CN112492349A - 视频编码控制方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供视频编码控制方法、装置、设备和存储介质，所述方法包括：检测当前的视频编码模式：如当前的视频编码模式为VBR编码模式，确定该模式下当前所编码视频的平均码率并判断该平均码率是否达到码率上限值，如达到则将当前的视频编码模式设置为CBR编码模式，如未达到则继续确定该模式下后续所编码视频的平均码率并判断其是否达到码率上限值；在确定并判断视频码率达到一码率上限值后将视频编码模式进行重新设置，选用CBR编码模式进行编码控制，以稳定码率对动态复杂的视频画面进行编码，所编码视频流畅清晰，利用CBR模式所带来的优点填补VBR模式下的不足，有效解决了VBR模式下的码率不稳定和视频内容出现呼吸效应和马赛克的问题。

Description

视频编码控制方法、装置、设备和存储介质

技术领域

本发明涉及视频编码领域，更具体地，涉及视频编码控制方法、装置、设备和存储介质。

背景技术

视频编码指指通过压缩技术，将原始视频格式的文件转换成另一种视频格式文件的方式，视频编码的常见模式有恒定码率编码控制模式(CBR)和可变码率编码控制模式(VBR)，码率控制是指对视频编码过程的比特率进行控制，可约束视频码流(码率)在各个时刻的瞬时功率。

在CBR模式下进行视频编码时，会以恒定码率进行视频编码，在这一编码过程中所输出的码率总是处于一个稳定值，该模式的优点是视频编码的码率较为稳定，不会由于码率的上下浮动而产生画质变差、画面模糊等的问题，但缺点是需占用较多的网络带宽，没有有效利用网络带宽，对视频内容无差别处理，缺少对视频内容多变性的考虑，灵活度低。

在VBR模式下进行视频编码时，码率会根据视频内容的不同而不同，即采用可变的码率进行视频编码，该模式的优点是由于考虑到了视频内容的多变性，因此所输出的视频内容的视觉质量较为稳定，视频基本流畅且清晰，灵活度高，这也是该模式现在成为最常用的视频编码控制模式的原因。但该模式也存在缺点，由于所输出码率的大小受控于视频内容，如视频内容的场景过于复杂，会导致码率在短时间内变化过于频繁，由此所编码的视频画面会出现呼吸效应和马赛克现象。

综上所述，如果对CBR模式和VBR模式都设置相同的码率上限，CBR模式下编码的视频的平均图像质量更好，但比较浪费带宽，例如对于静态简单画面的场景来说只需要较低的码率就能达到较高的图像质量，但在CBR模式下对依然会产生较高的码率进行编码。VBR模式下编码的平均码率较低，有效利用了带宽，但VBR模式对于动态复杂的场景码率变化太频繁，视频画面容易产生呼吸效应和马赛克。

由此可见，上述的两种编码控制模式各有优缺点，但现有技术中尚未实现在有效利用网络的前提下保证所编码的动态复杂的视频内容的清晰度和流畅度。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供视频编码控制方法、装置、设备和存储介质，用于在保留CBR模式和VBR模式各自的优点的同时，解决CBR模式下浪费带宽、灵活度低以及VBR模式下码率变化过于频繁的问题。

本发明采用的技术方案为：

一种视频编码控制方法，所述方法包括：检测当前的视频编码模式：如当前的视频编码模式为VBR编码模式，确定该模式下当前所编码视频的平均码率并判断该平均码率是否达到码率上限值，如达到则将当前的视频编码模式设置为CBR编码模式，如未达到则继续确定该模式下后续所编码视频的平均码率并判断其是否达到码率上限值。

本发明提供的视频编码控制方法在检测到当前视频编码模式为VBR编码模式时，确定在VBR编码模式下所编码视频的平均码率，通过判断该平均码率是否达到码率上限值确定是否进行视频编码模式的重新设置。由于在VBR编码模式下视频码率的变化是可变的，当视频画面场景为静态简单画面时，所编码的视频码率较低，当视频画面场景较为复杂时相应视频码率会较高，但在视频画面场景为动态复杂画面时，VBR编码模式下的视频码率除了会较高外，还会由于画面的切换过快和复杂而导致码率变化太过频繁，从而造成码率不稳定且视频内容出现呼吸效应和马赛克的问题。

