CN113660491B - 编码方法、编码装置、存储介质及电子设备 - Google Patents

编码方法、编码装置、存储介质及电子设备 Download PDF

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Abstract

本公开实施方式涉及编码方法、编码装置、存储介质与电子设备，涉及图像处理技术领域。所述编码方法包括：根据当前帧的类型，更新当前编码周期内目标帧的数目；当前帧的类型包括目标帧和非目标帧；响应于当前编码周期内目标帧的数目大于第一预设帧数且当前编码周期内已编码帧的数目大于第二预设帧数，根据第一码率对当前帧进行编码处理，并结束当前编码周期；响应于当前编码周期内目标帧的数目大于第一预设帧数且当前编码周期内已编码帧的数目不大于第二预设帧数，根据第二码率对当前帧进行编码处理；第一码率高于根据当前网络性能所确定的参考码率，第二码率低于上述参考码率。本公开能够在不影响视频体积的同时，提升编码后的视频质量。

Description

编码方法、编码装置、存储介质及电子设备
技术领域
本公开的实施方式涉及图像处理技术领域，更具体地，本公开的实施方式涉及编码方法、编码装置、计算机可读存储介质及电子设备。
背景技术
本部分旨在为权利要求中陈述的本公开的实施方式提供背景或上下文，此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
视频码率就是数据传输时单位时间传送的数据位数，通俗一点的理解就是取样率，单位时间内取样率越大，精度就越高，处理出来的文件就越接近原始文件。目前，一般是使用CBR(Constant Bit Rate，恒定比特率)方式来对视频进行编码，使用CBR编码时，比特率基本保持恒定。
发明内容
然而，当视频画面比较复杂的情况下，目前的编码方法会导致编码后的画质损失比较大，画面模糊，视频质量较差。
为此，非常需要一种编码方法，可以改善视频画质，提升编码后的视频质量。
在本上下文中，本公开的实施方式期望提供一种编码方法、编码装置、计算机可读存储介质及电子设备。
根据本公开实施方式的第一方面，提供一种编码方法，包括：根据当前帧的类型，更新当前编码周期内目标帧的数目；所述当前帧的类型包括目标帧和非目标帧；响应于所述当前编码周期内目标帧的数目大于第一预设帧数且所述当前编码周期内已编码帧的数目大于第二预设帧数，根据第一码率对所述当前帧进行编码处理，并结束所述当前编码周期；响应于所述当前编码周期内目标帧的数目大于所述第一预设帧数且所述当前编码周期内已编码帧的数目不大于所述第二预设帧数，根据第二码率对所述当前帧进行编码处理；其中，所述第一码率高于根据当前网络性能所确定的参考码率，所述第二码率低于所述根据当前网络性能所确定的参考码率。
在一种可选的实施方式中，所述方法还包括：响应于所述当前编码周期内目标帧的数目不大于所述第一预设帧数且所述当前编码周期内已编码帧的数目大于第三预设帧数，根据所述第一码率对所述当前帧进行编码处理，并结束所述当前编码周期；其中，所述第三预设帧数大于所述第二预设帧数。
在一种可选的实施方式中，所述方法还包括：响应于所述当前编码周期内目标帧的数目不大于所述第一预设帧数且所述当前编码周期内已编码帧的数目不大于所述第三预设帧数，根据所述第二码率对所述当前帧进行编码处理。
在一种可选的实施方式中，所述第二码率通过以下方式确定：根据预设缩小比例对所述参考码率进行缩小处理，得到所述第二码率。
在一种可选的实施方式中，所述第一码率通过以下方式确定：在所述当前编码周期内，获取所述当前帧的前N个已编码帧；获取各所述已编码帧的实际码率与所述参考码率之间的码率差值；根据N个所述码率差值和所述参考码率，确定所述第一码率；其中，N为大于所述第二预设帧数且小于所述第三预设帧数的正整数。
在一种可选的实施方式中，所述根据N个所述码率差值和所述参考码率，确定所述第一码率，包括：获取N个所述码率差值的第一累加值；获取所述第一累加值与所述参考码率的乘积；获取所述乘积与所述参考码率的第二累加值，并将所述第二累加值确定为所述第一码率。
在一种可选的实施方式中，所述当前帧的类型通过以下方式确定：对所述当前帧进行显著性检测，以获得显著性区域的面积；响应于所述显著性区域的面积大于预设面积阈值，确定所述当前帧为所述目标帧；响应于所述显著性区域的面积不大于所述预设面积阈值，确定所述当前帧为所述非目标帧。
在一种可选的实施方式中，所述当前帧的类型通过以下方式确定：对所述当前帧进行运动检测，以获取所述当前帧中是否包含运动目标；响应于所述当前帧中包含所述运动目标，确定所述当前帧为所述目标帧；响应于所述当前帧中不包含所述运动目标，确定所述当前帧为所述非目标帧。
在一种可选的实施方式中，所述当前帧的类型通过以下方式确定：对所述当前帧进行背景检测，以获取所述当前帧中的背景区域和前景区域；检测所述前景区域与所述背景区域是否存在相对运动；响应于所述前景区域与所述背景区域存在相对运动，确定所述当前帧为所述目标帧；响应于所述前景区域与所述背景区域不存在相对运动，确定所述当前帧为所述非目标帧。
根据本公开实施方式第二方面，提供一种编码装置，包括：帧类型检测模块，用于根据当前帧的类型，更新当前编码周期内目标帧的数目；所述当前帧的类型包括目标帧和非目标帧；第一编码模块，用于响应于所述当前编码周期内目标帧的数目大于第一预设帧数且所述当前编码周期内已编码帧的数目大于第二预设帧数，根据第一码率对所述当前帧进行编码处理，并结束所述当前编码周期；第二编码模块，用于响应于所述当前编码周期内目标帧的数目大于所述第一预设帧数且所述当前编码周期内已编码帧的数目不大于所述第二预设帧数，根据第二码率对所述当前帧进行编码处理；其中，所述第一码率高于根据当前网络性能所确定的参考码率，所述第二码率低于所述根据当前网络性能所确定的参考码率。
