相同的分辨率,也可以包括不同的分辨率,本申请实施例对此不作限定。示例性地,当期望显示质量为蓝光时,目标视频可以包括1920*1080、1600*900、1536*864、1280*720等分辨率;当期望显示质量为超清时,目标视频可以包括1536*864、1280*720、1024*576、800*480等分辨率。上述分辨率的宽度为一个基数的倍数,如8的位数,以使得分辨率满足解码兼容性。
上述蓝光、超清通常用于指示视频的清晰度,此外,还可以包括高清、标清、极速等。在相关技术中,不同的清晰度对应的只是不同的分辨率,而在本申请实施例提供的技术方案中,对于不同的清晰度,对应的直接就是视频的显示质量,即用户观看视频的主观感受。示例性地,采用VMAF评分表示显示质量,如图4所示,其示例性示出了视频清晰度与显示质量的对应关系的示意图。其中,蓝光、超清、高清和极速分别表示不同的清晰度,且清晰度依次降低;1080P、720P、480P和270P分别表示相关技术中不同清晰度对应的分辨率;VMAF95、VMAF 90、VMAF 85和VMAF 80则表示本申请中不同清晰度对应的显示质量。从而,可以直接反映出用户观看视频的主观感受。
步骤303,若候选码率不大于最大码率,则将候选码率确定为目标码率。
当候选码率不大于最大码率时,表示该候选码率满足要求,则将该候选码率确定为目标码率。
步骤304,若候选码率大于最大码率,则判断i是否等于n。
当候选码率大于最大码率时,为了保证视频的显示质量,可以优先降低分辨率,因此,计算机设备可以先判断当前的分辨率是否是该预期显示质量对应的分辨率序列中最小的分辨率。
若i不等于n,则执行下述步骤305。
步骤305,令i=i+1,再次从步骤302开始执行。
当i不等于n,即当前分辨率并非并该显示质量的分辨率序列中最小的分辨率,因此可以选择比当前分辨率小的分辨率,再次从步骤302开始执行。
若i等于n,则执行下述步骤306。
步骤306,将最大码率确定为目标码率。
当i等于n时,即当前分辨率为最小分辨率,则将最大码率确定为目标码率。
在确定目标码率之后,可以执行下述步骤307-308。
步骤307,根据目标视频对应的参数码率关系,获取与目标码率对应的编码参数。
可选地,目标视频对应于n组参数码率关系,且n组参数码率关系对应于n个不同的分辨率。若目标码率是根据n个分辨率中的目标分辨率对应的码率质量关系获取的,则根据目标分辨率对应的参数码率关系,获取与目标码率对应的编码参数。上述目标分辨率是指上述分辨率序列中的一个分辨率。
需要说明的一点是,在根据目标视频对应的码率质量关系,获取与期望显示质量对应的目标码率之前,还可以确定每个分辨率对应的码率质量关系和参数码率关系,包括以下几个步骤:
1、对于n个分辨率中的第i个分辨率,按照第i个分辨率对目标视频进行k次预编码,得到k个预编码后的目标视频,k次预编码所采用的编码参数各不相同,k为大于1的整数;
可选地,上述预编码次数可以根据预测的码率质量关系来确定。示例性地,假设码率质量关系为一次线性函数,编码参数为CRF,则可以进行1次预编码,取CRF值为21。假设码率质量关系为二次线性函数,编码参数为CRF,则可以进行两次预编码,第一次预编码取CRF值为21,第二次预编码可以取CRF值为27。
2、分别确定k个预编码后的目标视频的码率和显示质量;
计算机设备可以确定上述k个预编码后的目标视频的码率和显示质量。该显示质量可以采用显示质量评测方法计算得到。
3、根据k个预编码后的目标视频的码率和显示质量,以及k次预编码所采用的编码参数,确定第i个分辨率对应的码率质量关系和第i个分辨率对应的参数码率关系。
在一种可能的实施方式中,根据k个预编码后的目标视频的码率和显示质量,以及k次预编码所采用的编码参数,可以直接拟合出码率质量关系和参数码率关系。
在另一种可能的实施方式中,可以将该k个预编码后的目标视频的码率和显示质量,以及k次预编码所采用的编码参数作为训练样本,输入机器学习模型中,经过训练使得机器学习模型可以表征码率质量关系和参数码率关系。
