CN111953987A - 视频转码方法、计算机设备和存储介质 - Google Patents

视频转码方法、计算机设备和存储介质 Download PDF

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CN111953987A CN202010682098.9A CN202010682098A CN111953987A CN 111953987 A CN111953987 A CN 111953987A CN 202010682098 A CN202010682098 A CN 202010682098A CN 111953987 A CN111953987 A CN 111953987A
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Abstract

本申请公开了一种视频转码方法、计算机设备和存储介质，其中该方法包括解码AVS2视频得到AVS2条带的描述信息；对AVS2条带的描述信息进行异构匹配得到相应H265条带的条带类型、条带容器属性、显示时序标签、所述H265条带的参考帧，宏块预测模式等描述信息；根据H265条带的这些描述信息编码得到所述H265视频。从而可以用更少的计算量实现将AVS2视频转码为H265视频，能够在保证输出质量不劣化的情况下高效的将AVS2视频转换为H265视频。

Description

视频转码方法、计算机设备和存储介质
技术领域
本申请涉及视频处理技术领域，尤其涉及一种视频转码方法、计算机设备和存储介质。
背景技术
在5G以及高带宽基础通讯建设全面展开的当今中国，在人民群众生活水平不断提高的当下，我们国家率先制定了中国的4K信源标准格式AVS2以满足各行各业日益提高的物质文化需求。在一些场景下，需要用面向中国国家新一代视频编码4K标准AVS2的标准解码器还原出基带YUV信号，再用满足国际标准H265的编码器进行二次重编码的方式产生H265信号这被称为全解全编方式。这种方式的最大问题在于全系统的设备成本过高，因为运算量太大。
在H265解码设备保有量相当大的情况下，如何在保证输出质量不劣化以及输出码率保持设计值稳定的情况下，低成本地设计出高效的AVS2标准信源向H265转码的课题就此应运而生。
发明内容
本申请实施例提供一种视频转码方法、计算机设备和存储介质，能够在保证输出质量不劣化的情况下高效的将AVS2信源转换为H265信源。
本申请实施例第一方面提供了一种视频转码方法，用于将AVS2视频转码为H265视频，所述视频转码方法包括：
解码所述AVS2视频，得到AVS2条带和所述AVS2条带的描述信息；所述描述信息包括所述AVS2条带的条带类型、编码时序标签、序列最大显示缓冲延时、播放延时标签、所述AVS2条带中各宏块的预测类型；
根据所述AVS2条带的条带类型确定相应H265条带的条带类型和条带容器属性；
根据所述AVS2条带的编码时序标签、所述序列最大显示缓冲延时和所述播放延时标签确定所述H265条带的显示时序标签；
根据所述AVS2条带所在图像帧的参考帧信息和帧删除信息确定相应H265条带的参考帧集，以及确定所述参考帧集中的若干参考帧为所述H265条带的参考帧；
根据所述AVS2条带中的宏块生成相应H265条带中的目标宏块，所述目标宏块中的最小CU宏块的大小为8×8；
根据所述AVS2条带中各宏块的宏块预测模式，确定相应H265条带中各目标宏块的宏块预测模式；
根据所述H265条带的条带类型、条带容器属性、显示时序标签、所述H265条带的参考帧，以及所述H265条带中的目标宏块和所述目标宏块的宏块预测模式编码得到所述H265视频。
本申请实施例第二方面提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储程序指令；若所述处理器执行所述程序指令，实现上述视频转码方法的步骤。
本申请实施例第三方面提供了一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，若所述计算机程序被处理器执行，实现上述视频转码方法的步骤。
相比现有技术，本申请实施例的有益效果在于：通过解码AVS2视频得到AVS2条带的描述信息，通过对AVS2条带的描述信息进行异构匹配得到相应H265条带的条带类型、条带容器属性、显示时序标签、所述H265条带的参考帧，宏块预测模式等描述信息，从而可以根据H265条带的这些描述信息编码得到所述H265视频。从而可以用更少的计算量实现将AVS2视频转码为H265视频，能够在保证输出质量不劣化的情况下高效的将AVS2视频转换为H265视频。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1为本申请实施例的视频转码方法的流程示意图；
图2为图1中确定H265条带的条带类型的流程示意图；
图3为AVS2宏块水平四分裂和垂直四分裂与H265的四个2N×2N的宏块划分的示意图；
图4为AVS2视频IPB码率分布的示意图；
图5为H265视频IPB码率分布的示意图；
图6为AVS2视频宏块划分的示意图；
图7为H265视频宏块划分的示意图；
图8为AVS2视频宏块类型的示意图；
图9为H265视频宏块类型的示意图；
图10为本申请实施例的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，如果不冲突，本申请实施例中的各个特征可以相互组合，均在本申请的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块的划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置示意图中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。