在一种可选的实施方式中，所述第一编码模块，被配置为：响应于所述当前编码周期内目标帧的数目不大于所述第一预设帧数且所述当前编码周期内已编码帧的数目大于第三预设帧数，根据所述第一码率对所述当前帧进行编码处理，并结束所述当前编码周期；其中，所述第三预设帧数大于所述第二预设帧数。
在一种可选的实施方式中，所述第二编码模块，被配置为：响应于所述当前编码周期内目标帧的数目不大于所述第一预设帧数且所述当前编码周期内已编码帧的数目不大于所述第三预设帧数，根据所述第二码率对所述当前帧进行编码处理。
在一种可选的实施方式中，所述第二编码模块，被配置为：根据预设缩小比例对所述参考码率进行缩小处理，得到所述第二码率。
在一种可选的实施方式中，所述第一编码模块，被配置为：在所述当前编码周期内，获取所述当前帧的前N个已编码帧；获取各所述已编码帧的实际码率与所述参考码率之间的码率差值；根据N个所述码率差值和所述参考码率，确定所述第一码率；其中，N为大于所述第二预设帧数且小于所述第三预设帧数的正整数。
在一种可选的实施方式中，所述第一编码模块，被配置为：获取N个所述码率差值的第一累加值；获取所述第一累加值与所述参考码率的乘积；获取所述乘积与所述参考码率的第二累加值，并将所述第二累加值确定为所述第一码率。
在一种可选的实施方式中，所述帧类型检测模块，被配置为：对所述当前帧进行显著性检测，以获得显著性区域的面积；响应于所述显著性区域的面积大于预设面积阈值，确定所述当前帧为所述目标帧；响应于所述显著性区域的面积不大于所述预设面积阈值，确定所述当前帧为所述非目标帧。
在一种可选的实施方式中，所述帧类型检测模块，被配置为：对所述当前帧进行运动检测，以获取所述当前帧中是否包含运动目标；响应于所述当前帧中包含所述运动目标，确定所述当前帧为所述目标帧；响应于所述当前帧中不包含所述运动目标，确定所述当前帧为所述非目标帧。
在一种可选的实施方式中，所述帧类型检测模块，被配置为：对所述当前帧进行背景检测，以获取所述当前帧中的背景区域和前景区域；检测所述前景区域与所述背景区域是否存在相对运动；响应于所述前景区域与所述背景区域存在相对运动，确定所述当前帧为所述目标帧；响应于所述前景区域与所述背景区域不存在相对运动，确定所述当前帧为所述非目标帧。
根据本公开实施方式的第三方面，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第一方面所述的编码方法。
根据本公开实施方式的第四方面，提供一种电子设备，包括：处理器；以及存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述第一方面所述的编码方法。
根据本公开实施方式的编码方法、编码装置、计算机可读存储介质及电子设备，通过根据每个编码周期内目标帧的数目，确定每个编码周期内视频画面的复杂度，在视频画面足够复杂的前提(目标帧的数目大于第一预设帧数)下，同时还需要满足已编码帧的数目大于第二预设帧数，才会以数值较高的第一码率进行编码，若已编码帧的数目不大于第二预设帧数，则会以数值较小的第二码率进行编码。从而，一方面，本公开能够解决CBR编码中根据恒定码率进行编码所导致的当视频画面比较复杂时，编码后的画面损失比较大、视频质量较差的技术问题，提升编码后的视频质量。另一方面，本公开能够解决ABR(AverageBit Rate，恒定平均码率)编码中一旦检测出视频画面较为复杂，则以高码率进行编码所导致的视频画面卡顿、网络延迟较大的问题，实现在不影响视频体积的前提下，提升编码后的视频质量。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，其中：
图1示出了CBR编码的示意图；
图2示出了根据本公开实施方式的一种编码方法的流程图；
图3示出了根据本公开实施方式的一种确定当前帧的类型的流程图；
图4示出了根据本公开实施方式的另一种确定当前帧的类型的流程图；
图5示出了根据本公开实施方式的又一种确定当前帧的类型的流程图；
图6示出了根据本公开实施方式的编码方法的子流程图；
图7示出了根据本公开实施方式的确定第一码率的流程图；
图8示出了根据本公开实施方式的一种编码方法的整体流程图；
图9示出了根据本公开实施方式的另一种编码方法的整体流程图；
图10示出了根据本公开实施方式的编码方法的示意图；
图11示出了根据本公开实施方式的一种编码装置的示意图；
图12示出了根据本公开实施方式的电子设备的结构图。
在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
具体实施方式
下面将参考若干示例性实施方式来描述本公开的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本公开，而并非以任何方式限制本公开的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本领域技术人员知道，本公开的实施方式可以实现为一种***、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。
根据本公开的实施方式，提供一种编码方法、编码装置、计算机可读存储介质及电子设备。
在本文中，附图中的任何元素数量均用于示例而非限制，以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制含义。
下面参考本公开的若干代表性实施方式，详细阐述本公开的原理和精神。
发明概述
本发明人发现，目前的编码方法由于仅根据设定的恒定码率来进行编码，导致在视频画面比较复杂时，编码后的画质损失比较大，视频质量较差。