需要说明的一点是,可以将该k个预编码后的目标视频的码率和显示质量,以及k次预编码所采用的编码参数作为训练样本,输入同一个机器学习模型来训练;也可以分别将k个预编码后的目标视频的码率和k次预编码所采用的编码参数、k个预编码后的目标视频的显示质量和k次预编码所采用的编码参数作为训练样本输入两个机器学习模型,进而得到分别表征码率质量关系和参数码率关系的两个机器学习模型。
步骤308,根据目标码率对应的编码参数对目标视频进行编码处理,得到处理后的目标视频。
在获取到目标码率对应的编码参数后,可以根据该编码参数对目标视频进行编码处理,从而得到处理后的目标视频。可选地,上述目标视频可以是一个待处理视频中的一个视频片段,该待处理视频被分割成至少两个视频片段,且各个视频片段的期望显示质量相同。计算机设备可以对该待处理视频中的每个视频片段按照上述步骤进行处理,得到每个视频片段对应的处理后的视频片段,进一步将每个处理后的视频片段进行合并,得到最终的视频码流,从而使得最终的视频码流的显示质量更加平稳。
另外,在一些其它实施例中,当遍历分辨率序列中的全部分辨率之后,候选码率仍然大于最大码率,还可以直接将该候选码率确定为目标码率,以保证显示质量。
综上所述,本申请实施例提供的技术方案中,通过获取目标视频的期望显示质量和最大码率,并根据目标视频对应的码率质量关系和参数码率关系,确定满足该期望显示质量的目标码率对应的编码参数,并根据该编码参数对目标视频进行编码处理,得到处理后的目标视频,该目标视频的显示质量符合期望显示质量,且码率不大于最大码率。相比于相关技术中,采用固定码率的方式进行编码,在码率较小的情况下视频显示质量就差,本申请提供的技术方案,可以均衡视频码流的显示质量与码率,在兼顾显示质量的前提下,节省对网络资源的占用。
另一方面,本申请中针对不同清晰度直接显示该清晰度对应的显示质量,从而可以直接反映出用户观看视频的主观感受。
又一方面,通过确定每个分辨率对应的码率质量关系和参数码率关系,从而可以根据实际分辨率,计算该分辨率下的期望显示质量对应的编码参数,根据该分辨率下的编码参数对进行编码处理,避免了减少了较小分辨率下的冗余质量,进一步节省码率。
再一方面,当目标视频是一个待处理视频中的一个视频片段时,将各个视频片段设定为相同的期望显示质量进行编码处理,进一步计算机设备将多个处理后的视频片段合并得到最终的视频码流,从而使得最终的视频码流的显示质量更加平稳。
请参考图5,其示例性示出了一个视频编码方法的流程图。在本申请实施例中,各步骤的执行主体可以是上文介绍的计算机设备。该方法可以包括如下几个步骤:
步骤501,获取目标视频。
在本实施例中,目标视频为一个待处理视频中的视频片段。
步骤502,选择目标显示清晰度。
步骤503,获取对应于目标显示清晰度的分辨率序列。
上述分辨率序列是指n个分辨率按从大到小的顺序进行排序得到的序列,i的初始值为1,且i为小于等于n的正整数,其n为大于1的整数。
步骤504,按照第i个分辨率对目标视频进行k次预编码。
步骤505,分别确定k个预编码后的目标视频的码率和显示质量。
步骤506,根据k个预编码后的目标视频的码率和显示质量,以及k次预编码所采用的编码参数,确定第i个分辨率对应的码率质量关系和第i个分辨率对应的参数码率关系。
步骤507,判断i是否等于n。
若i不等于n,则执行下述步骤508。若i等于n,则执行下述步骤509。
步骤508,令i=i+1,再次从步骤504开始执行。
步骤509,根据第i个分辨率对应的码率质量关系,获取与期望显示质量对应的候选码率。
可选地,在步骤509之前,获取目标视频的期望显示质量和最大码率。
步骤510,判断候选码率是否大于最大码率。
若候选码率不大于最大码率,则执行下述步骤511。若候选码率大于最大码率,则执行下述步骤512。
步骤511,将候选码率确定为目标码率。
步骤512,判断i是否等于n。
若i不等于n,则执行下述步骤513。若i等于n,则执行下述步骤514。
步骤513,令i=i+1,再次从步骤509开始执行。
步骤514,将最大码率确定为目标码率。
在确定目标码率之后,可以执行下述步骤515-516。
步骤515,根据第i个分辨率对应的参数码率关系,获取与目标码率对应的编码参数。
步骤516,根据目标码率对应的编码参数对目标视频进行编码处理,得到处理后的目标视频。