本申请的实施例提供了一种视频转码方法、计算机设备和存储介质。其中，该视频转码方法可以应用于终端或服务器中，以实现将AVS2视频转码为H265视频等过程。
示例性的，所述视频转码方法可以用于服务器，当然可以用于终端。其中，终端可以是机顶盒、手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、个人数字助理和穿戴式设备等电子设备；服务器可以为独立的服务器，也可以为服务器集群。但为了便于理解，以下实施例将以应用于终端的视频转码方法进行详细介绍。
具体的，所述视频转码方法包括解码所述AVS2视频，得到AVS2条带和所述AVS2条带的描述信息；所述描述信息包括所述AVS2条带的条带类型、编码时序标签、序列最大显示缓冲延时、播放延时标签、所述AVS2条带中各宏块的预测类型；根据所述AVS2条带的条带类型确定相应H265条带的条带类型和条带容器属性；根据所述AVS2条带的编码时序标签、所述序列最大显示缓冲延时和所述播放延时标签确定所述H265条带的显示时序标签；根据所述AVS2条带所在图像帧的参考帧信息和帧删除信息确定相应H265条带的参考帧集，以及确定所述参考帧集中的若干参考帧为所述H265条带的参考帧；根据所述AVS2条带中的宏块生成相应H265条带中的目标宏块，所述目标宏块中的最小CU宏块的大小为8×8；根据所述AVS2条带中各宏块的宏块预测模式，确定相应H265条带中各目标宏块的宏块预测模式；根据所述H265条带的条带类型、条带容器属性、显示时序标签、所述H265条带的参考帧，以及所述H265条带中的目标宏块和所述目标宏块的宏块预测模式编码得到所述H265视频。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1，图1是本申请的实施例提供的一种视频转码方法的流程示意图。
如图1所示，视频转码方法包括以下步骤S110至步骤S170。
步骤S110、解码所述AVS2视频，得到AVS2条带和所述AVS2条带的描述信息。
AVS2视频以帧作为最大图像编码单位，有IPB(帧类型)图像的概念，F帧(双前向帧)也是常用的帧类型之一。AVS2的条带(slice)从属于帧，例如一个AVS2图像帧可以包括一个或多个条带。
示例性的，可以将AVS2视频解析为网络抽象层头数据和原始数据字节流，其中原始数据字节流主要包括视频的信息，可以称为AVS2条带，网络抽象层头数据可以包括AVS2条带的描述信息。
在一些实施方式中，所述描述信息包括所述AVS2条带的条带类型、编码时序标签、序列最大显示缓冲延时、播放延时标签、所述AVS2条带中各宏块的预测类型。
步骤S120、根据所述AVS2条带的条带类型确定相应H265条带的条带类型和条带容器属性。
H265视频通常以条带作为最大图像编码单位，没有严格意义上的帧概念，只有IPB(条带类型)条带的概念。H265条带有两个属性：一个是帧容器属性(Nal Type)，这一属性是H265进化出来明示开闭环图组的属性，方便后期编辑二次加工的；另一个就是IPB条带类型，明示条带内宏块的预测模式分类。
可以从AVS2条带出发异构匹配出H265条带的属性，如条带类型和条带容器属性，实现AVS2条带和H265条带之间的异构匹配。
在一些实施方式中，如图2所示，步骤S120中根据所述AVS2条带的条带类型确定相应H265条带的条带类型和条带容器属性，包括以下步骤S121至步骤S123。
步骤S121、若所述AVS2条带为I帧中的条带，则相应H265条带的条带类型为I条带，若所述AVS2条带为P帧中的条带，则相应H265条带的条带类型为P条带，若所述AVS2条带为B帧中的条带，则相应H265条带的条带类型为B条带，若所述AVS2条带为F帧中的条带，则相应H265条带的条带类型为P条带。
具体的，若AVS2图像帧的帧类型为I帧，则该AVS2图像帧各条带的条带类型为I条带；若AVS2图像帧的帧类型为P帧，则该AVS2图像帧各条带的条带类型为P条带；若AVS2图像帧的帧类型为B帧，则该AVS2图像帧各条带的条带类型为B条带；若AVS2图像帧的帧类型为F帧，则该AVS2图像帧各条带的条带类型为F条带。
可以理解的，AVS2视频的I帧、P帧、B帧的条带分别对应H265视频的I条带、P条带、B条带。
可以理解的，可以将AVS2视频的F帧的条带对应为H265视频中的P条带。
步骤S122、若所述AVS2条带的条带类型为I条带，则相应H265条带的条带容器属性为NAL_CRA_NUT，用于标识该H265条带为开环帧内预测条带。
示例性的，对于AVS2视频的I帧中的条带，可以将相应H265条带的条带容器属性确定为开环帧内预测条带，而不用区分I帧所属图组的开环闭环属性。从而不论I帧所属图组是开环还是闭环，都可以正确解码转码得到的H265条带。
步骤S123、若所述AVS2条带的条带类型不为I条带，则根据所述描述信息确定相应H265条带的条带容器属性。
在一些实施方式中，所述若所述AVS2条带的条带类型不为I条带，则根据所述描述信息确定相应H265条带的条带容器属性，包括：若所述AVS2条带的条带类型不为I条带，根据所述描述信息确定所述AVS2条带所在图像帧的可解性、是否有被其它帧参考、显示时序是否在所属图组前置I帧的前面。
示例性的，对于AVS2视频中的P帧、F帧、B帧这些帧间预测帧，在转码时可以得出该帧间预测帧的可解性、是否有被其它帧参考以及显示时序是否在所属图组前置I帧的前面。