鉴于上述内容，本公开的基本思想在于：提供一种编码方法、编码装置、计算机可读存储介质及电子设备，通过根据每个编码周期内目标帧的数目，确定每个编码周期内视频画面的复杂度，在视频画面足够复杂的前提(目标帧的数目大于第一预设帧数)下，同时还需要满足已编码帧的数目大于第二预设帧数，才会以数值较高的第一码率进行编码，若已编码帧的数目不大于第二预设帧数，则会以数值较小的第二码率进行编码。从而，一方面，本公开能够解决CBR编码中根据恒定码率进行编码所导致的当视频画面比较复杂时，编码后的画面损失比较大、视频质量较差的技术问题，提升编码后的视频质量。另一方面，本公开能够解决ABR编码中一旦检测出视频画面较为复杂，则以高码率进行编码所导致的视频画面卡顿、网络延迟较大的问题，实现在不影响视频体积的前提下，提升编码后的视频质量。
在介绍了本公开的基本原理之后，下面具体介绍本公开的各种非限制性实施方式。
应用场景总览
需要注意的是，下述应用场景仅是为了便于理解本公开的精神和原理而示出，本公开的实施方式在此方面不受任何限制。相反，本公开的实施方式可以应用于适用的任何场景。
本公开的实施方式支持在视频直播与视频通信场景中，对输入视频流中每一帧视频图像的类型进行检测，当检测出来当前帧为目标帧时，更新当前编码周期内检测出来的目标帧数目，进而，响应于当前编码周期内目标帧的数目大于第一预设帧数且所述当前编码周期内已编码帧的数目大于第二预设帧数，根据第一码率(第一码率高于根据当前网络性能所确定的参考码率)对所述当前帧进行编码处理，并结束所述当前编码周期，进入下一编码周期。响应于所述当前编码周期内目标帧的数目大于所述第一预设帧数且所述当前编码周期内已编码帧的数目不大于所述第二预设帧数，根据第二码率(第二码率低于根据当前网络性能所确定出来的参考码率)对所述当前帧进行编码处理。
示例性方法
在相关技术中，一些实施例采用以下两种编码方法：
①CBR编码。在视频直播与视频通信场景下，常需要根据网络状况来调整视频码率，为保证视频的稳定传输，引入CBR的码率控制方式。CBR是一种码率优先的编码方式，根据设定好的目标码率，CBR算法会实时调节编码视频的QP(quant parameter，量化参数，量化是视频编码中的一个重要步骤，量化值QP越大则量化的粒度越高，压缩率越大，码率更小，视频质量越低，呈现出来就是马赛克比较大，画面不细腻，画面比较模糊。反之，压缩率低，码率大，质量高，画面细腻，细节丰富)。当设定的目标码率低于当前编码码率时，会调大待编码帧的QP，达到降低编码码率的目的，当设定的目标码率高于当前编码码率时，会调小待编码帧的QP，达到提高编码码率的目的。图1示出了CBR编码方式的示意图，参考图1可知，CBR编码中码率基本保持恒定。
②ABR编码。在视频点播场景或视频直播场景中，会采用ABR的编码方式，ABR码率控制方式中会根据设定码率维持一段时间内的码率恒定，会根据视频的复杂程度分配不同的码率，对于较为复杂的帧，会分配更多的码率，提高复杂帧的编码质量，对于比较简单的帧，会分配较少的码率，使得视频的整体质量可控。
然而，上述方法存在以下缺陷：
在CBR编码中，由于仅根据设定的目标码率来调节视频编码码率，导致在视频画面比较复杂时，会出现编码后的画质损失比较大，视频画面主观效果较差。另一方面，由于CBR为维持一段时间内的码率恒定，某一帧中的编码损失和编码错误会随着参考关系出现传递，造成一段时间内的视频效果较差，表现为画面模糊，块效应明显的情况，而这种编码损失和编码错误在目标码率基本恒定的情况下，很难通过提升目标码率的方式来消除。
在ABR编码中，会综合一段时间内的视频帧的复杂程度，给复杂程度不同的视频帧分配不同的码率。对于一段时间内较为复杂的视频画面，会导致短时间内视频码率高于设定的目标码率，而码率与视频体积成正比，码率过高，会导致网络传输中视频帧率下降，表现为视频画面卡顿，网络延迟大。在实时性要求高的视频通信场景中，过大的网络延迟会明显影响用户体验。同时，ABR相较于CBR编码方式，复杂度较高，用户端的编码压力较大，会导致CPU(Central Processing Unit，中央处理器)开销增加，功耗增加，所以ABR编码一般应用于服务器编码中，在用户端应用范围不广。
为此，非常需要一种编码方法，可以在不影响视频体积的前提下，提高视频的显示质量。
本公开的示例性实施方式首先提供一种编码方法。图2示出了该编码方法的示例性流程，可以包括以下步骤S210-步骤S230：
在步骤S210中，根据当前帧的类型，更新当前编码周期内目标帧的数目。
在本实施方式中，可以对当前帧进行检测，以确定当前帧的类型(当前帧的类型包括目标帧和非目标帧)，进而，在检测出当前帧为目标帧时，将当前编码周期内目标帧的数目加一，在检测出当前帧为非目标帧时，将当前编码周期内目标帧的数目保持不变。
举例而言，以当前编码周期内已经检测出来的目标帧的数目为3为例进行说明，则在检测出当前帧为目标帧时，可以将当前编码周期内目标帧的数目更新为4，在检测出当前帧为非目标帧时，将当前编码周期内目标帧的数目保持为3。
其中，输入视频中可以包含多个图像帧，每帧代表一幅静止的图像，进而，当前时刻正在检测或处理的图像即为上述当前帧。
上述目标帧可以是至少满足以下条件之一的图像帧：当前帧中的显著性区域的面积大于预设面积阈值、当前帧中包含运动目标、当前帧的前景区域与背景区域存在相对运动。相应的，在当前帧不满足上述目标帧的条件时，可以确定当前帧为非目标帧。
在步骤S220中，响应于当前编码周期内目标帧的数目大于第一预设帧数且当前编码周期内已编码帧的数目大于第二预设帧数，根据第一码率对当前帧进行编码处理，并结束当前编码周期。
在本实施方式中，在检测出当前编码周期内目标帧的数目大于第一预设帧数且当前编码周期内已编码帧的数目大于第二预设帧数时，可以根据第一码率，基于H.264或H.265编码器对上述当前帧进行编码处理。从而，本公开能够在视频画面较为复杂的前提下，只有当已编码帧的数目大于第二预设帧数时，才根据第一码率对当前帧进行编码，避免持续高码率进行编码所导致的视频文件体积过大、播放卡顿的技术问题，减少由于延时导致的视频卡顿，优化用户的观看感受。
