[發明專利]一種監控視頻的可伸縮濃縮編碼方法和裝置

有效

• 申請號: 201410328538.5
• 申請日: 2014-07-10
• 公開（公告）號: CN105306945B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 周立國;廖文娟;楊健偉;魯健飛;李子青;王師崢
• 申請（專利權）人: 北京創鑫匯智科技發展有限責任公司;江蘇物聯網研究發展中心;王師崢
• 主分類號: H04N19/31
• 分類號: H04N19/31;H04N7/18
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張華輝

本發明關于一種監控視頻的可伸縮濃縮編碼方法,包括以下步驟：對待編碼的監控視頻進行分析，獲得待編碼的監控視頻的每幀中運動對象的區域信息和映射信息；確定待編碼的監控視頻中各幀的不同區域所對應的編碼優先級，將需要在濃縮視頻中顯示的區域作為編碼優先級高的區域，將不需要在濃縮視頻中顯示的區域作為編碼優先級低的區域；對各幀中優先級高的區域進行基本層編碼，獲得基本層碼流；基于ROI的時域可伸縮編碼，對各幀中優先級低的區域進行增強層編碼，獲得增強層碼流；復合編碼后的基本層碼流和增強層碼流，生成可伸縮碼流，完成編碼。借由本發明，不僅能夠實現對監控視頻的靈活有效的編碼，還能夠提高原始監控視頻和濃縮視頻的存儲效率。

技術領域

本發明涉及監控視頻編碼領域，特別是涉及一種監控視頻的可伸縮濃縮編碼方法和裝置。

背景技術

隨著科技的發展，監控視頻的應用越來越普遍，監控視頻的相關技術也越來越豐富，例如可伸縮濃縮瀏覽技術、基于ROI(ROI，即region of interest，感興趣區域))的時域可伸縮編碼技術等。

在監控視頻的可伸縮編碼領域，傳統的可伸縮編碼技術包括時域可伸縮編碼技術、空域可伸縮編碼技術和質量可伸縮編碼技術。具體的，借由時域可伸縮編碼技術，用戶可以根據網絡帶寬的大小、終端解碼器的計算能力等來獲得不同幀率的視頻流。通常，時域可伸縮編碼技術中包含兩個類別的碼流：時域基本層碼流和時域增強層碼流，前者包含基本幀率，后者包含增強層與基本層視頻的殘差。解碼端收到基本層碼流后，可以解碼出一個低幀率的視頻序列，而當網絡帶寬大于某個閾值的時候，用戶可以收到增強層碼流，和基本層碼流一起解碼，獲得更高幀率的視頻序列。另外，基本層的編碼采用基本層的幀來預測參考，采用I幀或P幀編碼類型；增強層由B幀構成，最高層B幀不作其它幀的參考幀。當帶寬減小時，可以任意對時域增強層B幀進行丟棄，并不會影響基本層的正確解碼，且一個增強層由于使用前一個基本層作為參考幀，不會因為前面增強層的丟失而影響解碼。但是，這種時域可伸縮編碼技術沒有打破幀的框架，只能針對整幀進行時域增強，不能針對感興趣區域優化幀率調整。

ROI是指某一幀或某一序列中最為觀看者所關注的區域。不同于傳統的幀級時域可伸縮編碼技術，基于ROI的時域可伸縮編碼技術不再以整幀作為時域可伸縮編碼的最小單位，而是以ROI前景以及非ROI背景作為時域可伸縮的編碼單位。以兩層碼流結構為例，基本層標記為第0層，增強層標記為第1層。傳統的幀級時域可伸縮編碼技術，會在增強層中對中間插入的幀進行整幀編碼，而在基于ROI的時域可伸縮編碼技術中，只在增強層中對ROI區域進行編碼，背景部分都可以跳過；而在解碼端，基本層可以解碼出背景信息，增強層的背景信息直接用基本層的背景信息所替代。在這種編解碼結構中，由于在時域層次上降低了背景部分的資源占用，所以在同等碼率限制下，可以傳輸更多的ROI時域增強層，提高解碼序列的視覺連貫性。

此外，實現ROI的標記是進行基于ROI的視頻編碼的基礎，為了能夠既實現ROI的靈活標記又能夠和現有的視頻編碼框架與標準兼容，研究人員常采用基于靈活宏塊順序FMO(FMO，即Flexible Macroblock Ordering)的ROI標記方法。FMO最初是作為一種容錯方法在H.264視頻編碼標準提案中提出(參考文獻：“Advanced Video Coding For GenericAudiovisual Services,”ITU-T Recommendation H.264/AVC(2005))，FMO通過定義6種固定的模板和1種自定義模板，實現了將一幀中不同位置的宏塊按空間位置關系劃分到不同的片組中去，每個片組獨立解碼，不同片的宏塊不能用于自身片中做預測參考，不同的片組被包含在不同的NAL(Network Abstract Layer)單元中，從而減弱了相同片宏塊之間的空間相關性，增強了不同片宏塊之間的空間相關性，增加了解碼端錯誤掩蓋時可以使用的信息量，提高了錯誤隱藏的有效性。具體的，利用FMO的功能，對于給定的視頻序列，將感興趣區域作為前景部分，劃分為獨立的片組，而背景作為剩下的片組。由于各個片組相互獨立，所以能夠方便的丟棄背景區域信息并實現ROI區域的重點編碼，這在面向安防監控的視頻編碼應用中尤為方便、有效。