示例性的，若所述AVS2条带在所属图组前置I帧的后面且所述AVS2条带所在图像帧未被其它帧参考，则确定相应H265条带的条带容器属性为NAL_TRAIL_N。
示例性的，若所述AVS2条带在所属图组前置I帧的后面且所述AVS2条带所在图像帧有被其它帧参考，则确定相应H265条带的条带容器属性为NAL_TRAIL_R。
示例性的，若所述AVS2条带在所属图组前置I帧的前面，且所述AVS2条带所在图像帧在只存在本图组的所有帧的情况下可解，以及所述AVS2条带所在图像帧未被其它帧参考，则确定相应H265条带的条带容器属性为NAL_RADL_N。
示例性的，若所述AVS2条带在所属图组前置I帧的前面，且所述AVS2条带所在图像帧在只存在本图组的所有帧的情况下可解，以及所述AVS2条带所在图像帧有被其它帧参考，则确定相应H265条带的条带容器属性为NAL_RADL_R。
示例性的，若所述AVS2条带在所属图组前置I帧的前面，且所述AVS2条带所在图像帧在只存在本图组的所有帧的情况下不可解，以及所述AVS2条带所在图像帧未被其它帧参考，则确定相应H265条带的条带容器属性为NAL_RASL_N。
示例性的，若所述AVS2条带在所属图组前置I帧的前面，且所述AVS2条带所在图像帧在只存在本图组的所有帧的情况下不可解，以及所述AVS2条带所在图像帧有被其它帧参考，则确定相应H265条带的条带容器属性为NAL_RASL_R。
示例性的，如果AVS2视频的某帧间预测帧在所属图组前置I帧的后面。如果没有其它帧参考该帧间预测帧，则可以确定该帧间预测帧中的AVS2条带对应的H265条带的条带容器属性为NAL_TRAIL_N；如果有其它帧参考该帧间预测帧，则可以确定该帧间预测帧中的AVS2条带对应的H265条带的条带容器属性为NAL_TRAIL_R。
示例性的，如果AVS2视频的某帧间预测帧在所属图组前置I帧的前面，同时在只存在本图组的所有帧的情况下可解。那么如果没有其它帧参考该帧间预测帧，则可以确定该帧间预测帧中的AVS2条带对应的H265条带的条带容器属性为NAL_RADL_N；如果有其它帧参考该帧间预测帧，则可以确定该帧间预测帧中的AVS2条带对应的H265条带的条带容器属性为NAL_RADL_R。
示例性的，如果AVS2视频的某帧间预测帧在所属图组前置I帧的前面，同时在只存在本图组的所有帧的情况下不可解。如果没有其它帧参考该帧间预测帧，则可以确定该帧间预测帧中的AVS2条带对应的H265条带的条带容器属性为NAL_RASL_N；如果有其它帧参考该帧间预测帧，则可以确定该帧间预测帧中的AVS2条带对应的H265条带的条带容器属性为NAL_RASL_R。
其中，条带容器属性为NAL_RASL_N表示Sub-layer non-reference，是指不能够被相同Temporal Layer的帧参考的帧；条带容器属性为NAL_RASL_R表示sub-layerreference是指可以被相同Temporal Layer的帧参考的帧。
步骤S130、根据所述AVS2条带的编码时序标签、所述序列最大显示缓冲延时和所述播放延时标签确定所述H265条带的显示时序标签。
AVS2视频的时序标签体系显式传输编码时序标签(COI)，通常可以根据编码时序标签运算得到AVS2视频的显示时序标签(POI)。
H265视频的时序标签体系则需要显式传输显示时序标签(POI)，编码时序标签(COI)不传输，解码方可以通过接收的码流信息顺序隐式地得到编码时序标签COI。
本申请实施例能够从AVS2视频出发异构匹配出H265视频的帧时序信息。
在一些实施方式中，AVS2视频的时序标签位宽与H265视频的时序标签位宽可以不相同。
示例性的，AVS2视频的编码时序标签是8位的，H265视频的显示时序标签可以只传尾数，尾数位宽可以选定为10位，尾数位宽不可以小于10位，传更多位尾数也没有意义，10位尾数是H265中最小可正确恢复AVS中时序的尾数数量。
示例性的，AVS2视频显式传输序列最大显示缓冲延时(Max Reorder Delay)，序列最大显示缓冲延时用于如果显示缓冲缓存图像数如果大于该序列最大显示缓冲延时，则必可以输出一帧，可以直接将AVS2视频显式传输的序列最大显示缓冲延时确定为H265视频的序列最大显示缓冲延时。
示例性的，可以将AVS2视频的编码时序标签表示为AVS2_COI_8Bit，位宽为8位。在AVS2_COI_8Bit大端MSB扩展两位识别编码标签区，记为AVS2_COI_Region，可取值域为二进制0b00、0b01、0b10、0b11，则可以得到新的10位AVS2_COI_10Bit标签为：
AVS2_COI_10Bit＝(AVS2_COI_Region<<8)|AVS2_COI_8Bit
其中，<<表示左移8位，|表示按位或运算。
从而可以将8Bit的AVS2视频的编码时序标签(0到255)扩展为4倍值域，4个0到255，如表1所示：
表1 10位的编码时序标签
Figure BDA0002586228660000101
示例性的，可以根据10位的编码时序标签AVS2_COI_10Bit、AVS2视频显式传输的序列最大显示缓冲延时MaxReorderDelay以及AVS2视频显式传输的播放延时标签AVS2_Display_delay，计算所述AVS2视频的显示时序标签AVS2_POI_10Bit：
AVS2_POI_10Bit＝AVS2_COI_10Bit+AVS2_Display_delay–MaxReorderDeley
其中，播放延时标签AVS2_Display_delay用于控制本帧进入解码器后，过多少帧后输出。