在根据第一码率编码完该当前帧之后，可以跳转至下一编码周期(即将目标帧的数目置零，并将已编码帧的数目置零)。由此可见，本公开中的当前编码周期是非固定帧数的周期，每个编码周期均以根据第二码率编码的视频帧开始，以根据第一码率编码的视频帧终止，即每以第一码率编码一次，则结束当前编码周期，进入下一编码周期。
第一预设帧数即预先设置的目标帧的数目，示例性的，第一预设帧数可以是大于第二预设帧数，且小于第三预设帧数的数值，举例而言，当第二预设帧数为2帧，第三预设帧数为6帧时，则第一预设帧数可以设置为5帧，具体的数值可以根据实际情况自行设定，本公开对此不作特殊限定。通过设置第一预设帧数的判断条件，能够检测出当前编码周期内视频画面的复杂程度，即在当前编码周期内目标帧的数目大于第一预设帧数时，确定当前编码周期内的视频画面足够复杂。
第二预设帧数即预先设置的每个编码周期内已编码帧的数目阈值，例如：2帧，可以根据实际情况自行设定，本公开对此不作特殊限定。通过设置第二预设帧数的判断条件，能够将以第一码率编码的两帧图像间隔开来，避免持续性高码率编码所导致的视频画面卡顿、网络延迟大的问题，保证视频的传输速率。
第一码率高于根据当前网络性能所确定的参考码率。其中，网络性能可以是网络带宽(指在单位时间内能传输的数据量)、网络时延(指一个报文或分组从网络的一端传送到另一端所耗费的时间)、带宽时延积(指的是一个数据链路的能力与来回通信延迟的乘积)等，可以根据实际情况自行设定，本公开对此不作特殊限定。
在步骤S230中，响应于当前编码周期内目标帧的数目大于第一预设帧数且当前编码周期内已编码帧的数目不大于第二预设帧数，根据第二码率对当前帧进行编码处理。
在本实施方式中，在检测出当前编码周期内目标帧的数目大于第一预设帧数且当前编码周期内已编码帧的数目不大于(小于或等于)第二预设帧数时，可以根据第二码率对当前帧进行编码处理。
其中，第二码率低于根据当前网络性能所确定的参考码率。从而，本公开能够解决ABR编码中一旦检测出视频画面较为复杂，则以高码率进行编码所导致的视频画面卡顿、网络延迟较大的问题，同时还能够降低编码复杂度，降低用户端的编码压力，相比ABR编码方式而言，不会过多增加CPU的处理功耗，适用于用户端的编码过程中。
本公开通过根据每个编码周期内目标帧的数目，确定每个编码周期内视频画面的复杂度，在视频画面足够复杂的前提(目标帧的数目大于第一预设帧数)下，同时还需要满足已编码帧的数目大于第二预设帧数，才会以数值较高的第一码率进行编码，若已编码帧的数目不大于第二预设帧数，则会以数值较小的第二码率进行编码。从而，一方面，能够解决CBR编码中根据恒定码率进行编码所导致的当视频画面比较复杂时，编码后的画面损失比较大、视频质量较差的技术问题，提升编码后的视频质量。另一方面，能够解决ABR编码中一旦检测出视频画面较为复杂，则以高码率进行编码所导致的视频画面卡顿、网络延迟较大的问题，实现在不影响视频体积的前提下，提升编码后的视频质量。
在上述步骤S210中，在一种可选的实施方式中，可以通过显著性检测算法来确定当前帧的类型，具体的，参考图3，图3示出了根据本公开实施方式的一种确定当前帧的类型的流程图，包含步骤S301-步骤S303：
在步骤S301中，对当前帧进行显著性检测，以获得显著性区域的面积。
在本实施方式中，可以对当前帧进行显著性检测，以获得当前帧中的显著性区域的面积。其中，显著性区域即当前帧中最引人注目的目标对象所处的区域。
在步骤S302中，响应于显著性区域的面积大于预设面积阈值，确定当前帧为目标帧。
在本实施方式中，若上述显著性区域的面积大于预设面积阈值(预先设置的面积数值，可以根据实际情况进行数值更改，本公开对此不作特殊限定)，则可以确定当前帧为上述目标帧。
在步骤S303中，响应于显著性区域的面积不大于预设面积阈值，确定当前帧为非目标帧。
在本实施方式中，若上述显著性区域的面积不大于(即小于或等于)上述预设面积阈值，则可以确定当前帧为上述非目标帧。
在上述步骤S210中，在另一种可选的实施方式中，可以通过运动检测算法来确定当前帧的类型，具体的，参考图4，图4示出了根据本公开实施方式的另一种确定当前帧的类型的流程图，包含步骤S401-步骤S403：
在步骤S401中，对当前帧进行运动检测，以获取当前帧中是否包含运动目标。
在本实施方式中，可以采用运动目标检测算法对输入视频中的每一帧进行运动检测，以确定每帧图像中是否包含运动目标。运动目标即在输入视频的某几帧图像中所处的位置存在变化的动态对象。其中，上述运动检测算法可以是帧间差分法(即选取某一帧的图片，和需要识别的图像做减法)、背景差分法(对背景建模，将背景图像与需要识别的图片进行对比)、光流法(利用图像序列中像素在时间域上的变化以及相邻帧之间的相关性，根据上一帧与当前帧之间的对应关系，计算得到相邻帧之间物体的运动信息)，此外还有特征匹配法、KNN(K-Nearest Neighbor，最邻近分类算法，简称：KNN)及这些方法的变种(三帧差分、五帧差分)等，可以根据实际情况自行设定，本公开对此不作特殊限定。
在步骤S402中，响应于当前帧中包含运动目标，确定当前帧为目标帧。
本步骤中，当检测出当前帧中包含上述运动目标时，则可以确定当前帧的图像复杂度较高，即当前帧为上述目标帧。
在步骤S403中，响应于当前帧中不包含运动目标，确定当前帧为非目标帧。
本步骤中，当检测出当前帧中不包含上述运动目标时，则可以确定当前帧的图像复杂度较低，即当前帧为上述非目标帧。
在上述步骤S210中，在又一种可选的实施方式中，可以通过背景检测算法来确定当前帧的类型，具体的，参考图5，图5示出了根据本公开实施方式的又一种确定当前帧的类型的流程图，包含步骤S501-步骤S504：
在步骤S501中，对当前帧进行背景检测，以获取当前帧中的背景区域和前景区域。
在本实施方式中，可以对当前帧进行背景检测，以获取到当前帧中的背景区域和前景区域。其中，前景区域即图片中的主体目标(例如：人物)所在的区域。背景区域即除前景区域之外的区域，例如：外部环境等，起到衬托前景，协调色调等作用，一般位于前景之后。
