CN102045572B

CN102045572B - 一种视频数据编码方法及其编码装置

Info

Publication number: CN102045572B
Application number: CN 200910180024
Authority: CN
Inventors: 范文杰; 梁立伟; 吴钊
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2009-10-22
Filing date: 2009-10-22
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2029-10-22
Also published as: CN102045572A

Abstract

本发明公开了一种视频数据编码方法，包括：获得对当前帧进行编码时所需的视频数据；根据预设方式判断当前帧的下一帧是否需要编码为视频关键帧；确定当前帧的下一帧需要编码为视频关键帧时，按照预设的降码率方式将获得的视频数据编码为视频预测帧。这样，在进行视频通讯时，发送端内的编码装置按照预设方式确定某一时刻的视频数据需要编码为视频关键帧时，先对其前一时刻传输的视频数据进行降码率编码，以平衡在所述某一时刻编码视频关键帧时，所增加的数据传输量；从而有效避免了码字冲击现象的发生，进而保证了视频通讯系统的服务稳定性，提升了视频通讯服务的质量。

Description

一种视频数据编码方法及其编码装置

技术领域

本发明涉及视频通讯领域，特别涉及一种视频数据编码方法及其编码装置。

背景技术

在视频通讯过程中，为保证画面质量，视频编码器都会以一定频率将待编码的视频数据编码为视频关键帧(也称为I帧)，其余时刻的待编码数据将被编码为视频预测帧(也称为P帧或B帧)。视频关键帧中保存有对应于一个画面的完整的视频数据，而视频预测帧则用于对视频关键帧或前一视频预测帧进行调整，从而获得新的画面。

现有技术下，视频通讯领域所采用的各种视频编码器都是基于混合编码框架，而采用该编码框架存在的一个固有问题就是：对视频关键帧包含的图像进行编码所产生的比特数，要大大超过对视频预测帧包含的图像进行编码所产生的比特数。这样，在传输编码后的视频关键帧时，就很容易因为传输的数据量过大而对通讯信道产生码字冲击；而码字冲击的直接后果便是令发送端采用的针对视频编码的码率控制算法的精确性变差，从而使视频通讯过程中传输的图像质量下降，严重时还可能造成网络拥塞或加重拥塞程度，进而间接导致了视频通讯过程中的丢包和误码现象的产生。

目前，为克服上述缺陷，业界采用的一个通行解决方案是：在编码一个视频关键帧包含的图像之后，跳过若干帧，即不对该若干帧包含的图像编码。但是，该解决方案是属于一种后处理方法，即在码字冲击发生后才采取的应急处理措施；显然，该解决方案并不能避免码字冲击现象的发生，而只是在码字冲击现象发生后，尽量降低码字冲击对信道造成的影响，并且该解决方案是以降低帧率为代价的，如果连续跳过的帧数过多则可能造成视频画面跳变，影响视频通讯系统的服务质量。

有鉴于此，需要提供一种新的视频编码方法，以减少视频通讯过程中信道码字冲击现象的发生。

发明内容

本发明实施例提供一种视频编码方法及其编码装置，用以减少视频传输过程中对信道造成的码字冲击。

本发明实施例提供的具体技术方案如下：

一种视频数据编码方法，其特征在于，

获得对当前帧进行编码时所需的视频数据；

根据预设方式判断当前帧的下一帧是否需要编码为视频关键帧，判断方式包括：根据预设的关键帧编码间隔获知当前帧的下一帧到达预设的关键帧编码时刻时，确定需要将当前帧的下一帧编码为视频关键帧；获知本地得到接收端发送的视频更新请求消息的时刻为编码当前帧的时刻时，确定需要将当前帧的下一帧编码为视频关键帧。

确定当前帧的下一帧需要编码为视频关键帧时，按照预设的降码率方式将获得的视频数据编码为视频预测帧。

一种编码装置，包括：

获取单元，用于获得对当前帧进行编码时所需的视频数据；

判断单元，用于根据预设方式判断当前帧的下一帧是否需要编码为视频关键帧，判断方式包括：根据预设的关键帧编码间隔获知当前帧的下一帧到达预设的关键帧编码时刻时，确定需要将当前帧的下一帧编码为视频关键帧；获知本地得到接收端发送的视频更新请求消息的时刻为编码当前帧的时刻时，确定需要将当前帧的下一帧编码为视频关键帧。

