基于内容的自适应视频转码方法及装置的制造方法_2

文档序号:9436451阅读:来源:国知局
071] 帧率设置子单元,用于将所述转码参数中的帧率参数的值设置为已获取的待转码 视频的帧率值。
[0072] 可选的,所述分辨率参数设置子单元包括:
[0073] 分辨率参数获取子单元,用于根据已建立的分辨率与码率的线性模型,获取与所 述中间码率值对应的分辨率值;
[0074] 分辨率参数调整子单兀,用于对所述分辨率参数获取子单兀输出的分辨率值的宽 和高分别乘以同一个预先设定的调整因子;
[0075] 第一分辨率参数设置执行子单元,用于将所述转码参数中的分辨率参数的值设置 为所述分辨率参数调整子单元输出的调整后的分辨率值。
[0076] 可选的,所述分辨率参数设置子单元包括:
[0077] 分辨率参数获取子单元,用于根据已建立的分辨率与码率的线性模型,获取与所 述中间码率值对应的分辨率值;
[0078] 第二最小分辨率获取子单元,按照预先设定的规范,获取当前目标视频类型对应 的分辨率的最小值;
[0079] 第二最小分辨率判断子单元,用于判断与所述中间码率值对应的分辨率值是否低 于上述分辨率的最小值;
[0080] 第二分辨率参数设置执行子单元,用于当所述第二最小分辨率判断子单元的输出 为"是"时,将所述转码参数中的分辨率参数的值设置为上述分辨率的最小值。
[0081] 可选的,所述视频转码执行单元具体用于,针对每一种目标视频类型,使用已设置 好的、与该目标视频类型对应的所述码率参数、所述分辨率参数和所述帧率参数,对所述待 转码视频进行转码,得到对应的目标视频。
[0082] 与现有技术相比,本申请具有以下优点:
[0083] 本申请提供的基于内容的自适应视频转码方法,通过获取待转码视频在满足预先 设定的客观质量标准下的、表征其内容复杂程度的最小量化数值,根据所述最小量化数值 设置转码所需的各个参数值,并根据设置好的转码参数对所述待转码视频进行转码,实现 了在达到客观图像质量标准的前提下,以待转码视频的信息量为依据自适应地设置转码所 需的分辨率参数以及码率参数,从而在保证转码后视频质量的同时,避免对带宽的无谓消 耗。
【附图说明】
[0084]图1是本申请的一种基于内容的自适应视频转码方法的实施例的流程图;
[0085] 图2是本申请的获取在满足预先设定的客观质量标准下的、表征待转码视频内容 复杂程度的最小量化数值的处理流程图;
[0086] 图3是本申请的通过实验犾取的PSNR和QP满足近线性关系的意图;
[0087] 图4是本申请的为生成多种目标视频进行转码参数设置的处理流程图;
[0088] 图5是本申请的通过实验获取的分辨率与码率满足近线性关系的示意图;
[0089] 图6是本申请的一种基于内容的自适应视频转码装置的实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0090] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以 很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况 下做类似推广,因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
[0091] 在本申请中,分别提供了一种基于内容的自适应视频转码方法、以及一种基于内 容的自适应视频转码装置。在下面的实施例中逐一进行详细说明。
[0092] 请参考图1,其为本申请的一种基于内容的自适应视频转码方法的实施例的流程 图。所述方法包括如下步骤:
[0093]步骤101 :获取在满足预先设定的客观质量标准下的、表征待转码视频内容复杂 程度的最小量化数值。
[0094] 转码过程通常包含解码和编码两个部分,编码阶段一方面要根据要求进行编码格 式的转换,同时还需要根据转码目的,指定转码产生目标视频数据的码率、分辨率、帧率等 参数,从而才能生成符合要求的目标视频。本申请的技术方案涉及其中对转码参数进行设 置的部分,其他解码、编码格式转换等处理可以采用现有技术实现,例如调用FFMPEG库中 提供的相关接口实现。