在步骤S502中，检测前景区域与背景区域是否存在相对运动。
在本实施方式中，可以检测当前帧中前景区域和背景区域的相对位置，进而，检测当前帧的前一帧或后一帧中前景区域和背景区域的相对位置，将上述相对位置进行比对，以确定当前帧中前景区域和背景区域之间是否存在相对运动。
在步骤S503中，响应于前景区域与背景区域存在相对运动，确定当前帧为目标帧。
在步骤S504中，响应于前景区域与背景区域不存在相对运动，确定当前帧为非目标帧。
在上述步骤S220中，若当前编码周期内目标帧的数目不大于上述第一预设帧数，则可以参考图6，图6示出了根据本公开实施方式的编码方法的子流程图，包含步骤S601-S602：
在步骤S601中，响应于当前编码周期内目标帧的数目不大于第一预设帧数且当前编码周期内已编码帧的数目大于第三预设帧数，根据第一码率对当前帧进行编码处理，并结束当前编码周期。
在本实施方式中，在检测出当前编码周期内目标帧的数目不大于(小于或等于)上述第一预设帧数，且当前编码周期内已编码帧的数目大于第三预设帧数，则可以根据第一码率对当前帧进行编码处理，从而，能够在视频画面复杂程度较低的情况下，强制根据较高码率进行编码处理，以避免持续性低码率编码所导致的视频画面模糊，质量较低的技术问题，提升视频质量。
其中，上述第三预设帧数为预先设置的已编码帧的数目阈值，并且，上述第三预设帧数大于第二预设帧数。通过设置第三预设帧数的判断条件，能够将以第一码率编码的两帧图像的间隔限制在可控范围内，避免持续性低码率编码所导致的视频画面损失比较大，画质较差的技术问题，提升视频质量。
在步骤S602中，响应于当前编码周期内目标帧的数目不大于第一预设帧数且当前编码周期内已编码帧的数目不大于第三预设帧数，根据第二码率对当前帧进行编码处理。
在本实施方式中，在检测出当前编码周期内目标帧的数目不大于(小于或等于)第一预设帧数，并且，当前编码周期内已编码帧的数目不大于(小于或等于)第三预设帧数时，可以根据第二码率对当前帧进行编码处理，从而，能够在视频画面复杂程度较低的情况下，以数值较小的第二码率进行编码，保证每个编码周期内的码率较为均衡，不影响视频整体体积。
上述第二码率可以通过以下方式确定：根据预设缩小比例对参考码率进行缩小处理，得到第二码率，举例而言，当参考码率为1000，预设缩小比例(大于0小于1的数)为0.8时，则第二码率可以确定为：1000*0.8＝800。在确定出第二码率之后，鉴于第二码率低于上述参考码率，则可以对当前帧的QP和λ(率失真优化曲线的切线斜率，在率失真优化算法中，使用拉格朗日优化得到一条率失真曲线，在各个码率点与率失真曲线相切的直线斜率为λ值，以根据λ值衡量编码时的码率与损失)进行调整，以使得当前帧的编码码率达到上述第二码率。
具体的，不同的QP对应编码中不同的量化步长和率失真优化中的λ值，QP值越大，量化步长越大，λ越大，编出的码率越小，即QP与码率成反比关系，λ与码率成反比关系。因而，可以适当调大QP和λ，以降低当前帧的编码码率，使得当前帧的编码码率达到上述第二码率。
上述第一码率可以通过以下方式确定，参考图7，图7示出了根据本公开实施方式的确定第一码率的流程图，包含步骤S701-步骤S703：
在步骤S701中，在当前编码周期内，获取当前帧的前N个已编码帧。
在本实施方式中，N为大于第二预设帧数且小于第三预设帧数的正整数，则示例性的，以当前编码周期内，N取3为例进行说明。参考上述步骤S220的相关解释可知，本公开中每以第一码率编码一次，则会结束当前编码周期，进入下一编码周期，因此，当前帧的前N个已编码帧均是以第二码率编码的图像帧，即当前帧的前N个已编码帧的实际码率均为第二码率。
在步骤S702中，获取各已编码帧的实际码率与参考码率之间的码率差值。
在本实施方式中，参考上述步骤的相关解释可知，各个已编码帧的实际码率均为800，而参考码率为1000，从而，各个已编码帧的实际码率与参考码率之间的码率差值为1000-800＝200。
在步骤S703中，根据N个码率差值和参考码率，确定第一码率。
在本实施方式中，可以获取N个码率差值的第一累加值，200+200+200＝600，进而，获取第一累加值与参考码率的乘积，1000*600＝600000，进一步的，获取乘积与参考码率的第二累加值，600000+1000＝610000，并将第二累加值确定为第一码率。
在确定出上述第一码率之后，鉴于第一码率高于上述参考码率，并且，参考上述步骤的相关解释可知，QP与码率成反比关系，λ与码率成反比关系，因此，可以适当降低QP和λ，以使当前帧的编码码率达到上述第一码率。
从而，本公开能够将一个编码周期内根据第二码率编码的图像帧所节省的码率，用于根据第一码率进行编码的图像帧上面，从而保证视频整体的码率均衡，提高编码性能，避免视频整体的码率过高、视频体积过大的技术问题，节省视频所需的传输带宽，实现在不影响视频体积的前提下，提升编码后的视频质量。
图8示出了根据本公开实施方式的一种编码方法的整体流程图，包含步骤S801-S813：
在步骤S801中，开始；
在步骤S802中，初始化(将当前编码周期内检测出来的目标帧数目置零，将当前编码周期内的已编码帧数目置零，将当前编码周期内已编码帧节省的码率置零，将第二码率设置为当前参考码率乘以预设缩小比例)；
在步骤S803中，检测当前帧是否为目标帧(在当前帧中的显著性区域的面积大于预设面积阈值，和/或，当前帧中包含运动目标，和/或，当前帧的前景区域与背景区域存在相对运动时，确定当前帧为目标帧)；
若是目标帧，则进入步骤S804中，将目标帧的数目加一；
若不是目标帧，则直接进入步骤S805中，检测当前编码周期中目标帧的数目是否大于第一预设帧数(通过设置第一预设帧数的判断条件，能够检测出当前编码周期内视频画面的复杂程度)；
若大于第一预设帧数，则进入步骤S806中，判断已编码帧的数目是否大于第二预设帧数(通过设置第二预设帧数的判断条件，能够将以第一码率编码的两帧图像间隔开来)；
