专利名称：一种减少播放等待时间的视频编码方法、装置及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及视频编解码领域，尤其涉及一种减少播放等待时间的视频编码方法、 装置及系统。
背景技术：
在传统的多客户端编解码和传输系统中，新观众想要切入视频流时需要等候。例如，目前的新用户切入视频流时假设服务器端编码和发送的图像组GOP长度为100帧，整个视频流共200帧，则服务器需要发送的码流记为码流S，为了表述方便，设定码流S不包括 B帧，如码流S表示为S :Iq P1 P2*** P99 IlOO PlOl Ρ 02···Ρ 99码流S中，字母I和P分别表示各帧的编码类型，下标数字表示各帧在视频流中的编码和显示顺序。由于P帧的解码结果必须依赖于同一 GOP的I帧，因此，在传统的多客户端视频编解码和传输系统中，新观众必须等候下一个GOP的I帧到达，才能正确地解码和显示视频流。新观众从服务器接收的能正确解码的视频流记为码流N。由于新观众可能随时发出切入视频流的请求，因此不同的新观众收到的N的情况千差万别。假设某个新观众在码流S的P18处发出切入视频流的请求，则对应的N可以表示为N=I100 P101 P102-因此在传统的多客户端视频编解码和传输系统中，新观众必须等到下一个GOP开始处才能成功切入视频流。从概率上讲，新观众的等候时间与GOP的长度有关——GOP越长，新观众的等候时间可能也就越长。为了使得用户能够更加快速的切入视频流，需要提供一种更加快捷的切入视频流的编解码方法。
发明内容
本发明实施例的目的在于提出一种减少播放等待时间的视频编码方法，该方法包括接收视频流；为视频流的图像组设置至少一个P帧作为插队帧，设置所述插队帧为短期参考帧，为视频流的图像组设置一个I帧作为长期参考帧；参考当前图像组的长期参考帧对当前图像组的插队帧进行编码；接收切入视频流的请求，将当前图像组的长期参考帧及插队帧进行反馈。其中，所述的“为视频流的图像组设置至少一个P帧作为插队帧”具体为设置参考帧的数量Ν2，2 < Ν2 < 5 ；所述参考帧包括短期参考帧和长期参考帧；
设置插队帧间隔m ；N2 < Nl <一个图像组的所有视频帧数量；接收到一个I帧后，图像组中除I帧外，从ι帧起，每隔m帧的视频帧设置为插队帧。其中，所述的“将当前图像组的长期参考帧及插队帧进行反馈”具体为将当前缓冲区中所存在的I帧进行反馈，等待η帧(η SNl)数量的视频帧后，将后继收到的插队帧进行反馈。本发明还提供一种减少播放等待时间的视频编码装置，所述的装置包括接收单元、编码单元、反馈单元；接收单元，用于接收视频流；第一编码编码单元包括第二编码单元、第三编码单元；第二编码单元，用于为视频流的图像组设置至少一个P帧作为插队帧，设置所述插队帧为短期参考帧；为视频流的图像组设置一个I帧作为长期参考帧；第三编码单元，用于参考当前图像组的长期参考帧对当前图像组的插队帧进行编码；反馈单元，用于接收切入视频流的请求，将当前图像组的长期参考帧及插队帧进行反馈。其中，所述的第二编码单元包括参考帧设置单元、插队帧设置单元；参考帧设置单元，用于设置参考帧的数量Ν2，2 < Ν2 < 5 ；所述参考帧包括短期参考帧和长期参考帧；插队帧设置单元，用于设置插队帧间隔附；N2<N1 <一个图像组的所有视频帧数量；接收到一个I帧后，图像组中除I帧外，从I帧起，每隔m帧的视频帧设置为插队帧。其中，所述的反馈单元具体包括1帧反馈单元、插队帧反馈单元；I帧反馈单元，用于将当前缓冲区中所存在的I帧进行反馈；插队帧反馈单元，用于等待η帧(n < Ni)数量的视频帧后，将后继收到的插队帧进行反馈。综上所述，本发明通过预置插队帧，并且设置插队帧只参考当前GOP的I帧，并且在反馈新观众的插入请求时，将当前GOP的I帧和插队帧反馈给新观众，使得新观众能够快速的接入当前视频流，极大的减少了新观众的等待时间；并且通过本发明给出的实验数据可以发现，通过本发明给出的方法，即使在等待时间相同的情况下，也能够降低传输的码率。
图1是本发明实施例1的方法流程图；图2是本发明实施例2的视频编码装置结构图结构示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。应当理解，此处所描写的具体实施例，仅仅用于解释本发明，并不用以限制本发明。
