一种基于长期参考帧的视频编码方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于长期参考帧的视频编码方法及装置，该方法包括：获取当前编码宏块所对应的短期参考宏块数据和长期参考宏块数据；利用第一帧间预测方式获得短期参考宏块的帧间预测信息，利用第二帧间预测方式获得长期参考宏块的帧间预测信息；根据短期参考宏块的帧间预测信息和长期参考宏块的帧间预测信息对当前编码宏块的所有编码子宏块进行融合处理，得到当前编码宏块的帧间预测信息；对当前编码宏块的所有编码子宏块进行运动补偿处理，获得当前编码宏块的帧间预测编码数据。该装置为该方法提供执行模块。应用本发明专利技术有效提高视频压缩率和编码质量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于长期参考帧的视频编码方法及装置
本专利技术涉及视频编码器
，具体的，涉及一种基于长期参考帧的视频编码方法，以及应用该方法的装置。
技术介绍
近年来，随着高清、超高清视频应用逐步走进人们的视野，视频压缩技术受到了巨大的挑战。此外，各式各样的视频应用也随着网络和存储技术的发展不断涌现。如今，数字视频广播、移动无线视频、远程监控、医学成像和便携摄影等，都已走进人们的生活。视频应用的多样化和高清化趋势对视频压缩性能提出了更高的要求。因此，提高监控视频的编码质量和压缩率对现有视频压缩技术提出了更高的要求。从视频压缩标准的角度，2013年4月13日，新一代视频编解码标准HEVC/H.265被ITU-T正式接受为国际标准，2013年11月25日，ISO/IEC正式发布了HEVC/H.265标准。新一代HEVC/H.265标准在理论上比上一代AVC/H.264标准能提高一倍的压缩效率，采用新的编解码标准能显著提高监控视频的编码质量和压缩率。另一方面，自从AVC/H.264标准开始，多参考帧编码成了提高视频编码质量的一个有效手段，多帧参考能提高编码预测精度，但是多帧参考处理会大幅增加编码计算复杂度和硬件数据传输带宽，增加硬件实现成本，相对于编码质量的提高，传统的多帧参考效率太低，因此不适用于新一代监控视频编码技术的要求。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种有效提高视频压缩率和编码质量的基于长期参考帧的视频编码方法。本专利技术的另一目的是提供一种有效提高视频压缩率和编码质量的基于长期参考帧的视频编码装置。为了实现上述主要目的，本专利技术提供的基于长期参考帧的视频编码方法包括：获取当前编码宏块所对应的短期参考宏块数据和长期参考宏块数据；利用第一帧间预测方式获得短期参考宏块的帧间预测信息，利用第二帧间预测方式获得长期参考宏块的帧间预测信息；根据短期参考宏块的帧间预测信息和长期参考宏块的帧间预测信息对当前编码宏块的所有编码子宏块进行融合处理，得到当前编码宏块的帧间预测信息；对当前编码宏块的所有编码子宏块进行运动补偿处理，获得当前编码宏块的帧间预测编码数据。由上述方案可见，本专利技术通过在传统单帧参考的基础上，增加一帧长期参考帧对当前编码帧进行编码参考，长期参考帧无需进行运动估计处理，只需加载编码宏块对应位置处的长期参考宏块的数据，相对于单帧参考帧，只增加对应编码宏块大小的传输带宽，可迅速恢复高质量的背景图像，且只占用少量的编码比特数，显著提高了视频的编码质量和压缩率。进一步的方案中，利用第二帧间预测方式获得长期参考宏块的帧间预测信息，包括：获取长期参考宏块的分块编码代价和不分块编码代价；根据分块编码代价和不分块编码代价获得长期参考宏块的编码代价。