因此，本发明提供的方法在确定并判断视频码率达到一码率上限值后将视频编码模式进行重新设置，视频码率达到码率上限值即表明当前视频内容较为复杂，需要采用较高且稳定的码率进行视频编码，则应选用CBR编码模式进行编码控制，该模式下所编码视频的码率为恒定码率，对动态复杂的视频画面进行视频编码时保持码率的稳定能够保证所编码视频流畅清晰，利用CBR模式稳定码率的优点填补VBR模式的不足，有效解决了VBR模式下的码率不稳定和视频内容出现呼吸效应和马赛克的问题。如码率未达到码率上限值，则继续在VBR编码模式下控制视频编码，并继续对后续的视频的码率进行确定和判断，确保码率在达到码率上限值时能够及时对视频编码模式进行重新设置。

进一步，所述方法还包括：如当前的视频编码模式为CBR编码模式，确定该模式下当前所编码视频的视频质量并判断该视频质量是否达到质量上限阈值，如达到则将当前的视频编码模式设置为VBR编码模式；如未达到则继续确定该模式下后续所编码视频的视频质量并判断其是否达到质量上限阈值。

当检测到当前视频编码模式为CBR编码模式时，确定在CBR编码模式下所编码视频的视频质量，通过判断该视频质量是否达到质量上限阈值确定是否进行视频编码模式的重新设置。CBR编码模式对视频编码的码率控制为恒定码率，即无论视频画面复杂与否，动态或静态与否，对所有视频画面无差别地采用同一码率进行编码，如背景技术所述，其优点是能够保证码率的稳定，如恒定码率较高，则能够保证动态复杂的视频的流畅清晰，但缺点是对于静态或简单的画面采用较高码率会导致网络带宽的浪费。因此，本发明提供的方法将视频质量与一质量上限阈值进行比较，如视频内容的视频质量已达到质量上限阈值，则表示该视频内容的视频质量过高，相当于表示该视频内容未达到该视频质量相应的视频复杂程度，但如继续以较高的恒定码率保持较高的视频质量则会浪费网络带宽和网络资源，因此将视频编码模式改选用为VBR编码模式，对于复杂程度较低的视频内容采用VBR编码模式进行编码控制，码率可根据视频内容自动调整，则能够在有效利用网络带宽的情况下保持视频内容的清晰流畅，利用VBR模式下的优点填补CBR模式下的不足。

进一步，如达到则将当前的视频编码模式设置为CBR编码模式之后，还继续检测当前的视频编码模式，根据检测的结果执行相应的操作；如达到则将当前的视频编码模式设置为VBR编码模式之后，还继续检测当前的视频编码模式，根据检测的结果执行相应的操作。

结合上述技术方案中VBR编码模式与CBR编码模式之间的切换，在视频编码模式从一种编码模式如VBR模式设置为另一种编码模式如CBR模式后，需要持续对CBR编码模式下编码视频的视频质量进行监控，当达到CBR模式下的视频质量的上限条件时则将视频编码模式设置为VBR编码模式，同理，在VBR模式下也需要持续对编码视频的平均码率进行监控，从而能够及时在达到平均码率的上限条件时将视频编码模式设置为CBR模式，使两种模式在发挥其优点的同时避开自身的缺点，也使整个编码过程既能有效利用带宽，且能保证视频内容流畅清晰。

进一步，所述平均码率为VBR模式下所编码视频的至少一个画面组的平均码率。画面组作为视频编码的基本编码单位，在本发明提供的方法中作为每次确定平均码率的基本单位，在设置为VBR编码模式进行视频编码后，对至少一个画面组的平均码率进行统计和计算，再将计算得到的平均码率与码率上限值进行比较。利用基本编码单位即画面组的平均码率作为判断比较的对象，使整个判断过程更加精准。

