根据移动侦测结果动态调节码率的方法与流程

本发明涉及一种根据移动侦测结果动态调节码率的方法。

背景技术：

目前的h.264编码格式确定qp值后，只能根据预设的比特率限制编码数据大小。如果预设比特率较大，编码器虽然能够降低部分码率，但在保证图像质量的情况下，仍然有降低码率的空间；如果预设波特率较小，则无法保证动态环境的图像质量。所以，在一定的宽带和存储条件下，为了能够降低网络传输视频的压力和减少存储空间，我们开发了一种基于移动侦测结果，在保证图像质量的前提下，来动态调节视频码率的方法。

技术实现要素：

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种结构简单、使用方便的根据移动侦测结果动态调节码率的方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明的根据移动侦测结果动态调节码率的方法，其特征在于：

为完全保证图像质量和码率的关系，控制分为2个部分，一个部分是编码qp值的控制，另一个部分是编码比特率的控制，两部分最终共同调节编码码率；

编码qp值的控制原理：由视频图像处理算法，把一帧图像输出n个图像复杂度不相等的区域模块，依据输出的每个区域的图像复杂度和区域坐标，计算出qp值的最小值和最大值，来单独控制编码的动态qp值；某个区域场景变动时，其qp值能够动态调节，最小值≤qp值≤最大值；

编码比特率控制原理：根据现实场景不同，分为以下3个场景：

场景a：静止条件下，图像复杂度均匀；

场景b：静止条件下，图像复杂度不均匀；

场景c：动态条件下，图像复杂度不均匀；

根据场景不同，分别对比特率做出相应的调节。

编码qp值的控制中，视频图像处理算法，是指于海思ive模块，即intelligentvideoengine，是海思媒体处理芯片智能分析系统中的硬件加速模块。

编码qp值的控制中，把一帧图像分成n个区域模块，1≤n≤8。

编码比特率控制中，在相对静止的条件下，图像复杂度均匀时，比特率设置成最小值1m，以保证码流大小；当移动侦测检测到有移动的状态时，码率能够达到的最大值为默认值3m，及时保证图像质量。

编码比特率控制中，移动侦测，即运动侦测(md)，是基于海思媒体处理芯片视频侦测分析(vda)通过检测视频的亮度变化，得出视频侦测分析结果。

根据海思ive模块处理，输出当前场景为场景a，认为图像复杂度相似，不用输出每帧n个区域，但是需要输出一帧图像的图像复杂度系数x，系数取值为0-100，值越大，复杂度越大，根据输出系数值计算出当前帧需要使用的qp值，最小qp值公式：minqp＝30-x/20，最大qp值公式：maxqp＝50-x/25，场景变动时，qp值动态可调，最小值≤qp值≤最大值；同时把比特率设置成1024k大小，以限制码流大小。此时区域坐标值不用考虑，相当于输出了一个区域，这一个区域是这一帧图像。

根据海思ive模块处理，输出当前场景为场景b，一帧内不同区域的图像复杂度差别很大，输出n个图像区域，n取值范围为1-8内的一个整数，区域标号(即区域坐标)为s1、s2、s3……sn，并且复杂度越大，sn越大，sn作为加权值(加权值是1-n范围的整数)，相邻的加权值大的区域如果与加权值小的区域有重合的地方，在重合地方，加权值大的区域的qp值会覆盖掉加权值小的区域的qp值；并且每个区域分别输出图像的平均复杂度系数xs，系数取值范围为0-100，值越大，复杂度越大，根据输出系数值计算当前区域的需要设置的qp值，最小qp值公式：minqp＝30-xs/20，最大qp值公式：maxqp＝50-xs/25，场景变动时，qp值动态可调，最小值≤qp值≤最大值；根据系数值计算当前比特率值，bit＝1024+5.16*()/n,控制码流大小。静止时比特率最小值为1m。

根据海思ive模块处理，输出当前场景为场景c，一帧内不同区域的图像复杂度差别很大，输出n个图像区域，n取值范围为1-8内的一个整数，并且复杂度越大，区域标号(即区域坐标)为s1、s2、s3……sn，sn越大，sn作为加权值(加权值是1-n范围的整数)，相邻的加权值大的区域如果与加权值小的区域有重合的地方，在重合地方，加权值大的区域的qp值会覆盖掉加权值小的区域的qp值；并且每个区域分别输出图像的平均复杂度系数xs，系数取值为0-100，值越大，复杂度越大，根据输出系数值计算当前区域的需要设置的qp值，最小qp值公式：minqp＝28-xs/20，最大qp值公式：maxqp＝52-xs/25，场景变动时，qp值动态可调，最小值≤qp值≤最大值；根据系数值计算当前比特率值，bit＝2048+10.24*()/n，控制码流大小。动态时比特率最大值为3m。

海思vpss(videoprocesssub-system)视频处理子系统,支持对一幅输入图像进行统一预处理，如去噪、去隔行等，然后再对各通道分别进行缩放、锐化等处理，最后输出多种不同分辨率的图像。

本发明是基于海思vbr(variablebitrate)可变比特率的方式编码，即允许在码率统计时间内编码码率波动，从而保证编码图像质量平稳。

本发明的有益效果是，结构简单、使用方便，网络传输彩色视频时，在一定的宽带和存储条件下，降低网络传输压力和减少存储空间，保证图像质量，来动态调节视频码率，控制码流大小。