示例性的，在开始对AVS2视频进行转码时，COI区码寄存器AVS2_COI_Region_register初值清0，8位COI寄存器AVS2_COI_8Bit_register初值清0。
示例性的，当前转码的AVS2图像帧带着8Bit的AVS2视频的编码时序标签AVS2_COI_8Bit，如果该AVS2图像帧是转码的第一张图像，则可以将AVS2_COI_8Bit_register赋值为AVS2_COI_8Bit。如果该AVS2图像帧不是转码的第一张图像，则比较该AVS2图像帧的AVS2_COI_8Bit与AVS2_COI_8Bit_register的大小；如果AVS2_COI_8Bit不大于AVS2_COI_8Bit_register，则执行切换区码任务，并将AVS2_COI_8Bit_register赋值为AVS2_COI_8Bit；如果AVS2_COI_8Bit大于AVS2_COI_8Bit_register，则不切换区码，并将AVS2_COI_8Bit_register赋值为AVS2_COI_8Bit。
具体的，切换区码是指如果COI区码寄存器AVS2_COI_Region_register为0x00则更新AVS2_COI_Region_register赋值为0x01；如果COI区码寄存器AVS2_COI_Region_register为0x01则更新AVS2_COI_Region_register赋值为0x02；如果COI区码寄存器AVS2_COI_Region_register为0x02则AVS2_COI_Region_register赋值为0x03；如果AVS2_COI_Region_register为0x03则更新AVS2_COI_Region_register赋值为0x00。
示例性的，可以将AVS2_COI_8Bit扩展得到10位AVS2_COI_10Bit，然后可以求出10位的显示时序标签AVS2_POI_10Bit，取AVS2_POI_10Bit的后10位作为H265视频的显示时序标签。
本申请实施例对开环闭环序列通用，可以准确地确定H265视频的显示时序标签，有效解决AVS2信源产生输入丢帧错误时的H265正确显示时序恢复问题。
步骤S140、根据所述AVS2条带所在图像帧的参考帧信息和帧删除信息确定相应H265条带的参考帧集，以及确定所述参考帧集中的若干参考帧为所述H265条带的参考帧。
在一些实施方式中，AVS2条带所在图像帧的参考帧信息用于规定当前图像帧解码需要的参考帧，AVS2视频的帧删除信息用于通知解码器之后的图像帧不需要哪些参考帧，后面的帧不需要的参考帧要删除，除此之外的参考帧要保留。而H265视频的参考帧集用于规定解码器之后的图像帧解码需要保留哪些参考帧，除此之外的参考帧要删除。
本申请实施例可以匹配AVS2的帧管理信息到H265的帧管理信息。
示例性的，AVS2视频的参考帧信，如参考帧集(RPS)是基于帧的，分别描述当前帧要参考哪些帧。其中I帧无参考帧，P帧最多四个参考帧，B帧最多两个参考帧，一前向一后向。描述哪些参考帧是可以删除的，没有描述要删除的参考帧需要保留。
H265视频的参考帧集(RPS)是基于每个条带的，分别对应long_term RPS，short_term RPS，表达描述了当前条带要用哪些参考帧，后续条带要用哪些参考帧，其中哪些参考帧是短时参考哪些参考帧是长时参考，无描述的参考帧可删除。
示例性的，根据当前AVS2图像帧的参考帧信息，在参考帧队列中匹配完参考帧用于解码之后，可以根据帧删除信息把后面不再使用的参考帧删除后，把隐式保留在参考帧队列里的剩余参考帧进行识别，识别出当前图像帧使用的参考帧和当前图像帧帧未使用的参考帧。当前图像帧使用的参考帧即为所述H265条带的参考帧。
示例性的，可以将当前图像帧使用的参考帧标记为短时参考帧，使用情况设为当前使用。
可以理解的，隐式保留在参考帧队列里的剩余参考帧可以称为H265条带的参考帧集，或者也可以理解为是将两种短时参考帧信息(当前使用，非当前使用)取并集得到H265条带的参考帧集。
步骤S150、根据所述AVS2条带中的宏块生成相应H265条带中的目标宏块，所述目标宏块中的最小CU宏块的大小为8×8。
AVS2视频的N×N宏块只存在于帧内预测Intra8×8宏块中。H265视频的宏块划分显式地声明了N×N方式，H265视频的编码宏块(CU宏块)的宽高最小值可以由编码器设置，可以称这种宏块为最小CU宏块。H265视频的最小CU宏块可以大于8×8，而AVS2视频的最小CU宏块一定是8×8。H265视频中的N×N模式只能出现在帧内预测并且CU宏块大小为最小CU宏块的时候，AVS2视频的N×N模式只能出现在帧内预测并且CU宏块大小为最小CU宏块(一定是8×8)的时候。
因此，可以通过将H265条带中最小CU宏块的大小设置为8×8，使得H265条带中目标宏块的Intra(帧内)预测的N×N方式与AVS2条带中的宏块一致，且宏块划分保持一致。
在一些实施方式中，AVS2视频的帧内宏块有两种特殊的划分类型，水平四分裂和垂直四分裂，而H265视频没有相近或相似的划分可以与之相对应。
示例性的，所述根据所述AVS2条带中的宏块生成相应H265条带中的目标宏块，包括：若所述AVS2条带中的宏块的划分类型为水平四分裂或垂直四分裂，则将相应H265条带中的宏块设置为十字分裂，得到四个2N×2N的目标宏块，并可以将所述目标宏块的宏块分裂标志置为1。
例如，如图3所示，对于水平四分裂和垂直四分裂的AVS2宏块划分匹配到H265中四个2N×2N的宏块划分，同时本层的分裂标志设为1。
在一些实施方式中，AVS2视频的跳过模式可以存在四PU与一PU两种情况，即四个PU的跳过模式与一个PU的跳过模式，但H265视频的跳过模式只允许一个PU的跳过模式。