若大于第二预设帧数，则进入步骤S807中，根据第一码率(高于根据当前网络性能所确定的参考码率)对当前帧进行编码；
在步骤S808中，判断当前画面群是否遍历完成；
若遍历完成，则进入步骤S809，结束；否则，进入步骤S802。
在上述步骤S805之后，若目标帧数目不大于第一预设帧数，则进入步骤S810中，判断已编码帧的数目是否大于第三预设帧数(通过设置第三预设帧数的判断条件，能够将以第一码率编码的两帧图像的间隔限制在可控范围内)；若大于第三预设帧数，则进入步骤S807中；若不大于第三预设帧数，则进入步骤S811中，根据第二码率(低于根据当前网络性能所确定的参考码率)进行编码；
在步骤S812中，判断当前画面群是否遍历完成；若未完成，则进入步骤S813中，非目标帧数目加一；
若是，则进入步骤S809中，结束。
图9示出了根据本公开实施方式的另一种编码方法的整体流程图，参考图9：
在对输入视频流进行帧类型检测之后，可以更新当前编码周期内目标帧的数目；
响应于当前编码周期内目标帧的数目大于第一预设帧数且当前编码周期内已编码帧的数目大于第二预设帧数，根据第一码率对当前帧进行编码处理，并输出视频码流；
响应于当前编码周期内目标帧的数目大于第一预设帧数且当前编码周期内已编码帧的数目不大于第二预设帧数，根据第二码率对当前帧进行编码处理，并输出视频码流。
图10示出了根据本公开实施方式的编码方法的示意图，参考图10，图中的质量帧即为根据第一码率进行编码后的图像帧，非质量帧即为根据第二码率进行编码后的图像帧，相比图1中所示的恒定码率的CBR编码方式，本公开中能够实现码率的均衡分配，解决编码视频模糊和视频错误延续的问题，从而提高编码后视频的质量。
示例性装置
在介绍了本公开示例性实施方式的编码方法之后，接下来，参考图11对本公开示例性实施方式的编码装置进行说明。
图11示出了根据本公开实施方式的一种编码装置1100的示意图，编码装置1100，包括：
帧类型检测模块1110，用于根据当前帧的类型，更新当前编码周期内目标帧的数目；所述当前帧的类型包括目标帧和非目标帧；
第一编码模块1120，用于响应于所述当前编码周期内目标帧的数目大于第一预设帧数且所述当前编码周期内已编码帧的数目大于第二预设帧数，根据第一码率对所述当前帧进行编码处理，并结束所述当前编码周期；
第二编码模块1130，用于响应于所述当前编码周期内目标帧的数目大于所述第一预设帧数且所述当前编码周期内已编码帧的数目不大于所述第二预设帧数，根据第二码率对所述当前帧进行编码处理；其中，所述第一码率高于根据当前网络性能所确定的参考码率，所述第二码率低于所述根据当前网络性能所确定的参考码率。
在一种可选的实施方式中，第一编码模块1120，被配置为：
响应于所述当前编码周期内目标帧的数目不大于所述第一预设帧数且所述当前编码周期内已编码帧的数目大于第三预设帧数，根据所述第一码率对所述当前帧进行编码处理，并结束所述当前编码周期；
其中，所述第三预设帧数大于所述第二预设帧数。
在一种可选的实施方式中，所述第二编码模块1130，被配置为：
响应于所述当前编码周期内目标帧的数目不大于所述第一预设帧数且所述当前编码周期内已编码帧的数目不大于所述第三预设帧数，根据所述第二码率对所述当前帧进行编码处理。
在一种可选的实施方式中，所述第二编码模块1130，被配置为：
根据预设缩小比例对所述参考码率进行缩小处理，得到所述第二码率。
在一种可选的实施方式中，所述第一编码模块1120，被配置为：
在所述当前编码周期内，获取所述当前帧的前N个已编码帧；
获取各所述已编码帧的实际码率与所述参考码率之间的码率差值；
根据N个所述码率差值和所述参考码率，确定所述第一码率；
其中，N为大于所述第二预设帧数且小于所述第三预设帧数的正整数。
在一种可选的实施方式中，所述第一编码模块1120，被配置为：
获取N个所述码率差值的第一累加值；
获取所述第一累加值与所述参考码率的乘积；
获取所述乘积与所述参考码率的第二累加值，并将所述第二累加值确定为所述第一码率。
在一种可选的实施方式中，帧类型检测模块1110，被配置为：
对所述当前帧进行显著性检测，以获得显著性区域的面积；
响应于所述显著性区域的面积大于预设面积阈值，确定所述当前帧为所述目标帧；
响应于所述显著性区域的面积不大于所述预设面积阈值，确定所述当前帧为所述非目标帧。
在一种可选的实施方式中，帧类型检测模块1110，被配置为：
对所述当前帧进行运动检测，以获取所述当前帧中是否包含运动目标；
响应于所述当前帧中包含所述运动目标，确定所述当前帧为所述目标帧；
响应于所述当前帧中不包含所述运动目标，确定所述当前帧为所述非目标帧。
在一种可选的实施方式中，帧类型检测模块1110，被配置为：
对所述当前帧进行背景检测，以获取所述当前帧中的背景区域和前景区域；
检测所述前景区域与所述背景区域是否存在相对运动；
响应于所述前景区域与所述背景区域存在相对运动，确定所述当前帧为所述目标帧；
响应于所述前景区域与所述背景区域不存在相对运动，确定所述当前帧为所述非目标帧。
此外，本公开实施方式的其他具体细节在上述方法的发明实施方式中已经详细说明，在此不再赘述。
示例性存储介质
下面对本公开示例性实施方式的存储介质进行说明。
本示例性实施方式中，可以通过程序产品实现上述方法，如可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在设备，例如个人电脑上运行。然而，本公开的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用。
该程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RE等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言-诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言-诸如"C"语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(FAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