待处理视频被分割成至少两个视频片段,对待处理视频中的每个视频片段执行上述步骤502-516,且各个所述视频片段的期望显示质量相同,进一步得到每个视频片段对应的处理后的目标视频。进一步,将所有视频片段对应的处理后的目标视频进行合并,得到最终的视频码流,整个视频处理过程结束。
下面,结合一个具体的实施例来说明本申请提供的技术方案取得的有益效果。
Figure BDA0002033390940000131
表-1
Figure BDA0002033390940000132
表-2
如表-1中所示,固定CRF表示采用固定CRF值进行编码处理;如表-2所示,仿真算法表示采用本申请技术方案进行编码处理。主要有以下3方面的有益效果:
1、结合表-1和表-2,在仿真算法下,码率3923.18和3944.7分别表示两组测试101Class和ClassB下的最大码率。在最大码率的限制下,采用本申请提供的技术方案进行编码处理,提升了视频的显示质量(如PSNR、SSIM和VMAF的值均在增大)。
2、结合表-1和表-2,采用固定CRF值进行编码处理,平均码率为2906.56,采用本申请提供的技术方案进行编码处理,平均码率为2556.14,码率减少了12.06%。从而可以说明,采用本申请提供的技术方案,可以在保证显示质量的前提下,节省网络资源。
3、结合表-1和表-2,以PSNR值为例可以看出,采用固定CRF值进行编码,PSNR值的方差为3.23955513,采用本申请提供的技术方案进行编码处理,PSNR值的方差为2.7865436,可以看出,采用本申请提供的技术方案进行编码处理,视频显示质量的方差减小,进一步使显示质量更稳定。
下述为本申请装置实施例,可以用于执行本申请方法实施例。对于本申请装置实施例中未披露的细节,请参照本申请方法实施例。
请参考图6,其示出了本申请一个实施例提供的视频编码装置的框图。该装置具有实现上述方法示例的功能,所述功能可以由硬件实现,也可以由硬件执行相应的软件实现。该装置可以是上文介绍的计算机设备,也可以设置在计算机设备上。该装置600可以包括:期望参数获取模块610、目标码率获取模块620、编码参数获取模块630和视频编码处理模块640。
期望参数获取模块610,用于获取目标视频的期望显示质量。
目标码率获取模块620,用于根据所述目标视频对应的码率质量关系,获取与所述期望显示质量对应的目标码率,所述码率质量关系用于指示码率与显示质量之间的对应关系。
编码参数获取模块630,用于根据所述目标视频对应的参数码率关系,获取与所述目标码率对应的编码参数,所述参数码率关系用于指示编码参数与码率之间的对应关系。
视频编码处理模块640,用于根据所述目标码率对应的编码参数对所述目标视频进行编码处理,得到处理后的目标视频。
综上所述,本申请实施例提供的技术方案中,通过获取目标视频的期望显示质量,并根据目标视频对应的码率质量关系和参数码率关系,确定满足该期望显示质量的目标码率对应的编码参数,并根据该编码参数对目标视频进行编码处理,得到处理后的目标视频,该目标视频的显示质量符合期望显示质量。相比于相关技术中,采用固定码率的方式进行编码,采用本申请提供的技术方案,可以有效地保证视频码流的显示质量。
在一些可能的设计中,所述目标视频对应于n组码率质量关系,且所述n组码率质量关系对应于n个不同的分辨率,所述n为大于1的整数;
如图7所示,所述目标码率获取模块620,用于从所述n个分辨率中的最大分辨率开始,依次遍历所述n个分辨率对应的所述n组码率质量关系,获取与所述期望显示质量对应的所述目标码率。
在一些可能的设计中,所述目标码率获取模块620,用于根据分辨率序列中的第i个分辨率对应的码率质量关系,获取与所述期望显示质量对应的候选码率;其中,所述分辨率序列是指所述n个分辨率按从大到小的顺序进行排序得到的序列,所述i的初始值为1,且所述i为小于等于所述n的正整数;当所述候选码率不大于最大码率时,将所述候选码率确定为所述目标码率;当所述候选码率大于所述最大码率时,判断所述i是否等于所述n;当所述i不等于所述n时,令i=i+1,并再次从所述根据分辨率序列中的第i个分辨率对应的码率质量关系,获取与所述期望显示质量对应的候选码率的步骤开始执行;当所述i等于所述n时,将所述最大码率确定为所述目标码率。