4
本发明提供一种减少播放等待时间的视频编码方法，该方法通过提出一种插队方法，使得新观众能够快速切入视频流，减少等待时间。本发明所要改进的，是新观众等待时间过长的问题。该方法称为插队(cut-in)方法，即新观众不按照传统方式等待下一 I帧的到来，而是在一个GOP中设置若干个P帧作为 “插队帧”(下称C帧，取cut-in的第一个字母)，供新观众快速切入视频流。插队方法的主要思想是利用H. 264标准的多参考帧机制，将每个GOP的I帧设定为长期参考帧，当有新观众要求切入视频流时，编码一个C帧，令其仅仅参考I帧。根据 H. 264视频压缩技术的原理，新观众只需要接收到正确的I帧和C帧，就能够快速切入，正常收看C帧及其之后的视频。实施例1，本发明提供一种减少播放等待时间的视频编码方法，该方法主要是为视频流的图像组设置至少一个P帧作为插队帧，为视频流的图像组设置一个I帧作为长期参考帧；参考当前图像组的长期参考帧对当前图像组的插队帧进行编码；接收切入视频流的请求，将当前图像组的长期参考帧及插队帧进行反馈。参见图1，该方法具体可以为步骤101 接收视频流；步骤102 编码I帧时，设置视频流的每个GOP的I帧为长期参考帧；步骤103 每个GOP至少设置一个插队帧；步骤104 编码插队帧时，设置所述的插队帧为短期参考帧，并且只参考当前GOP 的第一帧I帧。其中，每个GOP至少设置一个插队帧时，可以为设置插队帧间隔Ni，并且；N2 < Nl <一个图像组的所有视频帧数量，也就是说附可以在上述范围内任意指定。设置参考帧数量N2，2 < N2 < 5 ；并且在原理上，本发明方法适用于参考帧数量在2帧(包括长、短期参考帧至少各一帧)以上的视频码流；当接收到一个ι帧后，图像组中除ι帧外，从ι帧起，每隔m帧的视频帧设置为插队帧。根据已经设置的参考帧数量，可以得知，插队帧的数量应该为N2-1 ；也就是说参考帧的数量N2去掉一个长期参考帧帧I帧。步骤105 编码除I帧以外的其他视频帧时，可以设置为短期参考帧；步骤106 服务器一旦接收到新观众切入视频流的请求，就会将当前缓冲区中所存在的I帧，即长期参考帧发送该观众，等待η帧(η<Ν1)数量的视频帧后，将后继的插队帧发送给该观众。下面以一个具体的例子来进行说明假设一个视频如码流S表示为S I0 P1 Ρ99 IlOO PlOl Ρ 02···Ρ 9θ码流S中，字母I和P分别表示各帧的编码类型，下标数字表示各帧在视频流中的编码和显示顺序。假设服务器端编码和发送的视频流的GOP长度为100帧，整个视频共200帧，并设插队帧间隔为20 (注这里只是假设其中一种情况以便于表述。具体应用中插队帧的间隔既可由编码器端任意指定，也可以不固定，即一个GOP中任何一个P帧都可以成为插队帧， 只要符合N2 < Nl <一个图像组的所有视频帧数量即可)，则服务器需要发送的码流记为码流S’，例如S Io Pl fV"Pl9 C2O P22*** P39 C40 P4I P42*** P99 Ι 00···Ρ 99在S’中，字母I和P分别表示各帧的编码类型；C帧属于特殊的P帧，特殊在它只参考本GOP的I帧；下标数字表示各帧在视频流中的编码和显示顺序。在S’所示的例子中，采用插队方法进行编码，以第一个GOP为例，插队帧为IpC, C4Q、C6(1、C8(1，插队间隔为20，也就是新观众等待的最长时间不会超过接收并解码20帧图像的时间。若新观众从服务器接收的能够正确解码视频流记为码流N’ ；某新观众在插队方法编出的码流S’的P18处发出切入视频流的请求，则该观众能从编码器正确接收到的码流N’ 为N I0 C20 P21 P22*** P39 C40 P41 P42*** P99 IlOO PlOl Pl02···由于C^1仅参考Itl,不参考P19，因此解码器即使没有收到P1 P19，也可以正确解码 C20及其之后的视频图像。对比N:I100P101 P102和N，I0 C20 P21 P22...P39 C40 P41 P42…P99 I100 P101 P102...,不难看出在新观众发出切入视频流的时间点相同的情况下，传统方法需要新观众等待82帧， 而插队方法只需新观众等待2帧，大大缩短了新观众的等待时间。为了验证本发明提供的方法，进行了如下实验(1)实验1-1 将传统编码方法命名为traditionall，而本发明方法则命名为 cut-in。