示例性电子设备
参考图12对本公开示例性实施方式的电子设备进行说明。
图12显示的电子设备1200仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图12所示，电子设备1200以通用计算设备的形式表现。电子设备1200的组件可以包括但不限于：至少一个处理单元1210、至少一个存储单元1220、连接不同***组件(包括存储单元1220和处理单元1210)的总线1230、显示单元1240。
其中，存储单元存储有程序代码，程序代码可以被处理单元1210执行，使得处理单元1210执行本说明书上述"示例性方法"部分中描述的根据本公开各种示例性实施方式的步骤。例如，处理单元1210可以执行如图2所示的方法步骤等。
存储单元1220可以包括易失性存储单元，例如随机存取存储单元(RAM)1221和/或高速缓存存储单元1222，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)1223。
存储单元1220还可以包括具有一组(至少一个)程序模块1225的程序/实用工具1224，这样的程序模块1225包括但不限于：操作***、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
总线1230可以包括数据总线、地址总线和控制总线。
电子设备1200也可以与一个或多个外部设备1300(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口1250进行。电子设备1200还包括显示单元1240，其连接到输入/输出(I/O)接口1250，用于进行显示。并且，电子设备1200还可以通过网络适配器1260与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器1260通过总线1230与电子设备1200的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备1200使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID***、磁带驱动器以及数据备份存储***等。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了装置的若干模块或子模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多单元/模块的特征和功能可以在一个单元/模块中具体化。反之，上文描述的一个单元/模块的特征和功能可以进一步划分为由多个单元/模块来具体化。
此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
虽然已经参考若干具体实施方式描述了本公开的精神和原理，但是应该理解，本公开并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益，这种划分仅是为了表述的方便。本公开旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。

Claims (20)

1.一种编码方法，其特征在于，包括：
根据当前帧的类型，更新当前编码周期内目标帧的数目；所述当前帧的类型包括目标帧和非目标帧；所述目标帧包括以下至少一种图像帧：显著性区域的面积大于预设面积阈值的图像帧、包含运动目标的图像帧、前景区域与背景区域存在相对运动的图像帧；
响应于所述当前编码周期内目标帧的数目大于第一预设帧数且所述当前编码周期内已编码帧的数目大于第二预设帧数，根据第一码率对所述当前帧进行编码处理，并结束所述当前编码周期；
响应于所述当前编码周期内目标帧的数目大于所述第一预设帧数且所述当前编码周期内已编码帧的数目不大于所述第二预设帧数，根据第二码率对所述当前帧进行编码处理；
其中，所述第一码率高于根据当前网络性能所确定的参考码率，所述第二码率低于所述根据当前网络性能所确定的参考码率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
响应于所述当前编码周期内目标帧的数目不大于所述第一预设帧数且所述当前编码周期内已编码帧的数目大于第三预设帧数，根据所述第一码率对所述当前帧进行编码处理，并结束所述当前编码周期；
其中，所述第三预设帧数大于所述第二预设帧数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
响应于所述当前编码周期内目标帧的数目不大于所述第一预设帧数且所述当前编码周期内已编码帧的数目不大于所述第三预设帧数，根据所述第二码率对所述当前帧进行编码处理。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述第二码率通过以下方式确定：
根据预设缩小比例对所述参考码率进行缩小处理，得到所述第二码率。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一码率通过以下方式确定：
在所述当前编码周期内，获取所述当前帧的前N个已编码帧；
获取各所述已编码帧的实际码率与所述参考码率之间的码率差值；
根据N个所述码率差值和所述参考码率，确定所述第一码率；
其中，N为大于所述第二预设帧数且小于所述第三预设帧数的正整数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据N个所述码率差值和所述参考码率，确定所述第一码率，包括：