在一些可能的设计中,所述目标视频对应于n组参数码率关系,且所述n组参数码率关系对应于所述n个不同的分辨率;
所述编码参数获取模块630,还用于当所述目标码率是根据所述n个分辨率中的目标分辨率对应的码率质量关系获取的时,根据所述目标分辨率对应的参数码率关系,获取与所述目标码率对应的编码参数。
在一些可能的设计中,如图7所示,所述装置600还包括:
预编码模块650,用于对于所述n个分辨率中的第i个分辨率,按照所述第i个分辨率对所述目标视频进行k次预编码,得到k个预编码后的目标视频,所述k次预编码所采用的编码参数各不相同,所述k为大于1的整数。
码率质量确定模块660,用于分别确定所述k个预编码后的目标视频的码率和显示质量。
关系确定模块670,用于根据所述k个预编码后的目标视频的码率和显示质量,以及所述k次预编码所采用的编码参数,确定所述第i个分辨率对应的码率质量关系和所述第i个分辨率对应的参数码率关系。
在一些可能的设计中,所述码率质量关系为码率与显示质量之间的第一函数关系;或者,所述码率质量关系为第一机器学习模型,所述第一机器学习模型的输入参数包括显示质量,所述第一机器学习模型的输出参数包括码率。
在一些可能的设计中,所述参数码率关系为编码参数与码率之间的第二函数关系;或者,所述参数码率关系为第二机器学习模型,所述第二机器学习模型的输入参数包括码率,所述第二机器学习模型的输出参数包括编码参数。
在一些可能的设计中,所述目标视频是待处理视频中的一个视频片段,所述待处理视频被分割成至少两个视频片段,且各个所述视频片段的期望显示质量相同。
需要说明的是,上述实施例提供的装置,在实现其功能时,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将设备的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。另外,上述实施例提供的装置与方法实施例属于同一构思,其具体实现过程详见方法实施例,这里不再赘述。
请参考图8,其示出了本申请一个实施例提供的计算机设备的结构示意图。该计算机设备用于实施上述实施例中提供的视频编码方法。具体来讲:
所述计算机设备800包括中央处理单元(CPU)801、包括随机存取存储器(RAM)802和只读存储器(ROM)803的系统存储器804,以及连接系统存储器804和中央处理单元801的系统总线805。所述计算机设备800还包括帮助计算机内的各个器件之间传输信息的基本输入/输出系统(I/O系统)806,和用于存储操作系统813、应用程序814和其它程序模块812的大容量存储设备807。
所述基本输入/输出系统806包括有用于显示信息的显示器808和用于用户输入信息的诸如鼠标、键盘之类的输入设备809。其中所述显示器808和输入设备809都通过连接到系统总线805的输入输出控制器810连接到中央处理单元801。所述基本输入/输出系统806还可以包括输入输出控制器810以用于接收和处理来自键盘、鼠标、或电子触控笔等多个其它设备的输入。类似地,输入输出控制器810还提供输出到显示屏、打印机或其它类型的输出设备。
所述大容量存储设备807通过连接到系统总线805的大容量存储控制器(未示出)连接到中央处理单元801。所述大容量存储设备807及其相关联的计算机可读介质为计算机设备800提供非易失性存储。也就是说,所述大容量存储设备807可以包括诸如硬盘或者CD-ROM驱动器之类的计算机可读介质(未示出)。
不失一般性,所述计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。计算机存储介质包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、闪存或其它固态存储其技术,CD-ROM、DVD或其它光学存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其它磁性存储设备。当然,本领域技术人员可知所述计算机存储介质不局限于上述几种。上述的系统存储器804和大容量存储设备807可以统称为存储器。
