CN110858916B - 支持大跨度相关性信息编码的标识方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种支持大跨度相关性信息编码的标识方法及系统，包括：获取待传输的视频内容；在待传输的视频内容中添加标识信息，通过标识信息指示视频内容中的不同视频流，并指示相同通道的不同视频流或不同通道的视频流之间的参考、映射关系。本发明对利用大跨度相关性信息进行视频编码所需要的信息进行了标识，标识信息指示了视频通道、视频帧所属流以及相同通道或不同通道的流之间的映射关系。在具体的应用中，可以使现有的传输系统支持监控视频、视频会议、网络电视、流媒体等视频内容利用大跨度相关性信息进行编码，以在实际的传输系统中，进一步提升视频内容的编码效率与传输效率。

Description

支持大跨度相关性信息编码的标识方法及系统
技术领域
本发明涉及视频数据处理领域，具体地，涉及支持大跨度相关性信息编码的标识方法及系统。
背景技术
现有的一些视频应用：监控视频、视频会议、网络电视、流媒体中，其视频内容中包含着重复的场景和对象，拥有时域大跨度相关性和多通道相关性等大跨度的相关信息，如果能够利用单一视频内部或者多视频之间的大跨度相关性，视频的编码效率将会将会得到大幅提升。但是现有的一些视频编码标准如AVC、HEVC、AVS2提供的技术手段不能够充分地利用大跨度相关性信息，从而限制了编码效率的提升。在下一代编码标准AVS3中，提出了利用大跨度相关性信息进行视频编码的技术，将进一步提升监控视频、视频会议、网络电视、流媒体等应用中视频内容的编码效率和传输效率，其框架示意图和基本的参考示意图分别如附图1、附图2所示。但是，对于现有的传输系统，还没有对利用大跨度相关性信息进行视频编码的算法进行实际的支持，即该算法还无法实际应用于现有的传输系统，这对下一代视频编码标准的推广以及编码效率的提升造成了阻碍。因此，需要在现有的传输系统中对利用大跨度相关性信息的视频编码算法进行一定的支持，对系统运行该算法所需要明确的信息进行标识。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种支持大跨度相关性信息编码的标识方法及系统。
根据本发明提供的一种支持大跨度相关性信息编码的标识方法，包括：
视频内容获取步骤：获取待传输的视频内容；
标识步骤：在待传输的视频内容中添加标识信息，通过标识信息指示视频内容中的不同视频流，并指示相同通道的不同视频流或不同通道的视频流之间的参考、映射关系。
较佳的，所述标识信息包括在视频内容的File Format层级moov box下新增的两个子box，或者在系统流传输时，新增系统信令消息，并在moov box下新增的两个子box。
较佳的，所述视频流包括：Scene Library视频流和普通视频流。
较佳的，所述标识信息包括：
第一信息：标识视频流所属的通道；
第二信息：标识视频流是Scene Library流还是普通视频流；
第三信息：标识视频流中哪些帧属于Scene Library流，哪些帧属于普通视频流；
第四信息：标识同一通道或不同通道的普通视频流中的帧和Scene Library流中的帧之间的参考、映射关系。
较佳的，其特征在于，还包括：
通信步骤：对标识后的视频内容利用大跨度相关性信息进行编码，将编码后的视频内容由发送端发送至接收端。
根据本发明提供的一种支持大跨度相关性信息编码的标识系统，包括：
视频内容获取模块：获取待传输的视频内容；
标识模块：在待传输的视频内容中添加标识信息，通过标识信息指示视频内容中的不同视频流，并指示相同通道的不同视频流或不同通道的视频流之间的参考、映射关系。
较佳的，所述标识信息包括在视频内容的File Format层级moov box下新增的两个子box，或者在系统流传输时，新增系统信令消息，并在moov box下新增的两个子box。
较佳的，所述视频流包括：Scene Library视频流和普通视频流。
较佳的，所述标识信息包括：
第一信息：标识视频流所属的通道；
第二信息：标识视频流是Scene Library流还是普通视频流；
第三信息：标识视频流中哪些帧属于Scene Library流，哪些帧属于普通视频流；
第四信息：标识同一通道或不同通道的普通视频流中的帧和Scene Library流中的帧之间的参考、映射关系。
较佳的，还包括：