编码单元，用于确定当前帧的下一帧需要编码为视频关键帧时，按照预设的降码率方式将获得的视频数据编码为视频预测帧。

本发明实施例中，在进行视频通讯时，发送端内的编码装置按照预设的关键帧编码间隔确定某一时刻的视频数据需要编码为视频关键帧时，先对其前一时刻的待编码视频数据进行降码率编码，以平衡在所述某一时刻编码视频关键帧时所增加的数据传输量；并且在接收到接收端发送的VFU请求时，立即对接收到VFU请求的时刻的待编码视频数据进行降码率编码，以平衡在下一时刻编码视频关键帧时，所增加的数据传输量，从而有效避免了码字冲击现象的发生，也避免了视频通讯系统陷入由于码字冲击现象所导致的视频通讯质量持续恶劣的恶性循环，进而保证了视频通讯系统的服务稳定性，提升了视频通讯服务的质量，也明显提高了用户体验

附图说明

图1为本发明实施例中视频通讯双方示意图；

图2为本发明实施例中发送端包含的编码装置功能结构示意图；

图3为本发明实施例中发送端内的编码装置对视频流数据进行编码流程图。

具体实施方式

在视频通讯过程中，为了减少发送端传输的视频数据对信道造成的码字冲击，本发明实施例中，视频数据的发送端内的编码装置获得对当前帧进行编码时所需的视频数据后，根据预设方式判断当前帧的下一帧是否需要编码为视频关键帧；并在确定当前帧的下一帧需要编码为视频关键帧时，按照预设的降码率方式将获得的视频数据编码为视频预测帧。

本实施例中，编码装置根据预设方式判断当前帧的下一帧是否需要编码为视频关键帧时，包括：根据预设的关键帧编码间隔获知当前帧的下一帧到达预设的关键帧编码时刻时，确定需要将当前帧的下一帧编码为视频关键帧，或者，获知本地得到接收端发送的视频更新请求消息的时刻为编码当前帧的时刻时，确定需要将当前帧的下一帧编码为视频关键帧。

上述两种判断方式可以分别使用，也可以结合使用，本实施例将以结合使用的方式进行介绍

下面结合附图，对本发明优选的实施方式进行详细说明。

参阅图1所示，本发明实施例中，提供视频通讯服务的系统内包括发送端和接收端，所述发送端内包含有用于对视频数据进行编码的编码装置10，该编码装置10通过用户接口获得本地产生的视频数据，并按照预设的关键帧编码间隔对获得的视频数据进行编码如，每10帧编码一个视频关键帧。因此，编码装置10根据各帧所处的编码位置就可以预先获知每一帧是否需要编码成视频关键帧。

参阅图2所示，本发明实施例中，编码装置10包括获取单元100、判断单元101和编码单元102，其中，

获取单元100，用于获得对当前帧进行编码时所需的视频数据；

判断单元101，用于根据预设方式判断当前帧的下一帧是否需要编码为视频关键帧；

编码单元102，用于确定当前帧的下一帧需要编码为视频关键帧时，按照预设的降码率方式将获得的视频数据编码为视频预测帧。

基于上述装置，参阅图3所示，本发明实施例中，发送端内的编码装置10对本地产生的视频数据进行编码的详细流程如下：

步骤300：获得对当前帧进行编码时所需要的视频数据。

步骤310：根据预设的编码频率判断当前帧的下一帧是否需要编码为视频关键帧，若是，则执行步骤330，否则，执行步骤320。

例如，若当前为T时刻，则根据预设的编码频率判断在T+1时刻编辑的视频数据是否为视频关键帧。

步骤320：判断当前时刻是否接收到接收端发来的视频更新请求消息(VFU)？若是，则进行步骤330；否则，进行步骤350。

实际应用中，接收端在获知本地接收的视频数据质量不佳时，会通过发送VFU请求来通知发送端重新强制编辑视频关键帧，以提高传输的视频数据的质量。因此，发送端的编码装置10接收到接收端发送的VFU请求时，无论下一帧是否将按预设的关键帧编码间隔编码为视频关键帧，都会将其强制编码为视频关键帧，以保证视频通讯的质量。

步骤330：将当前帧包含的视频数据以降码率方式编码为视频预测帧，并发送给接收端，接着，进行步骤340。

本实施例中，编码装置10预测到下一帧为视频关键帧后，要将当前待编码的视频数据以降码字方式进行编码，这是因为视频关键帧包含的是对应于一画面的完整的视频数据，要保证其画面质量，因此不应将其以降码率方式进行编码，所以需要将其前一帧包含的视频数据以降码率方式进行编码，从而在一定程度上平衡以正常码率编码后的视频关键帧在传输时所产生的数据量，进而有效地避免了码字冲击现象的发生。