由上述方案可见，通过获取长期参考宏块的分块编码代价和不分块编码代价，比较分块与不分块的编码代价的大小，判断是否需要对长期参考宏块进行分块处理，选择编码代价最小的方式，提高编码的压缩率。进一步的方案中，根据短期参考宏块的帧间预测信息和长期参考宏块的帧间预测信息对当前编码宏块的所有编码子宏块进行融合处理，得到当前编码宏块的帧间预测信息，包括：复制短期参考子宏块和长期参考子宏块两者中编码代价最小的一个的参考子宏块的帧间预测信息，得到每一个编码子宏块的帧间预测信息。由上述可见，同时对短期参考宏块的帧间预测信息和长期参考宏块的帧间预测信息进行择优处理，选择编码代价最小的参考子宏块的帧间预测信息作为对应的编码子宏块的帧间预测信息，使得由编码子宏块组成的编码宏块的编码代价最小化，提高编码的压缩率，并保障视频的质量。进一步的方案中，在对当前编码宏块的所有编码子宏块进行运动补偿处理前，基于长期参考帧的视频编码方法还包括：判断当前编码宏块的帧间预测信息是否同时包含短期参考宏块的帧间预测信息和长期参考宏块的帧间预测信息，若是，求取所有编码子宏块的最优预测运动向量并获取所有编码子宏块的预测模式。由此可见，将短期参考子宏块和长期参考子宏块进行融合后得到的当前编码宏块中可能有多种组合方式。若整个编码宏块仅括短期参考子宏块或仅包括长期参考子宏块，则可直接进行运动补偿处理，进而结束当前宏块的编码，若当前编码宏块中同时包含短期参考子宏块和长期参考子宏块，使当前编码子宏块的最优预测运动向量和预测模式存在不一致，可能导致编码错误，因此需要重新进行运动估计及预测模式估计。进一步的方案中，对当前编码宏块的所有编码子宏块进行运动补偿处理，包括：对所有编码子宏块进行亮度和色度的运动补偿。由此可见，本专利技术的方法中需要同时对亮度和色度进行运动补偿，分别得到亮度预测编码数据和色度预测编码数据，从而得到当前编码宏块的帧间预测编码数据。为了实现上述另一目的，本专利技术提供的基于长期参考帧的视频编码装置，其特征在于，包括：宏块获取模块，获取当前编码宏块所对应的短期参考宏块数据和长期参考宏块数据；帧间预测信息获取模块，利用第一帧间预测方式获得短期参考宏块的帧间预测信息，利用第二帧间预测方式获得长期参考宏块的帧间预测信息；子宏块融合模块，根据短期参考宏块的帧间预测信息和长期参考宏块的帧间预测信息对当前编码宏块的所有编码子宏块进行融合处理，得到当前编码宏块的帧间预测信息；运动补偿模块，对当前编码宏块的所有编码子宏块进行运动补偿处理，获得当前编码宏块的帧间预测编码数据。由此可见，本专利技术通过在传统单帧参考的基础上，增加一帧长期参考帧对当前编码帧进行编码参考，长期参考帧无需进行运动估计处理，只需加载编码宏块对应位置处的长期参考宏块的数据，相对于单帧参考帧，只增加对应编码宏块大小的传输带宽，可迅速恢复高质量的背景图像，且只占用少量的编码比特数。此外，同时对短期参考帧的短期参考宏块和长期参考帧的长期参考宏块进行处理，再择优选择进行后续处理，显著提高了视频的编码质量和压缩率。附图说明图1是本专利技术基于长期参考帧的视频编码方法实施例的流程图。图2是本专利技术基于长期参考帧的视频编码装置实施例的结构框图。以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明。具体实施方式本专利技术基于长期参考帧的视频编码方法应用于视频编码中P帧编码的帧间预测部分，利用短期参考帧和长期参考帧进行融合编码，提高视频压缩率和编码质量。本专利技术基于长期参考帧的视频编码装置用于实现本专利技术基于长期参考帧的视频编码方法。基于长期参考帧的视频编码方法实施例：如图1所示，在进行P帧编码时，首先执行步骤S1，获取当前编码宏块所对应的短期参考宏块数据和长期参考宏块数据。