示例性的，所述根据所述AVS2条带中的宏块生成相应H265条带中的目标宏块，包括：若所述AVS2条带中的宏块的跳过模式为一个PU的跳过模式，则确定相应H265条带中的目标宏块的跳过模式为一个PU的跳过模式。
示例性的，所述根据所述AVS2条带中的宏块生成相应H265条带中的目标宏块，包括：若所述AVS2条带中的宏块的跳过模式为四个PU的跳过模式，则将相应H265条带中的宏块设置为十字分裂，设置分裂标志为1，通过十字分裂对所述AVS2条带中的宏块进行划分，得到四个2N×2N的目标宏块，并确定各所述目标宏块的跳过模式为一个PU的跳过模式。
示例性的，可以将AVS2视频中一个PU的跳过模式直接匹配到H265视频的一个PU的跳过模式的划分(单个2Nx2N)，可以将AVS2视频中四个PU的跳过模式匹配到H265视频中四个2Nx2N划分的一个PU的跳过模式，并且本层的分裂标志设为1。
在一些实施方式中，非最小CU宏块的CU宏块划分的主对应匹配如表2所示：
表2非最小CU宏块的CU宏块划分的主对应匹配
AVS2 2N×2N 2N×N N×2N 2N×nU 2N×nD nL×2N nR×2N
H265 2N×2N 2N×N N×2N 2N×nU 2N×nD nL×2N nR×2N
因此，本申请实施例可以AVS2视频的宏块划分匹配到H265视频中的相应宏块划分，包括N×N宏块划分、帧内宏块的两种特殊的划分类型以及跳过模式的异构匹配。
步骤S160、根据所述AVS2条带中各宏块的宏块预测模式，确定相应H265条带中各目标宏块的宏块预测模式。
宏块预测模式主要包括帧内预测模式帧间预测模式。在帧内预测模式中，AVS2帧内预测角度和H265帧内预测角度的角度步进值不同，在帧间预测中，参考帧的数量AVS2少于H265。
本申请实施例可以在AVS2和H265两个体系中匹配宏块预测模式。
在一些实施方式中，所述根据所述AVS2条带中各宏块的宏块预测模式，确定相应H265条带中各目标宏块的宏块预测模式，包括：若所述AVS2条带中宏块的宏块预测模式为角度预测的帧内预测模式，则确定所述H265条带中相应目标宏块的宏块预测模式为角度预测的帧内预测模式，以及对最接近所述宏块的预测角度的若干H265角度进行率失真判决，以确定所述目标宏块的预测角度。
帧内预测模式分为两类：角度预测，非角度预测。
AVS2的角度预测模式匹配到H265角度预测模式可以通过以下步骤实现：把最接近AVS2预测角度的有限个H265角度作一次率失真(RDO)判决，选出其中的最优值。
在一些实施方式中，所述根据所述AVS2条带中各宏块的宏块预测模式，确定相应H265条带中各目标宏块的宏块预测模式，包括：若所述AVS2条带中宏块的宏块预测模式为非角度预测的帧内预测模式，则确定所述H265条带中相应目标宏块的宏块预测模式为非角度预测的帧内预测模式，以及对预设的若干H265帧内非角度预测模式进行率失真判决，以确定所述目标宏块的帧内非角度预测模式。
示例性的，非角度预测时，可以把所有H265非角度预测作一次率失真判决，选出其中的最优值。
在一些实施方式中，所述根据所述AVS2条带中各宏块的宏块预测模式，确定相应H265条带中各目标宏块的宏块预测模式，包括：若所述AVS2条带中宏块的宏块预测模式为帧间预测模式，则确定所述H265条带中相应目标宏块的宏块预测模式为帧间预测模式，其中，所述帧间预测模式包括前向预测、后向预测或者双向预测。
示例性的，帧间预测时，AVS2的前向预测、后向预测、双向预测分别匹配为H265的前向预测、后向预测、双向预测。
在一些实施方式中，宏块预测模式还可以包括跳过模式(Skip模式)，AVS2视频的跳过模式和H265视频的跳过模式也不同。
在一些实施方式中，所述根据所述AVS2条带中各宏块的宏块预测模式，确定相应H265条带中各目标宏块的宏块预测模式，包括：若所述AVS2条带中宏块的宏块预测模式为跳过模式，则确定所述H265条带中相应目标宏块的宏块预测模式为帧间预测模式，非跳过模式的帧间预测模式也确定为帧间预测模式。在运算结束后满足残差以及MV都可以不传输的情况下再调整为帧间跳过模式，这也是帧间跳过模式的标准设计本意，可以减少信息传输。
步骤S150宏块划分时已把AVS2转码H265的跳过模式的划分统一成为了2N×2N划分，因为H265视频的跳过模式可以直接从非跳过模式通过不需要传残差，宏块的运动矢量可以在不增加运算负担地直接修改宏块为跳过模式而实现。因而跳过模式可以匹配为前向预测、后向预测、双向预测这三种帧间非跳过模式中的一种。在上述两条件成立时改为跳过模式。在H265视频的运算体系内跳过模式是可以后确定的，也就是可以先从非跳过模式出发进行运算，然后在运算结束后根据满足残差以及运动矢量都可以不传输的情况下再调整为帧间跳过模式，这也是帧间跳过模式的标准设计本意，可以减少信息传输。
在一些实施方式中，所述方法还包括：根据所述AVS2条带宏块的运动矢量进行近锚点搜索，将最优解确定为所述目标宏块的运动矢量。
示例性的，虽然AVS2图像帧的参考帧以及运动矢量(MV)都可以不变地直接匹配到H265中作为参考帧和目标宏块的运动矢量，但H265视频的量化，反量化矩阵以及四分一、二分之一插值系数与AVS2视频相比还是有所不同。可以通过以AVS2条带宏块的运动矢量作为H265目标宏块的运动矢量作一次近锚点MV搜索，找出最优解，作为真正的H265目标宏块的运动矢量使用，可以实现残差需要传输的信息量最少的目的。
在一些实施方式中，所述方法还包括：
若所述AVS2条带的条带类型为F条带，所述AVS2条带中的宏块对应两个前向参考宏块且其中一个为主运动矢量对应的前向参考宏块，将所述主运动矢量和对应的前向参考宏块所在帧确定为相应H265条带的运动矢量和前向参考帧；或者若所述主运动矢量对应的前向参考帧不存在，则根据所述AVS2条带中的宏块对应两个前向参考宏块的信息在可用的相邻参考帧中确定所述H265条带的前向参考帧，以及通过运动矢量缩放确定所述H265条带的前向参考帧以及运动矢量；