本实施例中，对视频数据以降码率方式进行编码的方法包含但不限于：

1、按照设定数值加大视频编码过程中的量化参数，以实现降码率编码；

2、以skip方式对待编码视频数据进行编码，以实现降码率编码；

3、增大宏块重要性判定门限，对低于重要性门限值的宏块采用更大的量化参数编码或不进行编码；

4、在当前帧中禁用帧内宏块更新机制。

步骤340：获取编码下一帧所需要的视频数据，并将其以预设的码率编码为视频关键帧，再将其发送给接收端，接着，进行步骤370。

步骤350：将当前帧包含的视频数据以预设的码率编码为视频预测帧，接着，进行步骤360。

步骤360：获取编码下一帧所需要的视频数据，并将其以预设的码率编码为视频预测帧，再将其发送给接收端，接着，进行步骤370。

步骤370：继续对后续的视频数据进行编码。

例如，假设当前时刻为T时刻，那么对T+1时刻的视频数据编码完毕后，要继续对T+2时刻、T+3时刻......的视频数据按照步骤300-步骤360记载的方式进行编码，在此不再赘述。

基于上述实施例，下面以一具体的实施例进行说明。假设发送端中的编码装置10以预先设定的频率对视频数据进行编码，并确定在t1时刻需要编码视频关键帧，则编码装置10先对在t1时刻的前一时刻传输的视频数据，以加大量化参数等方式进行编码，形成相应的视频预测帧；接着，编码装置10在对t1时刻将传输的视频数据按照正常的码率编码为视频关键帧；此时，发送端接收到接收端在t2时刻发出VFU请求，并且经过T时间的延迟，在t3时刻到达发送端，则编码装置10对在t3时刻传输的视频数据以加大量化参数等方式进行编码，形成相应的视频预测帧，并将在下一时刻，即t4时刻发送的视频数据以预设的码率编码为视频关键帧。

综上所述，本发明实施例中，在进行视频通讯时，发送端内的编码装置按照预设频率确定某一时刻的视频数据需要编码为视频关键帧时，先对其前一时刻传输的视频数据进行降码率编码，以平衡在所述某一时刻编码视频关键帧时所增加的数据传输量；并且在接收到接收端发送的VFU请求时，立即对接收到VFU请求的时刻传输的视频数据进行降码率编码，以平衡在下一时刻编码视频关键帧时，所增加的数据传输量，从而有效避免了码字冲击现象的发生，也避免了视频通讯系统陷入由于码字冲击现象所导致的视频通讯质量持续恶劣的恶性循环，进而保证了视频通讯系统的服务稳定性，提升了视频通讯服务的质量，也明显提高了用户体验

显然，本领域的技术人员可以对本发明中的实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明实施例中的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明中的实施例也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种视频数据编码方法，其特征在于，

获得对当前帧进行编码时所需的视频数据；

根据预设方式判断当前帧的下一帧是否需要编码为视频关键帧；判断方式包括：根据预设的关键帧编码间隔获知当前帧的下一帧到达预设的关键帧编码时刻时，确定需要将当前帧的下一帧编码为视频关键帧；获知本地得到接收端发送的视频更新请求消息的时刻为编码当前帧的时刻时，确定需要将当前帧的下一帧编码为视频关键帧。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按照预设的降码率方式将获得的视频数据编码为视频预测帧时，包括：采用加大量化参数的方式将获得的视频数据编码为视频预测帧。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按照预设的降码率方式将获得的视频数据编码为视频预测帧时，包括：采用skip方式将获得的视频数据编码为视频预测帧。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按照预设的降码率方式将获得的视频数据编码为视频预测帧时，包括：增大宏块重要性判定门限，对低于重要性门限值的宏块采用更大的量化参数编码或不进行编码。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按照预设的降码率方式将获得的视频数据编码为视频预测帧时，包括：在当前帧中禁用帧内宏块更新机制。

6.一种编码装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获得对当前帧进行编码时所需的视频数据；

7.如权利要求6所述的编码装置，其特征在于，所述编码单元按照预设的降码率方式将获得的视频数据编码为视频预测帧时，采用加大量化参数的方式将获得的视频数据编码为视频预测帧。

8.如权利要求6所述的编码装置，其特征在于，所述编码单元按照预设的降码率方式将获得的视频数据编码为视频预测帧时，采用skip方式将获得的视频数据编码为视频预测帧。

9.如权利要求6所述的编码装置，其特征在于，所述编码单元按照预设的降码率方式将获得的视频数据编码为视频预测帧时，增大宏块重要性判定门限，对低于重要性门限值的宏块采用更大的量化参数编码或不进行编码。

10.如权利要求6所述的编码装置，其特征在于，所述编码单元按照预设的降码率方式将获得的视频数据编码为视频预测帧时，在当前帧中禁用帧内宏块更新机制。