根据本申请的各种实施例,所述计算机设备800还可以通过诸如因特网等网络连接到网络上的远程计算机运行。也即计算机设备800可以通过连接在所述系统总线805上的网络接口单元811连接到网络812,或者说,也可以使用网络接口单元811来连接到其它类型的网络或远程计算机系统(未示出)。
所述存储器还包括至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集存储于存储器中,且经配置以由一个或者一个以上处理器执行,以实现上述视频编码方法。
在示例性实施例中,还提供了一种计算机设备。该计算机设备可以是终端或服务器。所述计算机设备包括处理器和存储器,所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现上述视频编码方法。
在示例性实施例中,还提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或所述指令集在被处理器执行时实现上述视频编码方法。
在示例性实施例中,还提供了一种计算机程序产品,当该计算机程序产品被处理器执行时,其用于实现上述视频编码方法。
应当理解的是,在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
以上所述仅为本申请的示例性实施例,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种视频编码方法,其特征在于,所述方法包括:
获取目标视频的期望显示质量和最大码率;其中,所述目标视频对应于n组码率质量关系,且所述n组码率质量关系对应于n个不同的分辨率,所述码率质量关系用于指示码率与显示质量之间的对应关系,所述n为大于1的整数;
从所述n个分辨率中的最大分辨率开始,依次遍历所述n个分辨率对应的所述n组码率质量关系,获取与所述期望显示质量对应的且不大于所述最大码率的目标码率;
根据所述目标视频对应的参数码率关系,获取与所述目标码率对应的编码参数,所述参数码率关系用于指示编码参数与码率之间的对应关系;
根据所述目标码率对应的编码参数对所述目标视频进行编码处理,得到处理后的目标视频。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述从所述n个分辨率中的最大分辨率开始,依次遍历所述n个分辨率对应的所述n组码率质量关系,获取与所述期望显示质量对应的且不大于所述最大码率的目标码率,包括:
根据分辨率序列中的第i个分辨率对应的码率质量关系,获取与所述期望显示质量对应的候选码率;其中,所述分辨率序列是指所述n个分辨率按从大到小的顺序进行排序得到的序列,所述i的初始值为1,且所述i为小于等于所述n的正整数;
若所述候选码率不大于所述最大码率,则将所述候选码率确定为所述目标码率;
若所述候选码率大于所述最大码率,则判断所述i是否等于所述n;
若所述i不等于所述n,则令i=i+1,并再次从所述根据分辨率序列中的第i个分辨率对应的码率质量关系,获取与所述期望显示质量对应的候选码率的步骤开始执行;
若所述i等于所述n,则将所述最大码率确定为所述目标码率。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述目标视频对应于n组参数码率关系,且所述n组参数码率关系对应于所述n个不同的分辨率;
所述根据所述目标视频对应的参数码率关系,获取与所述目标码率对应的编码参数,包括:
若所述目标码率是根据所述n个分辨率中的目标分辨率对应的码率质量关系获取的,则根据所述目标分辨率对应的参数码率关系,获取与所述目标码率对应的编码参数。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述从所述n个分辨率中的最大分辨率开始,依次遍历所述n个分辨率对应的所述n组码率质量关系,获取与所述期望显示质量对应的且不大于所述最大码率的目标码率之前,还包括:
对于所述n个分辨率中的第i个分辨率,按照所述第i个分辨率对所述目标视频进行k次预编码,得到k个预编码后的目标视频,所述k次预编码所采用的编码参数各不相同,所述k为大于1的整数;
分别确定所述k个预编码后的目标视频的码率和显示质量;