获取N个所述码率差值的第一累加值；
获取所述第一累加值与所述参考码率的乘积；
获取所述乘积与所述参考码率的第二累加值，并将所述第二累加值确定为所述第一码率。
7.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述当前帧的类型通过以下方式确定：
对所述当前帧进行显著性检测，以获得显著性区域的面积；
响应于所述显著性区域的面积大于预设面积阈值，确定所述当前帧为所述目标帧；
响应于所述显著性区域的面积不大于所述预设面积阈值，确定所述当前帧为所述非目标帧。
8.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述当前帧的类型通过以下方式确定：
对所述当前帧进行运动检测，以获取所述当前帧中是否包含运动目标；
响应于所述当前帧中包含所述运动目标，确定所述当前帧为所述目标帧；
响应于所述当前帧中不包含所述运动目标，确定所述当前帧为所述非目标帧。
9.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述当前帧的类型通过以下方式确定：
对所述当前帧进行背景检测，以获取所述当前帧中的背景区域和前景区域；
检测所述前景区域与所述背景区域是否存在相对运动；
响应于所述前景区域与所述背景区域存在相对运动，确定所述当前帧为所述目标帧；
响应于所述前景区域与所述背景区域不存在相对运动，确定所述当前帧为所述非目标帧。
10.一种编码装置，其特征在于，包括：
帧类型检测模块，用于根据当前帧的类型，更新当前编码周期内目标帧的数目；所述当前帧的类型包括目标帧和非目标帧；所述目标帧包括以下至少一种图像帧：显著性区域的面积大于预设面积阈值的图像帧、包含运动目标的图像帧、前景区域与背景区域存在相对运动的图像帧；
第一编码模块，用于响应于所述当前编码周期内目标帧的数目大于第一预设帧数且所述当前编码周期内已编码帧的数目大于第二预设帧数，根据第一码率对所述当前帧进行编码处理，并结束所述当前编码周期；
第二编码模块，用于响应于所述当前编码周期内目标帧的数目大于所述第一预设帧数且所述当前编码周期内已编码帧的数目不大于所述第二预设帧数，根据第二码率对所述当前帧进行编码处理；
其中，所述第一码率高于根据当前网络性能所确定的参考码率，所述第二码率低于所述根据当前网络性能所确定的参考码率。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第一编码模块，被配置为：
响应于所述当前编码周期内目标帧的数目不大于所述第一预设帧数且所述当前编码周期内已编码帧的数目大于第三预设帧数，根据所述第一码率对所述当前帧进行编码处理，并结束所述当前编码周期；
其中，所述第三预设帧数大于所述第二预设帧数。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第二编码模块，被配置为：
响应于所述当前编码周期内目标帧的数目不大于所述第一预设帧数且所述当前编码周期内已编码帧的数目不大于所述第三预设帧数，根据所述第二码率对所述当前帧进行编码处理。
13.根据权利要求10至12任意一项所述的装置，其特征在于，所述第二编码模块，被配置为：
根据预设缩小比例对所述参考码率进行缩小处理，得到所述第二码率。
14.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一编码模块，被配置为：
在所述当前编码周期内，获取所述当前帧的前N个已编码帧；
获取各所述已编码帧的实际码率与所述参考码率之间的码率差值；
根据N个所述码率差值和所述参考码率，确定所述第一码率；
其中，N为大于所述第二预设帧数且小于所述第三预设帧数的正整数。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第一编码模块，被配置为：
获取N个所述码率差值的第一累加值；
获取所述第一累加值与所述参考码率的乘积；
获取所述乘积与所述参考码率的第二累加值，并将所述第二累加值确定为所述第一码率。
16.根据权利要求10至12任意一项所述的装置，其特征在于，所述帧类型检测模块，被配置为：
对所述当前帧进行显著性检测，以获得显著性区域的面积；
响应于所述显著性区域的面积大于预设面积阈值，确定所述当前帧为所述目标帧；
响应于所述显著性区域的面积不大于所述预设面积阈值，确定所述当前帧为所述非目标帧。
17.根据权利要求10至12任意一项所述的装置，其特征在于，所述帧类型检测模块，被配置为：
对所述当前帧进行运动检测，以获取所述当前帧中是否包含运动目标；
响应于所述当前帧中包含所述运动目标，确定所述当前帧为所述目标帧；
响应于所述当前帧中不包含所述运动目标，确定所述当前帧为所述非目标帧。
18.根据权利要求10至12任意一项所述的装置，其特征在于，所述帧类型检测模块，被配置为：
对所述当前帧进行背景检测，以获取所述当前帧中的背景区域和前景区域；
检测所述前景区域与所述背景区域是否存在相对运动；
响应于所述前景区域与所述背景区域存在相对运动，确定所述当前帧为所述目标帧；
响应于所述前景区域与所述背景区域不存在相对运动，确定所述当前帧为所述非目标帧。
19.一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1～9任一项所述的方法。
20.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器；以及
存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；
其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1～9任一项所述的方法。
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