根据所述H265条带的前向参考帧对所述主运动矢量进行缩放；
根据所述H265条带的缩放后的主运动矢量和所述H265条带的前向参考帧进行近锚点搜索，将最优解确定为所述目标宏块的运动矢量。
AVS2视频的F帧中的F条带的宏块虽然是双前向预测宏块，但一定只传输一个主MV以及对应着这个主MV的一个参考帧，将这个主MV以及参考帧匹配为H265当前宏块所在P条带的单前向MV以及前向参考帧。如果这个前向参考帧不存在，则寻找最靠近原参考帧的可用前向参考帧进行替换，因参考帧变化，需进行相应的MV缩放。根据最后确定的H265运动矢量以及参考帧进行近锚点搜索，将最优解确定为所述目标宏块的运动矢量。
步骤S170、根据所述H265条带的条带类型、条带容器属性、显示时序标签、所述H265条带的参考帧，以及所述H265条带中的目标宏块和所述目标宏块的宏块预测模式编码得到所述H265视频。
示例性的，编码包括变换，量化与熵编码。
本申请实施例提供的视频转码方法，通过解码AVS2视频得到AVS2条带的描述信息，通过对AVS2条带的描述信息进行异构匹配得到相应H265条带的条带类型、条带容器属性、显示时序标签、所述H265条带的参考帧，宏块预测模式等描述信息，从而可以根据H265条带的这些描述信息编码得到所述H265视频。从而可以用更少的计算量实现将AVS2视频转码为H265视频，能够在保证输出质量不劣化的情况下高效的将AVS2视频转换为H265视频。
AVS2的图像信息头部分包括序列头，图像头以及其它扩展头信息，H265的图像头信息包括VPS、SPS、PPS以及其它扩展信息，在条带部分两者的条带信息不一样，宏块级的所有信息都有或大或小的差异，这些信息异构匹配之后重编码，会引起码率变化。
在一些实施方式中，所述视频转码方法还包括：根据所述AVS2视频的量化步长、所述AVS2条带的纹理复杂度、所述AVS2条带的图像复杂度确定所述H265视频的帧内量化步长。
在一些实施方式中，有以下关系式：H265_QP＝6÷8×(AVS2_QP–AVS2_QP_Zero)+H265_QP_Zero；其中H265_QP表示所述H265视频的帧内量化步长，AVS2_QP表示所述AVS2视频的量化步长，AVS2_QP_Zero、H265_QP_Zero为与位宽有关的常数。因此如果AVS2视频的量化步长是动态的，则可以直接基于该算式，根据所述AVS2视频的量化步长确定所述H265视频的帧内量化步长。
示例性的，如果AVS2视频的量化步长不是动态的，则可以根据AVS2条带的纹理复杂度对不同纹理复杂度的区域的H265视频的帧内量化步长进行调整。并主动在H265运算中把该条带的量化步长设置为动态的方式，也就是无论AVS2视频的量化步长是否动态的均在匹配至H265的时候主动匹配设置为动态的量化步长。
示例性的，还可以根据AVS2的图像复杂度划分区域对H265视频的帧内量化步长进行调整。
在一些实施方式中，所述视频转码方法还包括：根据所述AVS2视频的码率和量化步长，以及所述H265视频的目标码率确定所述H265视频的帧间量化步长。
帧内图像压缩完成后，码率会略有误差，可以把这个误差合并到后面的帧中进行平衡。
示例性的，有QP2＝QP1－QpStep×(log2)[size2÷size1]，其中QP2表示所述H265视频的帧间量化步长，size2表示所述H265视频的目标码率，size1表示所述AVS2视频的码率，QP1表示所述AVS2视频的量化步长，QpStep为一经验值。
示例性的，所述根据所述H265条带的条带类型、条带容器属性、显示时序标签、所述H265条带的参考帧，以及所述H265条带中的目标宏块和所述目标宏块的宏块预测模式编码得到所述H265视频，包括：基于所述H265视频的帧内量化步长和所述H265视频的帧间量化步长，根据所述H265条带的条带类型、条带容器属性、显示时序标签、所述H265条带的参考帧，以及所述H265条带中的目标宏块和所述目标宏块的宏块预测模式编码得到所述H265视频。
通过根据AVS2视频的码率和量化步长确定H265视频的帧内量化步长和H265视频的帧间量化步长，可以在异构转码中保持码率按要求保持稳定。通过调节H265视频的目标码率可以使得H265视频的码率按需求向下或向上产生可控的设计码率变化。
本申请实施例的视频转码方法，是一种基于中国国家新一代视频编码4K标准AVS2到国际视频编码4K标准H265的快速转码方法。可以充分利用输入AVS2码流中的编码信息来指导H265进行快速异构编码。有效降低H265编码端中参考帧选择、帧类型判决、宏块划分、宏块预测模式选择、宏块运动搜索、全视频序列码率控制的运算量，可以大幅减少转码需要的计算资源和计算时间，无视开环闭环图组的差异，同时保证转码后视频的码率稳定以及极小的主客观视频质量指标的下降，可以在一般的服务器平台上实现一CPU一路的快速实时转码。
如图4所示为AVS2视频IPB码率分布的示意图，图5所示为H265视频IPB码率分布的示意图。如图6所示为AVS2视频宏块划分的示意图，图7所示为H265视频宏块划分的示意图。如图8所示为AVS2视频宏块类型的示意图，图9所示为H265视频宏块类型的示意图。
应用本申请实施例的视频转码方法后H265输出视频序列和原AVS2输入视频序列比较会有以下特征：有相同或相似的帧类型对应关系和包络一致的码率控制曲线，以及相似或相同的宏块划分、宏块预测模式、和方向一致的经缩放后的运动向量。用分析工具打开输入信源AVS2码流和输出转码后的H265码流可以直接观察出上面的特征。