根据所述k个预编码后的目标视频的码率和显示质量,以及所述k次预编码所采用的编码参数,确定所述第i个分辨率对应的码率质量关系和所述第i个分辨率对应的参数码率关系。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法,其特征在于,
所述码率质量关系为码率与显示质量之间的第一函数关系;
或者,
所述码率质量关系为第一机器学习模型,所述第一机器学习模型的输入参数包括显示质量,所述第一机器学习模型的输出参数包括码率。
6.根据权利要求1至4任一项所述的方法,其特征在于,
所述参数码率关系为编码参数与码率之间的第二函数关系;
或者,
所述参数码率关系为第二机器学习模型,所述第二机器学习模型的输入参数包括码率,所述第二机器学习模型的输出参数包括编码参数。
7.根据权利要求1至4任一项所述的方法,其特征在于,所述目标视频是待处理视频中的一个视频片段,所述待处理视频被分割成至少两个视频片段,且各个所述视频片段的期望显示质量相同。
8.一种视频编码装置,其特征在于,所述装置包括:
期望参数获取模块,用于获取目标视频的期望显示质量和最大码率;其中,所述目标视频对应于n组码率质量关系,且所述n组码率质量关系对应于n个不同的分辨率,所述码率质量关系用于指示码率与显示质量之间的对应关系,所述n为大于1的整数;
目标码率获取模块,用于从所述n个分辨率中的最大分辨率开始,依次遍历所述n个分辨率对应的所述n组码率质量关系,获取与所述期望显示质量对应的且不大于所述最大码率的目标码率;
编码参数获取模块,用于根据所述目标视频对应的参数码率关系,获取与所述目标码率对应的编码参数,所述参数码率关系用于指示编码参数与码率之间的对应关系;
视频编码处理模块,用于根据所述目标码率对应的编码参数对所述目标视频进行编码处理,得到处理后的目标视频。
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述目标码率获取模块,用于:
根据分辨率序列中的第i个分辨率对应的码率质量关系,获取与所述期望显示质量对应的候选码率;其中,所述分辨率序列是指所述n个分辨率按从大到小的顺序进行排序得到的序列,所述i的初始值为1,且所述i为小于等于所述n的正整数;
当所述候选码率不大于所述最大码率时,将所述候选码率确定为所述目标码率;
当所述候选码率大于所述最大码率时,判断所述i是否等于所述n;
当所述i不等于所述n,则令i=i+1,并再次从所述根据分辨率序列中的第i个分辨率对应的码率质量关系,获取与所述期望显示质量对应的候选码率的步骤开始执行;
当所述i等于所述n时,将所述最大码率确定为所述目标码率。
10.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述目标视频对应于n组参数码率关系,且所述n组参数码率关系对应于所述n个不同的分辨率;
所述编码参数获取模块,用于:
当所述目标码率是根据所述n个分辨率中的目标分辨率对应的码率质量关系获取的时,根据所述目标分辨率对应的参数码率关系,获取与所述目标码率对应的编码参数。
11.根据权利要求10所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
预编码模块,用于对于所述n个分辨率中的第i个分辨率,按照所述第i个分辨率对所述目标视频进行k次预编码,得到k个预编码后的目标视频,所述k次预编码所采用的编码参数各不相同,所述k为大于1的整数;
码率质量确定模块,用于分别确定所述k个预编码后的目标视频的码率和显示质量;
关系确定模块,用于根据所述k个预编码后的目标视频的码率和显示质量,以及所述k次预编码所采用的编码参数,确定所述第i个分辨率对应的码率质量关系和所述第i个分辨率对应的参数码率关系。
12.一种计算机设备,其特征在于,所述计算机设备包括处理器和存储器,所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至7任一项所述的方法。
13.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如权利要求1至7任一项所述的方法。
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