[0095] 本申请技术方案的核心在于,以满足预先设定的客观质量标准下的、表征待转码 视频内容复杂程度(即:待转码视频信息量)的最小量化数值为依据,进行转码参数的设 置,从而在保证转码生成的目标视频质量的同时,避免对带宽的无谓消耗。
[0096] 采用本申请的技术方案,可以在线上为用户提供一种或者多种档次的片源,既保 证线上视频质量、同时也能够降低整体视频服务的带宽。但是本申请的技术方案并不局 限于这种应用,只要是依据待转码视频的信息量进行转码参数的设置并进行转码的应用场 合,都可以使用本申请的技术方案。
[0097] 为了实现本申请的技术方案,首先要获取在满足预先设定的客观质量标准下的、 表征待转码视频内容复杂程度的最小量化数值。具体过程包括获取待转码视频参数值、建 立模型、获取量化参数QP的最大值以及获取与所述QP的最大值对应的码率最小值这样几 个子步骤,下面结合图2对各子步骤进行说明。
[0098] 步骤101-1 :获取所述待转码视频的视频参数值,所述视频参数包括:分辨率参数 和帧率参数。
[0099] 获取所述待转码视频的视频参数值,可以通过读取并分析待转码视频文件的格式 实现,也可以通过使用FFMPEG(FastForwardMPEG的英文简称)开源代码提供的、用于查看 视音频文件信息的探测工具ffprobe实现。
[0100] FFMPEG是目前应用最广泛的编解码软件库,支持多种流行的编解码器,它是C语 言实现的,不仅被集成到各种PC软件中,也经常被移植到多种嵌入式设备中。利用FFMPEG 库,既可以通过命令行进行视音频的编解码,也可以在代码中调用该库提供的编解码函数 API实现所需的功能。
[0101] 按照如下所述的格式,调用FFMPEG库提供的ffprobe命令,在屏幕上就会输出所 述待转码视频的视频参数信息,包括分辨率res、帧率fps等参数。
[0102]ffprobe-show_streams"待转码视频文件";
[0103] 其中,分辨率(res是resolution的英文缩写)是指视频的宽/高像素值,即:视 频图像在横向和纵向上的有效像素数,对于同样大小的视频播放窗口来说,通常分辨率越 高图像越清晰;帧率(fps是frames per second的英文缩写)是指每秒钟填充图像的帧数 (单位是帧/秒),也称每秒传输帧数,通常帧率值越大,用户观看到的视频就会愈流畅。
[0104] 步骤101-2 :为所述待转码视频建立量化参数QP和峰值信噪比PSNR的线性模型。
[0105] QP是量化参数Quantization Parameter的英文缩写,在视频编码过程中,决定输 出码率比特数的直接因素为DCT变换(离散余弦变换一Discrete Cosine Transform)后, 对获得的DCT系数进行量化时采用的量化参数。
[0106] 量化参数QP反映了空间细节压缩情况,如果量化参数小,大部分的细节都会被保 留,输出码率较高;如果量化参数大,部分细节被丢弃,输出码率相对就会降低,但图像失真 较大、质量不高。由此可见,量化参数QP和输出码率成反比的关系,在转码过程中进行码率 控制的基本方法就是选择适当的量化参数,控制转码器输出码流的码率。
[0107] 上面提到的所谓码率,是指每秒时间内的数据流量。码率越高,对画面的描述就越 精细,画质的损失就越小,所得到的画面就越接近于原始画面。但同时也需要更大的存贮空 间或者网络带宽来存放或者传输这些数据。
[0108] 本实施例采用PSNR(Peak Signal to Noise Ration峰值信噪比的英文缩写)来评 价视频图像的质量,通常在经过转码或者视频压缩等处理之后,输出的视频影像都会在某 种程度与原始视频影像不同,为了客观评价经过处理后的视频品质,通常会参考PSNR值。 PSNR值是根据原视频图像与处理后视频图像之间的均方误差MSE计算得到的,其单位为 dB,PSNR值越大,就代表失真越少。