通信模块：对标识后的视频内容利用大跨度相关性信息进行编码，将编码后的视频内容由发送端发送至接收端。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明对利用大跨度相关性信息进行视频编码所需要的信息进行了标识，标识信息指示了视频通道、视频帧所属流以及相同通道或不同通道的流之间的映射关系。在具体的应用中，可以使现有的传输系统支持监控视频、视频会议、网络电视、流媒体等视频内容利用大跨度相关性信息进行编码，以在实际的传输系统中，进一步提升视频内容的编码效率与传输效率。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为利用大跨度相关性信息进行视频编码的框架示意图；
图2为基本的编码参考示意图；
图3为本发明提出的标识信息的文件格式；
图4为本发明关于参考同一通道Scene Library的一个具体应用实例；
图5为本发明关于参考不同通道Scene Library的一个具体应用实例。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
根据本发明提供的一种支持大跨度相关性信息编码的标识方法，包括：
视频内容获取步骤：获取待传输的视频内容。
标识步骤：在待传输的视频内容中添加标识信息，通过标识信息指示视频内容中的不同视频流，并指示相同通道的不同视频流或不同通道的视频流之间的参考、映射关系。视频流包括：Scene Library视频流和普通视频流。
通信步骤：对标识后的视频内容利用大跨度相关性信息进行编码，将编码后的视频内容由发送端发送至接收端。
其中，所述标识信息包括在视频内容的File Format层级moov box下新增的两个子box，或者在系统流传输时，新增系统信令消息，并在moov box下新增的两个子box。
标识信息包括：
第一信息：标识视频流所属的通道；
第二信息：标识视频流是Scene Library流还是普通视频流；
第三信息：标识视频流中哪些帧属于Scene Library流，哪些帧属于普通视频流；
第四信息：标识同一通道或不同通道的普通视频流中的帧和Scene Library流中的帧之间的参考、映射关系。
在上述一种支持大跨度相关性信息编码的标识方法的基础上，本发明还提供一种支持大跨度相关性信息编码的标识系统，包括：
视频内容获取模块：获取待传输的视频内容。
标识模块：在待传输的视频内容中添加标识信息，通过标识信息指示视频内容中的不同视频流，并指示相同通道的不同视频流或不同通道的视频流之间的参考、映射关系。视频流包括：Scene Library视频流和普通视频流。
通信模块：对标识后的视频内容利用大跨度相关性信息进行编码，将编码后的视频内容由发送端发送至接收端。
其中，所述标识信息包括在视频内容的File Format层级moov box下新增的两个子box，或者在系统流传输时，新增系统信令消息，并在moov box下新增的两个子box。
标识信息包括：
第一信息：标识视频流所属的通道；
第二信息：标识视频流是Scene Library流还是普通视频流；
第三信息：标识视频流中哪些帧属于Scene Library流，哪些帧属于普通视频流；
第四信息：标识同一通道或不同通道的普通视频流中的帧和Scene Library流中的帧之间的参考、映射关系。
在现有的一些视频应用场景中，如监控视频、视频会议、网络电视、流媒体等，其视频内容中包含着大量的重复场景和对象，即存在时域大跨度相关性信息和多通道大跨度相关性信息，充分利用这些大跨度相关性信息可以进一步提升视频内容的编码效率和传输效率。在下一代视频编码标准AVS3中，支持利用大跨度相关性信息的视频编码技术，但目前在实际的传输系统中，还没有对该技术进行支持，即利用大跨度相关性信息进行视频编码的算法还无法应用于实际的传输系统中，这也给视频编码和传输效率的提升造成了阻碍。为了使得该技术能够应用到现有的传输系统中，本发明对利用大跨度相关性信息进行视频编码所需要的信息进行了标识，通过对相关信息进行标明和指示，使得现有的传输系统能够支持利用大跨度相关性信息进行视频编码的技术。
具体来说，在系统传输利用大跨度相关性信息进行编码的视频内容时，需要标明和指示Scene Library流和普通视频流，并指示相同通道的不同视频流或不同通道的视频流之间的参考、映射关系。