在对当前帧的编码宏块进行编码时，需要获取短期参考帧中对应的短期参考宏块数据和长期参考帧中对应的长期参考宏块数据。短期参考宏块对应的运动向量的取值范围落在一个搜索窗内，对编码宏块进行编码时需加载搜索窗内的短期参考帧数据。长期参考宏块对应的运动向量为零向量，对编码宏块进行编码时仅需加载对应长期参考宏块处的数据。获取参考帧数据后，执行步骤S2，利用第一帧间预测方式获得短期参考宏块的帧间预测信息，利用第二帧间预测方式获得长期参考宏块的帧间预测信息。对于短期参考宏块作为参考进行宏块编码时，需采取第一帧间预测方式获得短期参考宏块的帧间预测信息，第一帧间预测方式为基于编码标准中传统的基于运动估计的帧间预测技术，利用相邻帧之间的时间相关性，通过运动估计技术，预测处理得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于长期参考帧的视频编码方法，其特征在于，包括：获取当前编码宏块所对应的短期参考宏块数据和长期参考宏块数据；利用第一帧间预测方式获得短期参考宏块的帧间预测信息，利用第二帧间预测方式获得长期参考宏块的帧间预测信息；根据所述短期参考宏块的帧间预测信息和所述长期参考宏块的帧间预测信息对所述当前编码宏块的所有编码子宏块进行融合处理，得到所述当前编码宏块的帧间预测信息；对所述当前编码宏块的所有所述编码子宏块进行运动补偿处理，获得所述当前编码宏块的帧间预测编码数据。

【技术特征摘要】
1.一种基于长期参考帧的视频编码方法，其特征在于，包括：获取当前编码宏块所对应的短期参考宏块数据和长期参考宏块数据；利用第一帧间预测方式获得短期参考宏块的帧间预测信息，利用第二帧间预测方式获得长期参考宏块的帧间预测信息；根据所述短期参考宏块的帧间预测信息和所述长期参考宏块的帧间预测信息对所述当前编码宏块的所有编码子宏块进行融合处理，得到所述当前编码宏块的帧间预测信息；对所述当前编码宏块的所有所述编码子宏块进行运动补偿处理，获得所述当前编码宏块的帧间预测编码数据。2.根据权利要求1所述的基于长期参考帧的视频编码方法，其特征在于，所述利用第二帧间预测方式获得所述长期参考宏块的帧间预测信息，包括：获取所述长期参考宏块的分块编码代价和不分块编码代价；根据所述分块编码代价和所述不分块编码代价获得所述长期参考宏块的编码代价。3.根据权利要求1或2所述的基于长期参考帧的视频编码方法，其特征在于，所述根据所述短期参考宏块的帧间预测信息和所述长期参考宏块的帧间预测信息对所述当前编码宏块的所有编码子宏块进行融合处理，得到当前编码宏块的帧间预测信息，包括：复制短期参考子宏块和长期参考子宏块两者中所述编码代价最小的一个的帧间预测信息，得到每一个所述编码子宏块的帧间预测信息。4.根据权利要求3所述的基于长期参考帧的视频编码方法，其特征在于，在所述对所述当前编码宏块的所有所述编码子宏块进行运动补偿处理前，所述方法还包括：判断所述当前编码宏块的帧间预测信息是否同时包含所述短期参考宏块的帧间预测信息和所述长期参考宏块的帧间预测信息，若是，求取所有所述编码子宏块的最优预测运动向量并获取所有所述编码子宏块的预测模式。5.根据权利要求4所述的基于长期参考帧的视频编码方法，其特征在于，所述对所述当前编码宏块的所有所述编码子宏块进行运动补偿处理，包括：对所有所述编码子宏块进行亮度和色度的运动补偿。6.一种基于长期参考帧的视频编码装置，其特征在于，包括：宏块获取模块，获...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军，李洁珺，付涛，
申请(专利权)人：珠海全志科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44