进一步，所述视频质量为CBR编码模式下所编码视频的至少一个画面组的视频质量。同理于上一技术方案，利用基本编码单位即画面组的视频质量作为判断比较的对象会更加准确。

本发明采用的技术方案还为：

一种视频编码控制装置，数据处理模块，用于检测当前的视频编码模式，如检测到当前的视频编码模式为VBR编码模式，确定在该模式下当前所编码视频的平均码率并判断该平均码率是否达到码率上限值，并继续确定该模式下后续所编码视频的平均码率并判断其是否达到码率上限值；模式设置模块，用于在所述数据处理模块判定所述平均码率达到所述码率上限值时，将当前的视频编码模式设置为CBR编码模式。

进一步，所述数据处理模块还用于在检测到当前的视频编码模式为CBR编码模式时，确定该模式下所编码视频的视频质量并判断该视频质量是否达到质量上限阈值，并继续确定该模式下后续所编码视频的视频质量并判断其是否达到质量上限阈值；所述模式设置模块还用于在所述数据处理模块判定所述视频质量达到质量上限标准时，将当前的视频编码模式设置为VBR编码模式。

进一步，所述平均码率为VBR模式下所编码视频的至少一个画面组的平均码率，和/或所述视频质量为CBR模式下所编码视频的至少一个画面组的视频质量。

本发明采用的技术方案还为：

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的视频编码控制方法。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的数据处理方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：对于动态复杂的视频内容设置CBR编码模式进行视频编码的控制，使编码过程码率保持稳定，所编码视频流畅清晰；对于复杂程度不高的视频内容设置VBR编码模式进行视频编码的控制，在有效利用网络带宽的前提下保持编码视频的清晰和流畅。

附图说明

图1为本发明的实施例中视频编码控制方法的流程示意图。

图2为本发明的实施例中视频编码控制方法的优选方案的流程示意图。

具体实施方式

本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种视频编码控制方法，所述方法包括：

S0：检测当前的视频编码模式：如当前的视频编码模式为VBR编码模式，执行步骤S1；

S1：确定该模式下当前所编码视频的平均码率并判断该平均码率是否达到码率上限值，如达到则将当前的视频编码模式设置为CBR编码模式，如未达到则重复执行步骤S1确定后续所编码视频的平均码率并判断其是否达到码率上限值。

执行步骤S0，检测到当前视频编码模式，如检测到为VBR编码模式时，执行步骤S1，确定在VBR编码模式下所编码视频的平均码率，通过判断该平均码率是否达到码率上限值确定是否进行视频编码模式的转换。由于在VBR编码模式下视频码率的变化是可变的，当视频画面场景为静态简单画面时，所编码的视频码率较低，当视频画面场景较为复杂时相应视频码率会较高，但在视频画面场景为动态复杂画面时，VBR编码模式下的视频码率除了会较高外，还会由于画面的切换过快和复杂而导致码率频繁地变化，从而造成码率不稳定且视频内容出现呼吸效应和马赛克的问题。

因此，本实施例提供的方法在步骤S1中确定并判断视频码率达到一码率上限值后将视频编码模式进行重新设置，码率上限值为默认值或人为的预设值，当码率达到码率上限值时，即表明当前视频内容较为复杂，需要采用较高且稳定的码率进行视频编码，否则将会出现码率频繁变化的问题，因此应该将视频编码模式设置为CBR编码模式进行编码控制，CBR编码模式下所编码视频的码率为恒定码率，对动态复杂的视频画面进行视频编码时保持码率的稳定能够保证所编码视频流畅清晰。

如码率未达到码率上限值，则继续在VBR编码模式下控制视频编码，并通过重复执行步骤S1对后续的视频的码率进行确定和判断，确保码率在达到码率上限值时能够及时对视频编码模式进行重新设置。该过程利用了CBR模式所带来的优点填补VBR模式下的不足，有效解决了VBR模式下的码率不稳定和视频内容出现呼吸效应和马赛克的问题。