针对以上问题，可以根据需要合理地在File Format层级moov box下新增两个子box，并增加新的指示信息，这些信息可以多样地，优选地由以下一组信息为例实现。
channel_id：指示当前Scene Library或普通视频流所属于的通道。
reference_channel：指示普通视频流参考的Scene Library所属于的通道。
stream_id：指示当前track是Scene Library流还是普通视频流。值为0时代表Scene Library流，非0时代表普通视频流。
number_of_channel：指示视频通道的数量。
number_of_stream：指示每个通道中视频流的数量。
Scene_Library_id：记录Scene Library中每一帧在原始序列中的序号(即在moofbox下的movie fragment header box中定义的sequence_number)。Scene_Library_number：指示Scene Library中被参考帧的数目。
frame_to live：指示Scene Library中每一个被参考帧的生存周期，其值为普通视频流中参考同一帧编码的最大帧号与相应被参考帧帧号的差值，当解码的普通视频流帧号与被参考帧帧号的差值大于frame_to_live时，则解码端不再缓存该被参考帧。
reference_id：记录普通视频流的帧号，只记录参考同一Scene_Library_id的连续帧的第一个帧序号，即只有当编码参考帧发生变化时，才将此帧号进行记录。
reference_number：指示需要记录帧号的普通视频流帧数。
dependence_id：指示普通视频流中的某一帧之后有多少帧参考同一Scene_Library_id。若普通视频流中存在不参考其它帧、同时也不被其它帧所参考的帧，则进行帧内编码，不将其记入reference_id和dependence_id。
1)基于以上信息，以ISOBMFF(ISO/IEC 14496-12)为例，下面给出一种对这些信息的组织结构，其中Scene_Library_track和Common_track是moov box下新增的两个子box。
Figure BDA0001777175440000051
Figure BDA0001777175440000061
2)以系统流传输为例，下面给出一种对这些信息的组织结构，其中Reference_message为传输过程中的信令消息，Scene_Library_stream和Common_stream为moov box下新增的两个子box，即分别进行传输的两个流。
Figure BDA0001777175440000062
Figure BDA0001777175440000071
上述各字段的含义，已在上文中做出说明。
需要注意的是，本发明中只是以上述字段为例对系统传输利用大跨度相关性信息进行编码的视频时所需指示的信息进行说明，并不局限于以上字段及其大小。为了更好地理解以上字段的含义，可参见标识信息的文件格式附图3以及下文提到的应用实例。
基于上述表述，以下给出具体应用实例：
为了更加清楚地阐明本发明中提出的信息标识方法，附图4和附图5分别给出了本发明的一种具体应用实例。
应用实例一：相同通道中的不同视频流之间的参考
对于现有的一些视频应用场景，如监控视频、视频会议、网络电视、流媒体等，其在时域上会存在重复的场景和对象，存在每隔一段时间出现连续的重复场景和对象、视频的背景较长时间不变化等情况，即在时域上拥有大跨度相关性信息，因此对同一通道内的视频内容，每个普通视频流中的帧都可以参考Scene Library中的帧进行编码。
具体地，如附图4所示，当Scene_Library_track中的channel_id与普通视频流中的reference_channel相同时，则表示当前普通视频流中的帧是参考同一通道的SceneLibrary中的帧进行编码的，stream_id为非0的track参考stream_id为0的track进行编码。根据reference_id以及dependence_id中记录的信息，可以对应到Scene_Library_id中相应的帧序号，并映射到Scene Library中相应的被参考帧，从而可将利用大跨度相关性信息进行编码的视频内容在现有的传输系统中进行传输，并对接收端的视频解码进行相应的指示。
应用实例二：不同通道的不同视频流之间的参考