[0109] 在本步骤中之所以要建立QP和PSNR的模型,就是为了能够在后续步骤中根据 PSNR的值确定对应的QP值,并进一步确定对应的码率值。
[0110] 通常,在其他视频参数固定的情况下,PSNR和QP满足近线性关系,请参见附图3, 其为本申请通过实验获取的PSNR和QP满足近线性关系的示意图。在本实施例的一个具体 例子中,基于上述实验基础采用如下方式建立两者之间的线性模型:
[0111] 在选定待转码视频的其他视频参数(包括分辨率、帧率等)的情况下,设定一个量 化参数值QP1,使用FFMPEG提供的转码工具执行一次转码操作,根据屏幕输出的相关信息 获取转码输出视频的平均PSNR1 ;同理,再设定一个不同于QP1的量化参数值QP2执行一次 转码操作,获取对应的转码输出视频平均PSNR2。由于PSNR和QP满足近线性关系,用上述 得到的(QP1,PSNR1)和(QP2,PSNR2)这两个点连接成一条直线,就得到了所述线性模型。
[0112] 在实际实施过程中,从提高时间性能的角度考虑,可以截取所述待转码视频中的 一个或者多个视频片断,并根据所述一个或者多个视频片断,采用上述方法建立量化参数 QP和峰值信噪比PSNR的线性模型。由于截取的一个或者多个视频片断的总时长相对于待 转码视频来说是较短的,因此可以提高处理的速度,获得较好的时间性能;但是由于截取的 一个或者多个视频片断有可能无法准确地反映整个视频的特征,因此建立起来的模型也可 能不够准确,从而影响最终的转码结果。所以在具体实施过程中,要根据实际需求斟酌选择 合适的实施方式。
[0113] 步骤101-3 :根据所述线性模型,获取所述量化参数QP在所述峰值信噪比PSNR大 于或者等于40dB情况下的最大值。
[0114] 进行视频转码的前提条件是,保证转码后生成的目标视频满足一定的客观质量标 准。对于采用PSNR衡量转码后视频图像质量来说,通常认为PSNR大于或者等于40dB说明 图像质量极好,即非常接近原始图像,在30dB - 40dB之间通常表示图像质量是好的,即有 可察觉的失真但可以接受,而低于30dB通常说明图像质量较差。因此,如果采用PSNR衡量 视频图像质量,那么本申请所述的预先设定的客观质量标准就是指,峰值信噪比PSNR大于 或者等于40dB。
[0115] 本实施例采用PSNR大于等于40dB作为衡量转码后视频图像质量的客观质量标 准,在该条件下,根据步骤101-2建立的线性模型,即可选取所述量化参数的最大值QP_max。
[0116] 本实施例采用的是PSNR作为衡量处理后视频质量的客观标准,在其他实施方式 中,也可以米用其他的衡量标准,例如:SSIM(Structural similarity index measurement 是结构相似度衡量的英文简称)标准,同样可以在步骤101-2中建立SS頂与QP之间的模 型,并且在本步骤中获取相应的QP_max,同样可以实现本申请的技术方案。
[0117] 步骤101-4 :依据所述量化参数QP的最大值对所述待转码视频进行转码,获取与 所述量化参数QP的最大值对应的码率最小值;所述码率最小值即为在满足预先设定的客 观质量标准下的、表征待转码视频内容复杂程度的最小量化数值。
[0118] 本申请技术方案的核心在于,根据待转码视频内容的复杂程度(即:包含的信息 量)确定转码参数。要实现这一技术核心,首先要获取能够表征待转码视频内容复杂程度 的量化数值。为此需要对视频图像的复杂度与量化参数QP以及编码比特数(即:码率)之 间的关系进行分析。
[0119] 图像复杂度指的就是图像的细节信息,细节信息越多,图像复杂度也就越高。对于 相同的图像来说,所选的量化参数QP越小,所需编码比特数越大;对于不同的图像来说,在 相同的量化参数QP下,图像复杂度越高
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