具体地，在执行步骤S0前可初始化视频编码模式为VBR编码模式或CBR编码模式，由于VBR编码模式下以可变码率进行视频编码，灵活度较高，优选初始化视频编码模式为VBR编码模式。

具体地，在步骤S1中确定所编码视频的平均码率时，所述平均码率为所编码视频的至少一个画面组的平均码率。画面组为视频编码中的基本编码单位，在步骤S1中作为每次确定平均码率的基本单位，在设置为VBR编码模式进行视频编码后，对至少一个画面组的平均码率进行统计和计算，再将计算得到的平均码率与码率上限值进行比较。以多个画面组的平均码率作为所编码视频的平均码率为例，在步骤S1中，确定VBR模式下所编码视频的多个画面组的平均码率，判断多个画面组的平均码率是否达到码率上限值，如达到则将当前的视频编码模式设置为CBR编码模式，如未达到则重复执行步骤S1，假设前述的多个画面组为三个画面组，则重复执行步骤S1时确定紧接该三个画面组的后三个画面组的平均码率，作为所编码视频的平均码率，并将后三个画面组的平均码率重新与码率上限值进行比较，在达到码率上限条件时及时设置为CBR编码模式。优选地，平均码率为编码视频的一个画面组的平均码率，则在步骤S1中，确定VBR模式下所编码视频的一个画面组的平均码率，并将该画面组的平均码率与码率上限值进行比较，如未达到码率上限值则重复执行步骤S1，确定紧接该一个画面组的后一个画面组的平均码率作为所编码视频的平均码率，并将后一个画面组的平均码率重新与码率上限值进行比较，这一优选方案能够保证每个画面组得到检测，在码率达到上限值时及时设置为CBR模式进行编码。

进一步，步骤S0中，如检测到当前的视频编码模式为CBR编码模式时，执行步骤S2；

S2：确定该模式下当前所编码视频的视频质量并判断该视频质量是否达到质量上限阈值，如达到则将当前的视频编码模式设置为VBR编码模式；如未达到则继续确定该模式下后续所编码视频的视频质量并判断其是否达到质量上限阈值。

当在步骤S0中检测到当前视频编码模式为CBR编码模式时，执行步骤S2，确定在CBR编码模式下所编码视频的视频质量，通过判断该视频质量是否达到质量上限阈值确定是否进行视频编码模式的重新设置。视频质量指视频经过编码后不失真的程度，可以利用对于视频质量进行计算和评分的通用标准确定视频质量，如利用编码前后视频内容的结构相似度(SSIM)来表示所编码视频的视频质量。

在CBR编码模式的控制下视频编码的码率为恒定码率，即无论视频画面复杂与否，动态或静态与否，对所有视频画面无差别地采用同一码率进行编码，如恒定码率设定较高，则能够保证动态复杂的视频的流畅清晰，但缺点是对于静态或简单的画面采用较高码率会导致网络带宽的浪费。因此，在步骤S2中将视频质量与一质量上限阈值进行比较，质量上限阈值为默认值或人为预设值，该阈值的取值范围取决于在确定视频质量时所用的通用标准，作为示例说明，如采用结构相似度作为视频质量的量化标准，则对应的质量上限阈值的取值范围在0～1之间，而具体的取值取决于质量上限阈值指代的含义：如视频内容的视频质量已达到质量上限阈值，则表示该视频内容的视频质量过高，相当于表示该视频内容未达到该视频质量相应的视频复杂程度，由此可见，质量上限阈值的含义为视频内容的复杂度对应的视频质量的上限(最大)值，如用结构相似度作为示例说明，质量上限阈值表示的是视频内容的复杂度对应的上限(最大)结构相似度，一般上限(最大)结构相似度可定为0.7～0.9之间的数值。如视频质量达到质量上限阈值，如继续以较高的恒定码率保持较高的视频质量会浪费带宽和网络资源，因此将视频编码模式改选用为VBR编码模式，对于复杂程度较低的视频内容采用VBR编码模式进行编码控制，码率可根据视频内容自动调整，则能够在有效利用网络带宽的情况下保持视频内容的清晰流畅。如视频质量未达到质量上限阈值，继续在CBR编码模式下控制视频编码，并通过重复执行步骤S2对后续视频的视频质量进行确定和判断，确保视频质量在达到质量上限阈值时能够及时对视频编码模式进行重新设置。该过程利用了VBR模式所带来的优点填补CBR模式下的不足，有效解决了CBR模式下对视频内容的单一处理，浪费带宽的问题。