本申请实施例的视频转码方法可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
示例性的，上述的视频转码方法可以实现为一种计算机程序的形式，该计算机程序可以在如图10所示的计算机设备上运行。请参阅图10，图10是本申请实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。该计算机设备可以是服务器或终端。
参阅图10，该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口，其中，存储器可以包括非易失性存储介质和内存储器。
非易失性存储介质可存储操作系统和计算机程序。该计算机程序包括程序指令，该程序指令被执行时，可使得处理器执行任意一种视频转码方法的步骤。
处理器用于提供计算和控制能力，支撑整个计算机设备的运行。
内存储器为非易失性存储介质中的计算机程序的运行提供环境，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行任意一种视频转码方法。
该网络接口用于进行网络通信，如接收AVS2视频，或发送H265视频等。本领域技术人员可以理解，该计算机设备的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
应当理解的是，处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。其中，通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
本实施例中的计算机设备与前述实施例中的方法是基于同一发明构思下的两个方面，在前面已经对方法实施过程作了详细的描述，所以本领域技术人员可根据前述描述清楚地了解本实施中的计算机设备的结构及实施过程，为了说明书的简洁，在此就不再赘述。
本申请实施例提供的计算机设备，可以通过解码AVS2视频得到AVS2条带的描述信息，通过对AVS2条带的描述信息进行异构匹配得到相应H265条带的条带类型、条带容器属性、显示时序标签、所述H265条带的参考帧，宏块预测模式等描述信息，从而可以根据H265条带的这些描述信息编码得到所述H265视频。从而可以用更少的计算量实现将AVS2视频转码为H265视频，能够在保证输出质量不劣化的情况下高效的将AVS2视频转换为H265视频。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法，如：
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序中包括程序指令，所述处理器执行所述程序指令，实现本申请实施例提供的任一项视频转码方法的步骤。
其中，所述计算机可读存储介质可以是前述实施例所述的计算机设备的内部存储单元，例如所述计算机设备的硬盘或内存。所述计算机可读存储介质也可以是所述计算机设备的外部存储设备，例如所述计算机设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(SmartMedia Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种视频转码方法，其特征在于，用于将AVS2视频转码为H265视频，所述视频转码方法包括：
解码所述AVS2视频，得到AVS2条带和所述AVS2条带的描述信息；所述描述信息包括所述AVS2条带的条带类型、编码时序标签、序列最大显示缓冲延时、播放延时标签、所述AVS2条带中各宏块的预测类型；
根据所述AVS2条带的条带类型确定相应H265条带的条带类型和条带容器属性；
根据所述AVS2条带的编码时序标签、所述序列最大显示缓冲延时和所述播放延时标签确定所述H265条带的显示时序标签；
根据所述AVS2条带所在图像帧的参考帧信息和帧删除信息确定相应H265条带的参考帧集，以及确定所述参考帧集中的若干参考帧为所述H265条带的参考帧；
根据所述AVS2条带中的宏块生成相应H265条带中的目标宏块，所述目标宏块中的最小CU宏块的大小为8×8；
根据所述AVS2条带中各宏块的宏块预测模式，确定相应H265条带中各目标宏块的宏块预测模式；
根据所述H265条带的条带类型、条带容器属性、显示时序标签、所述H265条带的参考帧，以及所述H265条带中的目标宏块和所述目标宏块的宏块预测模式编码得到所述H265视频。
2.如权利要求1所述的视频转码方法，其特征在于，所述根据所述AVS2条带的条带类型确定相应H265条带的条带类型和条带容器属性，包括：
若所述AVS2条带为I帧中的条带，则相应H265条带的条带类型为I条带，若所述AVS2条带为P帧中的条带，则相应H265条带的条带类型为P条带，若所述AVS2条带为B帧中的条带，则相应H265条带的条带类型为B条带，若所述AVS2条带为F帧中的条带，则相应H265条带的条带类型为P条带；
若所述AVS2条带的条带类型为I条带，则相应H265条带的条带容器属性为NAL_CRA_NUT；
若所述AVS2条带的条带类型不为I条带，则根据所述描述信息确定相应H265条带的条带容器属性。
3.如权利要求2所述的视频转码方法，其特征在于，所述若所述AVS2条带的条带类型不为I条带，则根据所述描述信息确定相应H265条带的条带容器属性，包括：
若所述AVS2条带的条带类型不为I条带，根据所述描述信息确定所述AVS2条带所在图像帧的可解性、是否有被其它帧参考、显示时序是否在所属图组前置I帧的前面；
