[发明专利]一种视频数据高效编码的方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频编码领域，尤其涉及一种视频数据高效编码的方法。

背景技术

视频压缩算法一般通过一系列的帧间预测、帧内预测和变换编码消除视频的空间冗余、时间冗余、结构冗余等来达到压缩的目的。现阶段应用最广泛的H.264/AVC视频编解码标准能够在低带宽下提供优质视频，其标准自2003年被提出之后已被广泛应用于网络流媒体和各种高清晰度清度电视广播等领域。然而随着视频清晰度要求的进一步提高和海量视频数据对存储空间需求的增加，迫切需要对视频编码率的进一步提高。

目前，新一代视频编解码标准HEVC/H.265已经获批，其沿用与H.264/AVC相同的编码框架，如图1所示。但是在相同的图像质量下，相比于H.264/AVC，通过HEVC/H.265编码的视频大小将减少大约39-44%。通过主观视觉测试得出的数据显示，在码率减少51-74%的情况下，HEVC/H.265编码视频的质量要优于H.264/AVC编码视频。但是HEVC/H.265编码性能的提高是以运算量的增加为代价的。相比于H.264/AVC，HEVC/H.265的计算量大大增加，以致严重影响实际的编码速度。

针对监控视频的编解码研究，AVS（信息技术先进音视频编码）工作组曾采用一种背景帧技术来提高编码效率，其将获取的背景图像作为监控视频编码的长期参考帧，保存在编解码器中。为了实现此功能，其在I帧（关键帧）、B帧（双向预测帧）和P帧（前向预测帧）的基础上引入背景帧和背景预测帧两种新的帧类型。由于监控视频的实时场景受环境、光照等的影响较大，尤其在雨天、有雾等恶劣天气情况下，很难获得准确的背景帧。总之，单一的背景帧不可能适合各种条件下的监控场景，因此导致该背景帧技术的实际应用会受到一定的限制。

在H.264/AVC编码框架下，针对监控视频的一些研究是基于运动目标的检测来达到高效压缩：首先检测和定位当前监控场景中的所有运动目标，然后实现监控视频的分层次压缩，即将监控场景划分为有用信息与无用信息，对无用的背景信息作高损失低比特率的压缩，而对运动区域信息做无损压缩或低损压缩，以达到提高监控视频整体压缩比的目的。该方案通过多模高斯分布模型等方法实现背景的构建和更新，虽然可以有效的避免单一背景帧技术的不足，但模型的更新和目标的检测也增加额外的计算复杂度。

现有技术中，对监控视频编码的研究多是利用背景帧技术在已有的编码标准如AVS，H.264/AVC基础上进行的，但依然存在诸多缺陷；目前对HEVC/H.265标准的研究也没有专门涉及监控视频的编解码领域。因此，基于HEVC/H.265标准实现监控视频的高效编码有待进一步的研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种视频数据高效编码的方法，减少了编码复杂度，降低了计算难度及编码比特流。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种视频数据高效编码的方法，该方法包括：

基于帧间差图像的帧内编码框架，对视频数据进行帧内编码；

或者，基于帧间差图像的帧间编码框架，对视频数据进行帧间编码。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，采用帧间差法相对于背景差法，由于前后两帧时间间隔很短，受环境、光照等的影响小，不需要额外的离线处理，计算简单；充分利用帧间差信息对视频编码既能保证编码效果，同时又能减少了编码复杂度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的一种视频数据高效编码的方法的流程图；

图2为本发明实施例一提供的又一种视频数据高效编码的方法的流程图；

图3为本发明实施例二提供的又一种视频数据高效编码的方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种LCU单元划分方式的示意图。

图5为本发明实施例提供的实施例一所用方法和标准测试模型所需编码比特的比较结果示意图；

图6为本发明实施例提供的实施例一所用方法和标准测试模型得到的峰值信噪比比较结果示意图；

图7为本发明实施例提供的实施例一所用方法和标准测试模型所需编码时间的比较结果示意图；

图8为本发明实施例提供的实施例二所用方法和标准测试模型所需编码比特的比较结果示意图；