具体地，在步骤S2中确定所编码视频的视频质量时，所述视频质量为所编码视频的至少一个画面组的视频质量，关于画面组作为判断比较的基本单位在步骤S1的具体方案中已有对应描述，在此不再赘述。

优选地，如图2所示，步骤S1中“如达到则将当前的视频编码模式设置为CBR编码模式”之后，重新执行步骤S0；步骤S2中“如达到则将当前的视频编码模式设置为VBR编码模式”之后，重新执行步骤S0。

在步骤S1中，如将视频编码模式从VBR模式设置为CBR模式后，通过步骤S0转至步骤S2对CBR编码模式下编码视频的视频质量进行监控，当在步骤S2中判定达到视频质量的上限条件时将视频编码模式设置为VBR编码模式，同理，在设置为VBR编码模式后，重新执行步骤S0转至步骤S1对VBR模式下编码视频的平均码率进行监控，在步骤S1中判定达到平均码率的上限条件时将视频编码模式设置为CBR模式，通过对两种模式的持续检测、确定和在条件满足时相互切换，使两种模式在发挥其优点的同时避开自身的缺点，也使整个编码过程既能有效利用带宽，且能保证视频内容流畅清晰。

本实施例的整体方法执行过程为：执行步骤S0：检测当前的视频编码模式；如检测到的视频编码模式为VBR编码模式，执行步骤S1：确定该模式下当前所编码视频至少一个画面组的平均码率并判断该平均码率是否达到码率上限值，如达到则将当前的视频编码模式设置为CBR编码模式，并重新执行步骤S0转至步骤S2对CBR模式下所编码的视频进行计算和判断，如未达到则重复执行步骤S1确定后续画面组所编码视频的平均码率并判断其是否达到码率上限值；执行步骤S2：确定该模式下当前所编码视频的至少一个画面组的视频质量并判断该视频质量是否达到质量上限阈值，如达到则将当前的视频编码模式设置为VBR编码模式，并重新执行步骤S0转至步骤S1对VBR模式下所编码的视频进行计算和判断；如未达到则继续确定该模式下后续画面组所编码视频的视频质量并判断其是否达到质量上限阈值。在执行过程中，两种模式在发挥其优点的同时避开自身的缺点，使整个编码过程既能平均码率较低但稳定，有效利用网络带宽的同时保持了视频的流畅和清晰。

基于与上述视频编码控制方法相同的思想，本实施例还提供视频编码控制装置，该装置可用于执行上述视频编码控制方法，装置可为任何适用的视频编码器，视频编码器可为硬件芯片内置的硬件编码器或软件编码器。

视频编码控制装置中包括数据处理模块和模式设置模块，数据处理模块用于检测当前的视频编码模式，如检测到当前的视频编码模式为VBR编码模式，确定在该模式下当前所编码视频的平均码率并判断该平均码率是否达到码率上限值，并继续确定该模式下后续所编码视频的平均码率并判断其是否达到码率上限值。模式设置模块用于在数据处理模块判定所述平均码率达到所述码率上限值时，将当前的视频编码模式设置为CBR编码模式。