用户在观看监控视频、视频会议、网络电视、流媒体等视频内容时，可能会因为当前网络状况或个人兴趣偏好进行视频通道的切换。对于上述的几种视频内容，不同通道间的视频内容同样会存在大跨度相关性信息，因此，对于某一通道内的视频流，也可以参考其它通道中的Scene Library内的被参考帧进行编解码，从而提升通道切换时的编码效率和传输效率。
具体地，如附图5所示，每一通道内的视频流都具有固定的channel_id，但某一通道内的普通视频track中的reference_channel不一定与Scene Library track的channel_id相同。当普通视频track中的reference_channel与某一通道的id相同时，则表示当前普通视频流是参考该通道内的Scene Library中的被参考帧进行编解码的。同样地，根据reference_id以及dependence_id中记录的信息，可以对应到不同通道Scene_Library_id中相应的帧序号，并映射到不同通道Scene Library中相应的被参考帧，从而可将利用多通道大跨度相关性信息进行编码的视频内容在现有的传输系统中进行传输，并对接收端的视频解码进行相应的指示。
本发明可以应用于监控视频、视频会议、网络电视、流媒体等视频内容的编码中。这些视频内容中通常包含重复的场景和对象，即每隔一段时间出现连续的重复场景和对象、视频的背景较长时间不变化或者不同通道的视频中包含重复的画面，拥有时域大跨度相关性和多通道大跨度相关性，在实际的传输系统中充分利用大跨度相关性信息(如参考时域上或者其它通道视频中包含重复场景和对象的帧进行编码)，将可以进一步提升视频内容的编码效率和传输效率。本发明提供了利用大跨度相关性信息进行视频编码所需标明和指示的信息，以使得实际的传输系统支持利用大跨度相关性信息进行视频编码的技术，进一步提升编码效率和传输效率。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (4)

1.一种支持大跨度相关性信息编码的标识方法，其特征在于，包括：
视频内容获取步骤：获取待传输的视频内容；
标识步骤：在待传输的视频内容中添加标识信息，通过标识信息指示视频内容中的不同视频流，并指示相同通道的不同视频流或不同通道的视频流之间的参考、映射关系；
所述视频流包括：Scene Library视频流和普通视频流；
所述标识信息包括：
第一信息：标识视频流所属的通道；
第二信息：标识视频流是Scene Library流还是普通视频流；
第三信息：标识视频流中哪些帧属于Scene Library流，哪些帧属于普通视频流；
第四信息：标识同一通道或不同通道的普通视频流中的帧和Scene Library流中的帧之间的参考、映射关系；
所述标识信息包括在视频内容的File Format层级moov box下新增的两个子box，或者在系统流传输时，新增系统信令消息，并在moov box下新增的两个子box。
2.根据权利要求1所述的支持大跨度相关性信息编码的标识方法，其特征在于，还包括：
通信步骤：对标识后的视频内容利用大跨度相关性信息进行编码，将编码后的视频内容由发送端发送至接收端。
3.一种支持大跨度相关性信息编码的标识系统，其特征在于，包括：
视频内容获取模块：获取待传输的视频内容；
标识模块：在待传输的视频内容中添加标识信息，通过标识信息指示视频内容中的不同视频流，并指示相同通道的不同视频流或不同通道的视频流之间的参考、映射关系；
所述视频流包括：Scene Library视频流和普通视频流；
所述标识信息包括：
第一信息：标识视频流所属的通道；
第二信息：标识视频流是Scene Library流还是普通视频流；
第三信息：标识视频流中哪些帧属于Scene Library流，哪些帧属于普通视频流；
第四信息：标识同一通道或不同通道的普通视频流中的帧和Scene Library流中的帧之间的参考、映射关系；
所述标识信息包括在视频内容的File Format层级moov box下新增的两个子box，或者在系统流传输时，新增系统信令消息，并在moov box下新增的两个子box。
4.根据权利要求3所述的支持大跨度相关性信息编码的标识系统，其特征在于，还包括：
通信模块：对标识后的视频内容利用大跨度相关性信息进行编码，将编码后的视频内容由发送端发送至接收端。
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