若所述AVS2条带在所属图组前置I帧的后面且所述AVS2条带所在图像帧未被其它帧参考，则确定相应H265条带的条带容器属性为NAL_TRAIL_N；
若所述AVS2条带在所属图组前置I帧的后面且所述AVS2条带所在图像帧有被其它帧参考，则确定相应H265条带的条带容器属性为NAL_TRAIL_R；
若所述AVS2条带在所属图组前置I帧的前面，且所述AVS2条带所在图像帧在只存在本图组的所有帧的情况下可解，以及所述AVS2条带所在图像帧未被其它帧参考，则确定相应H265条带的条带容器属性为NAL_RADL_N；
若所述AVS2条带在所属图组前置I帧的前面，且所述AVS2条带所在图像帧在只存在本图组的所有帧的情况下可解，以及所述AVS2条带所在图像帧有被其它帧参考，则确定相应H265条带的条带容器属性为NAL_RADL_R；
若所述AVS2条带在所属图组前置I帧的前面，且所述AVS2条带所在图像帧在只存在本图组的所有帧的情况下不可解，以及所述AVS2条带所在图像帧未被其它帧参考，则确定相应H265条带的条带容器属性为NAL_RASL_N；
若所述AVS2条带在所属图组前置I帧的前面，且所述AVS2条带所在图像帧在只存在本图组的所有帧的情况下不可解，以及所述AVS2条带所在图像帧有被其它帧参考，则确定相应H265条带的条带容器属性为NAL_RASL_R。
4.如权利要求1所述的视频转码方法，其特征在于，所述根据所述AVS2条带中的宏块生成相应H265条带中的目标宏块，包括：
若所述AVS2条带中的宏块的划分类型为水平四分裂或垂直四分裂，则将相应H265条带中的宏块设置为十字分裂，得到四个2N×2N的目标宏块；
若所述AVS2条带中的宏块的跳过模式为一个PU的跳过模式，则确定相应H265条带中的目标宏块的跳过模式为一个PU的跳过模式，若所述AVS2条带中的宏块的跳过模式为四个PU的跳过模式，则将相应H265条带中的宏块设置为十字分裂，得到四个2N×2N的目标宏块，并确定各所述目标宏块的跳过模式为一个PU的跳过模式。
5.如权利要求1-4中任一项所述的视频转码方法，其特征在于，所述根据所述AVS2条带中各宏块的宏块预测模式，确定相应H265条带中各目标宏块的宏块预测模式，包括：
若所述AVS2条带中宏块的宏块预测模式为角度预测的帧内预测模式，则确定所述H265条带中相应目标宏块的宏块预测模式为角度预测的帧内预测模式，以及对最接近所述宏块的预测角度的若干H265角度进行率失真判决，以确定所述目标宏块的预测角度；
若所述AVS2条带中宏块的宏块预测模式为非角度预测的帧内预测模式，则确定所述H265条带中相应目标宏块的宏块预测模式为非角度预测的帧内预测模式，以及对预设的若干H265帧内非角度预测模式进行率失真判决，以确定所述目标宏块的帧内非角度预测模式；
若所述AVS2条带中宏块的宏块预测模式为帧间预测模式，则确定所述H265条带中相应目标宏块的宏块预测模式为帧间预测模式，其中，所述帧间预测模式包括前向预测、后向预测或者双向预测；
若所述AVS2条带中宏块的宏块预测模式为跳过模式，则确定所述H265条带中相应目标宏块的宏块预测模式为帧间预测模式。
6.如权利要求5所述的视频转码方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述AVS2条带宏块的运动矢量进行近锚点搜索，将最优解确定为所述目标宏块的运动矢量。
7.如权利要求5所述的视频转码方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述AVS2条带的条带类型为F条带，所述AVS2条带中的宏块对应两个前向参考宏块且其中一个为主运动矢量对应的前向参考宏块，将所述主运动矢量和对应的前向参考宏块所在帧确定为相应H265条带的运动矢量和前向参考帧；或者若所述主运动矢量对应的前向参考帧不存在，则根据所述AVS2条带中的宏块对应两个前向参考宏块的信息在相邻参考帧中确定所述H265条带的前向参考帧，以及通过运动矢量缩放确定所述H265条带的运动矢量；
根据所述H265条带的运动矢量和所述H265条带的前向参考帧进行近锚点搜索，将最优解确定为所述目标宏块的运动矢量。
8.如权利要求1-4中任一项所述的视频转码方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述AVS2视频的量化步长、所述AVS2条带的纹理复杂度、所述AVS2条带的图像复杂度确定所述H265视频的帧内量化步长；
根据所述AVS2视频的码率和量化步长，以及所述H265视频的目标码率确定所述H265视频的帧间量化步长；
所述根据所述H265条带的条带类型、条带容器属性、显示时序标签、所述H265条带的参考帧，以及所述H265条带中的目标宏块和所述目标宏块的宏块预测模式编码得到所述H265视频，包括：
基于所述H265视频的帧内量化步长和所述H265视频的帧间量化步长，根据所述H265条带的条带类型、条带容器属性、显示时序标签、所述H265条带的参考帧，以及所述H265条带中的目标宏块和所述目标宏块的宏块预测模式编码得到所述H265视频。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储程序指令；若所述处理器执行所述程序指令，实现如权利要求1-8中任一项所述的视频转码方法的步骤。
10.一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，其特征在于，若所述计算机程序被处理器执行，实现如权利要求1-8中任一项所述的视频转码方法的步骤。
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