进一步，数据处理模块还用于在检测到当前的视频编码模式为CBR编码模式时，确定该模式下所编码视频的视频质量并判断该视频质量是否达到质量上限阈值，并继续确定该模式下后续所编码视频的视频质量并判断其是否达到质量上限阈值。相应地，模式设置模块还用于在数据处理模块判定所述视频质量达到质量上限标准时，将当前的视频编码模式设置为VBR编码模式。

进一步，数据处理模块所确定的平均码率为VBR模式下所编码视频的至少一个画面组的平均码率，和/或，数据处理模块所确定的视频质量为CBR模式下所编码视频的至少一个画面组的视频质量。

上述的视频编码控制装置的实施方式中，各功能模块的逻辑划分仅作为举例说明，实际应用中可根据需要，例如出于硬件的配置要求或软件的实现的考虑，将上述功能分配由不同的功能模块完成，即可对所述的视频编码控制模块的内部结构划分为与上述内容不同的功能模块，但能够完成以上描述的全部功能。其次，上述示例的视频编码控制装置的各模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本实施例前述的视频编码控制方法基于同一构思，其原理和所带来的技术效果与前述的视频编码控制方法相同，具体内容可参见方法实施方式的叙述，此处不再赘述。

基于与上述视频编码控制方法相同的思想，本实施例还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述视频编码控制方法。

本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所提及的任一种数据处理方法。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种视频编码控制方法，其特征在于，所述方法包括：

检测当前的视频编码模式：

如当前的视频编码模式为VBR编码模式，确定该模式下当前所编码视频的平均码率并判断该平均码率是否达到码率上限值，如达到则将当前的视频编码模式设置为CBR编码模式，如未达到则继续确定该模式下后续所编码视频的平均码率并判断其是否达到码率上限值。

2.根据权利要求1所述的视频编码控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

如当前的视频编码模式为CBR编码模式，确定该模式下当前所编码视频的视频质量并判断该视频质量是否达到质量上限阈值，如达到则将当前的视频编码模式设置为VBR编码模式；如未达到则继续确定该模式下后续所编码视频的视频质量并判断其是否达到质量上限阈值。

3.根据权利要求2所述的视频编码控制方法，其特征在于，

如达到则将当前的视频编码模式设置为CBR编码模式之后，还继续检测当前的视频编码模式，根据检测的结果执行相应的操作；

如达到则将当前的视频编码模式设置为VBR编码模式之后，还继续检测当前的视频编码模式，根据检测的结果执行相应的操作。

4.根据权利要求1～3任一项所述的视频编码控制方法，其特征在于，所述平均码率为VBR编码模式下所编码视频的至少一个画面组的平均码率。

5.根据权利要求2或3任一项所述的视频编码控制方法，其特征在于，所述视频质量为CBR编码模式下所编码视频的至少一个画面组的视频质量。

6.一种视频编码控制装置，其特征在于，包括：

数据处理模块，用于检测当前的视频编码模式，如检测到当前的视频编码模式为VBR编码模式，确定在该模式下当前所编码视频的平均码率并判断该平均码率是否达到码率上限值，并继续确定该模式下后续所编码视频的平均码率并判断其是否达到码率上限值；

模式设置模块，用于在所述数据处理模块判定所述平均码率达到所述码率上限值时，将当前的视频编码模式设置为CBR编码模式。

7.根据权利要求6所述的视频编码控制装置，其特征在于，所述数据处理模块还用于在检测到当前的视频编码模式为CBR编码模式时，确定该模式下所编码视频的视频质量并判断该视频质量是否达到质量上限阈值，并继续确定该模式下后续所编码视频的视频质量并判断其是否达到质量上限阈值；

所述模式设置模块还用于在所述数据处理模块判定所述视频质量达到质量上限标准时，将当前的视频编码模式设置为VBR编码模式。

8.根据权利要求6或7任一项所述的视频编码控制装置，其特征在于，所述平均码率为VBR模式下所编码视频的至少一个画面组的平均码率，和/或所述视频质量为CBR模式下所编码视频的至少一个画面组的视频质量。

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～5任一项所述的视频编码控制方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1～5任一项的数据处理方法。

Images