附图说明

图1、2、3依次为场景a、b、c控制原理示意图。图4、5、6依次为场景a、b、c的视频一帧图像，本发明针对的是彩色图像。

具体实施方式

附图为本发明的一种具体实施例。

本发明的根据移动侦测结果动态调节码率的方法，为完全保证图像质量和码率的关系，控制分为2个部分，一个部分是编码qp值的控制，另一个部分是编码比特率的控制，两部分最终共同调节编码码率。

编码qp值的控制原理：把一帧图像分成n个roi区域(感兴趣区域)，每个区域的qp值是可以动态调节的，调节的方式是：依赖于海思ive模块(ive(intelligentvideoengine)是海思媒体处理芯片智能分析系统中的硬件加速模块)，把一帧图像输出n个图像复杂度不相等的区域模块，依据输出的每个区域的图像复杂度和区域坐标，计算出qp值的最小值和最大值，来单独控制编码的动态qp值；某个区域场景变动时，其qp值能够动态调节，最小值≤qp值≤最大值。

编码比特率控制原理：根据现实场景不同，分为以下3个场景：

场景a：静止条件下，图像复杂度均匀。

场景b：静止条件下，图像复杂度不均匀。

场景c：动态条件下，图像复杂度不均匀。

根据场景不同，分别对比特率做出相应的调节。

编码qp值的控制中，把一帧图像分成n个区域模块，1≤n≤8。

在相对静止的条件下，不会触发移动侦测(运动侦测(md)，是基于海思媒体处理芯片视频侦测分析(vda)通过检测视频的亮度变化，得出视频侦测分析结果)，图像复杂度均匀时，可以把比特率设置成最小值1m大小，以保证码流大小。当移动侦测检测到有移动的状态时，码率可以提高到的最大值为默认值3m大小，能够及时保证图像质量。

见图1，根据海思ive模块处理，输出当前场景为场景a，可认为图像复杂度相似，可以不用输出每帧n个区域，但是需要输出一帧图像的图像复杂度系数x，系数取值为0-100，值越大，复杂度越大，根据输出系数值计算出当前帧需要使用的qp值，最小qp值公式：minqp＝30-x/20，最大qp值公式：maxqp＝50-x/25，场景变动时，qp值动态可调，最小值≤qp值≤最大值；同时把比特率设置成1024k大小，以限制码流大小。

如图4可判定为场景a，图像色彩比较单一，复杂度均匀，输出整张图片的图像复杂度系数x＝80，计算当前帧最小qp＝30-80/20＝26,最大qp＝50-80/25＝46.8，取整数为46(后面计算结果都为取整后的数据)，比特率设置为1024k。

见图2，根据海思ive模块处理，输出当前场景为场景b，一帧内不同区域的图像复杂度差别很大，输出n个图像区域(n取值1-8内的一个整数)，区域标号为s1、s2、s3……sn，并且复杂度越大，sn越大，sn作为加权值(加权值是1-n范围的整数)，相邻的加权值大的区域如果与加权值小的区域有重合的地方，在重合部分，加权值大的区域的qp值会覆盖掉加权值小的区域的qp值；并且每个区域分别输出图像的平均复杂度系数xs，系数取值为0-100，值越大，复杂度越大，根据输出系数值计算当前区域的需要设置的qp值，由于移动侦测功能并没有被触发，使用下面的参数计算，最小qp值公式：minqp＝30-xs/20，最大qp值公式：maxqp＝50-xs/25，场景变动时，qp值动态可调，最小值≤qp值≤最大值；根据系数值计算当前比特率值，bit＝1024+5.16*()/n，控制码流大小。

如图5可判定为场景b，图像复杂度差别很大，如图输出了5个区域：标号1的区域复杂度为20，可计算出最小qp为29，最大qp取整数为50；

标号2的区域复杂度为32，计算最小qp为28，最大qp为48；

标号3的区域复杂度为44，计算最小qp为27，最大qp为48；

标号4的区域复杂度为70，计算最小qp为26，最大qp为47；

标号5的区域复杂度为95，计算最小qp为25，最大qp为46；

最后计算当前比特率：1024+5.16*(20+32+44+70+95)/5＝1293(取整)；

整个视频基本处于静止状态，以上数据将不再进行变动。

见图3，根据海思ive模块处理，输出当前场景为场景c，一帧内不同区域的图像复杂度差别很大，输出n个图像区域(n取值1-8内的一个整数)，区域标号为s1、s2、s3……sn，并且复杂度越大，sn越大，sn作为加权值(加权值是1-n范围的整数)，相邻的加权值大的区域如果与加权值小的区域有重合的地方，在重合部分，加权值大的区域的qp值会覆盖掉加权值小的区域的qp值；并且每个区域分别输出图像的平均复杂度系数xs，系数取值为0-100，值越大，复杂度越大，根据输出系数值计算当前区域的需要设置的qp值，移动侦测功能被触发，使用下面的参数计算，最小qp值公式：minqp＝28-xs/20，最大qp值公式：maxqp＝52-xs/25，场景变动时，qp值动态可调，最小值≤qp值≤最大值；根据系数值计算当前比特率值，bit＝2048+10.24*()/n，控制码流大小。

如图6可判定为场景c，图像复杂度差别很大,并且是运动场景，如图输出了4个区域：

标号1的区域复杂度为10，可计算出最小qp为27，最大qp取整数为51；

标号2的区域复杂度为34，计算最小qp为26，最大qp为50；

标号3的区域复杂度为56，计算最小qp为25，最大qp为49；

标号4的区域复杂度为77，计算最小qp为24，最大qp为48；

最后计算当前比特率：2048+10.24*(10+34+56+77)/4＝2501(取整)；

场景为动态场景，以上数据会随着场景变化而变化。