对摄像头不动的3个200帧CIF格式视频文件进行编码。traditional」和cut-in 编码器设置如下(I)GOP = 100，帧率 lOfps，码率 100Kbps。(2)码流中不含B帧。(3) cut-in和traditional」的区别仅在于cut_in编码器每20帧发一个插队帧 (C 帧)。实验1-1 的设置和 S:I。P1 P2-P99 I100 P101 P102…P199 及 S，I0 P1 P2-P19 C20 P21 P22--P39 C40 P41 P42-P99 Ilt …P199所示例子相同，实验对应的数据见表1-1。在该表中，图像经过“编码一解码”后重建的质量以YUV三分量的峰值信噪比(PSNR)表示。
视频编码文件大小Y-PSNRU-PSNRV-PSNR
文件方案(KB)___
权利要求
1.一种减少播放等待时间的视频编码方法，其特征在于，该方法包括 接收视频流；为视频流的图像组设置至少一个P帧作为插队帧，设置所述插队帧为短期参考帧，为视频流的图像组设置一个I帧作为长期参考帧；参考当前图像组的长期参考帧对当前图像组的插队帧进行编码； 接收切入视频流的请求，将当前图像组的长期参考帧及插队帧进行反馈。
2.根据权利要求1所述的减少播放等待时间的视频编码方法，其特征在于，所述的“为视频流的图像组设置至少一个P帧作为插队帧”具体为设置参考帧的数量N2，2 < N2 < 5 ；所述参考帧包括短期参考帧和长期参考帧；设置插队帧间隔附；N2 < Nl <一个图像组的所有视频帧数量；接收到一个I帧后，图像组中除I帧外，从I帧起，每隔m帧的视频帧设置为插队帧。
3.根据权利要求减少播放等待时间的视频编码方法，其特征在于，所述的“将当前图像组的长期参考帧及插队帧进行反馈”具体为将当前缓冲区中所存在的I帧进行反馈，等待η帧(n < Ni)数量的视频帧后，将后继收到的插队帧进行反馈。
4.一种减少播放等待时间的视频编码装置，其特征在于，所述的装置包括接收单元、 编码单元、反馈单元；接收单元，用于接收视频流；第一编码编码单元包括第二编码单元、第三编码单元；第二编码单元，用于为视频流的图像组设置至少一个P帧作为插队帧，设置所述插队帧为短期参考帧；为视频流的图像组设置一个I帧作为长期参考帧；第三编码单元，用于参考当前图像组的长期参考帧对当前图像组的插队帧进行编码； 反馈单元，用于接收切入视频流的请求，将当前图像组的长期参考帧及插队帧进行反馈。
5.根据权利要求4所述的减少播放等待时间的视频编码装置，其特征在于，所述的第二编码单元包括参考帧设置单元、插队帧设置单元；参考帧设置单元，用于设置参考帧的数量Ν2，2 < Ν2 < 5 ；所述参考帧包括短期参考帧和长期参考帧；插队帧设置单元，用于设置插队帧间隔附；N2 < Nl <一个图像组的所有视频帧数量； 接收到一个I帧后，图像组中除I帧外，从I帧起，每隔m帧的视频帧设置为插队帧。
6.根据权利要求4所述的减少播放等待时间的视频编码装置，其特征在于，所述的反馈单元具体包括1帧反馈单元、插队帧反馈单元；I帧反馈单元，用于将当前缓冲区中所存在的I帧进行反馈；插队帧反馈单元，用于等待η帧(n < Ni)数量的视频帧后，将后继收到的插队帧进行反馈。
7.一种减少播放等待时间的视频编码系统，其特征在于，所述的终端包括权利要求4 至6其中之一的减少播放等待时间的视频编码装置。
全文摘要
本发明提供一种减少播放等待时间的视频编码方法，该方法包括接收视频流；为视频流的图像组设置至少一个P帧作为插队帧，设置所述插队帧为短期参考帧，为视频流的图像组设置一个I帧作为长期参考帧；参考当前图像组的长期参考帧对当前图像组的插队帧进行编码；接收切入视频流的请求，将当前图像组的长期参考帧及插队帧进行反馈。综上所述，本发明通过预置插队帧，并且设置插队帧只参考当前GOP的I帧，并且在反馈新观众的插入请求时，将当前GOP的I帧和插队帧反馈给新观众，使得新观众能够快速的接入当前视频流，极大的减少了新观众的等待时间。
文档编号H04N7/26GK102378008SQ20111034115
公开日2012年3月14日 申请日期2011年11月2日 优先权日2011年11月2日
发明者曾嘉亮, 钟似玢 申请人:深圳市融创天下科技股份有限公司