[发明专利]多过程最优化编转码系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频编解码领域，尤其是指一种多过程最优化编转码系统及方法。

背景技术

在高质量视频转码和编码产业领域，系统和芯片开发商会想尽办法来提高自己的视频质量和压缩效率以获得市场竞争力，如如何优化多过程编码和转码，通过多过程系统提供的高质量视频和低带宽来吸引客户，并以此获取更大的利润空间；系统使用者和服务供应商也在不断的寻求找到更高视频质量、进一步减少码率带宽、具有多过程编码/转码特征的产品，更愿意购买性能、质量、带宽效率更高的产品。

传统的多过程编码方案是使用多个过程的第一个过程，向前获取编码信息、比特数据和即将接收的图像特征，随后通过下一个过程提高质量，即多个过程编码连续进行。

传统的多过程编码方案有以下几个缺点：1.它会造成长编码延时，这一延时随编码过程(阶段)数量的改变而改变，并且当操作员改变编码过程数量时，所提供的服务和网络也会发生变化；2.因为视频具有时域的相关性，并且缓存器的空间也是有限的，所以过长的前向预测是不必要的；3.后续的编码过程收效甚微；4.传统结构会产生冗余并且不灵活，具有脆弱性，在编码过程的任何阶段都可能产生错误动作并且这些错误会造成累加；5.传统多过程编码系统的硬件或软件实现不易于改变和提高。

发明内容

为了解决常规的多过程编转码方法效率低的问题，本发明提出了一种多过程最优化编转码系统及方法，性能、质量、带宽效率更高，编码/转码结果更好，非常易于配置并且非常灵活，既可用于高视频质量的4K和超高清应用，也可用于超高效带宽的移动视频应用。

本发明所采用的技术方案是：一种多过程最优化编转码系统，包括若干个并行编码器、一个前瞻缓冲器和一个二次编码器，所述前瞻缓冲器的输入端与并行编码器的输出端连接，前瞻缓冲器的输出端与二次编码器的输入端连接。

其中，若干个并行编码器用于对原始图像同时进行编码，前瞻缓冲器用于对 第一编码阶段得到的若干个初次编码结果进行最优化选择，二次编码器根据最优化选择阶段所获得的最优编码路径继续编码，获得最终编码结果。

在上述基础上，本发明的另一技术方案是：一种多过程最优化编转码方法，包括如下步骤：

(1)第一编码阶段：由若干个并行编码器对原始图像同时进行编码，即多过程编码，得到初次编码结果；

(2)最优化选择阶段：前瞻缓冲器对第一编码阶段得到的若干个初次编码结果进行最优化选择，获得最优编码路径；

(3)第二编码阶段：由二次编码器根据最优化选择阶段所获得的最优编码路径继续编码，获得最终编码结果。

本发明具有灵活、编码延时可预测、功能多样、易于应用等诸多特性，针对不同内容的最优化过程以及灵活的比特率和编码控制，性能、质量、带宽效率更高，编码/转码结果更好。

作为优选，所述步骤(1)中的并行编码器和步骤(3)中的二次编码器的编码方式均为H.265、H.264、MPEG-2或AVS的任意一种。目前国际视频压缩标准HEVC(H.265)、H.264、MPEG-2和国内AVS各版本都可应用于本发明的步骤(1)中的并行编码器和步骤(3)中的二次编码器。

作为优选，所述步骤(1)中，并行编码器的数量为3个。

作为优选，所述步骤(2)的最优化选择包括如下步骤：

a.收集视频特征：根据第一编码阶段各并行编码器的每一帧的编码结果，定义N为原始图像和第一编码阶段后图像的总像素数，p_i、分别为原始图像和第一编码阶段后图像中像素i的像素值，i为像素的序号，原始图像包含M_B个模块，原始图像信道频域的频带总数为N_F，t是画面帧的时间，分别计算距离绝对值和SAD、像素均值M_p、像素方差值V_p、信道频域绝对值Φ_F(f,t)、信道频域方差σ_F(f,t)及运动向量值MV(x,y)，其中：距离绝对值和

像素均值

像素方差值

信道频域绝对值

信道频域方差

s_j(f,t)为频域离散傅里叶变换函数，

式(4)、式(5)和式(6)中，{f＝0,1,...,N_F-1}，f为频带序数，j为模块序数，