[发明专利]基于直接模式选择的H.264/AVC快速转码方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于网络通信技术领域，涉及H.264/AVC(advanced video coding)标准内的快速码率转码方法，可用于实时多媒体传输及其它数据传输。

背景技术

随着移动通信技术的不断发展，网络接入速度的飞速提升，移动终端日趋智能化，以及数字压缩技术的日益优化，移动终端已从简单的通信、联络工具，发展成为一个多媒体智能平台。与此同时，传统的彩信、图铃下载等增值业务已无法满足用户的需求。移动流媒体的出现将改变这种状况，它能为用户提供包括视频点播、移动视频聊天、移动视频监控等服务。移动流媒体是移动通信和流媒体传输的结合，它通过移动网络在移动终端上采用流媒体技术进行数据传输。然而，移动终端的多样性，无线网络的波动性以及移动终端的处理能力有限制约了移动流媒体的发展，需要研究相应的技术来解决这些问题。

码率变换的视频转码可以根据终端的处理能力以及网络带宽的条件，提供最合适的视频流，因此码率变换是解决上述问题的关键技术。码率转换最直接的办法是采用级联的全解全编转码器。它将解码后的视频流按目标码率进行重新编码，并且为了消除漂移误差引入了反馈环路从而能得到最佳的图像质量。但是完整的解码和编码过程具有极高的计算复杂度，实用的转码结构一般是在上述结构的基础上采取许多优化措施，充分利用输入码流信息，在保持视频质量下降不大的条件下，尽可能降低转码运算复杂度。

视频码率转码是视频转码中最早研究的内容，其目的是在保持低运算复杂度和高图像质量的基础上实现压缩视频流的高码率到低码率的转换，从而适应不同信道带宽。码率转码研究的重点集中在两个方面：一是如何减小系统的复杂度，二是如何在目标压缩码率下达到最高的图像质量。

码率转码最直接的方式是采用级联式码率变换转码器。参照图1，它分为两个部分：先由解码器对输入视频流解码，再由一个编码器按照要求对解码后的视频进行编码。通过将解码后的视频流按目标码率进行重新编码，从而能够得到最佳的图像质量。该技术方案由于在实现时需要对输入码流进行完全解码，再对解码后图像重新进行运动估计、编码模式判决等编码操作，因而运算复杂度高，不能满足实时视频转码要求，且在实际视频通信系统中对运算/存储等资源的占用率很高，从而造成设备成本居高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的缺点，提出一种基于直接模式选择的H.264/AVC快速转码方法及装置，以降低转码运算复杂度和对运算/存储等资源的占用率，满足实时转码的要求，降低设备成本。

为实现上述目的，本发明提供的基于直接模式选择的H.264/AVC快速转码装置，包括：

解码器：用于对H.264/AVC视频码流解码，得到宏块模式、运动信息、解码端残差、解码端参考帧和解码帧图像，并将宏块模式、运动信息、解码端残差和解码端参考帧图像传送给宏块失真估计模块，将解码帧图像传送给编码器；

宏块失真估计模块：用于根据解码器送来的宏块模式、运动信息和解码端残差，以及编、解码器两侧送来的参考帧，进行宏块失真的估计，并把估计值传送给宏块模式选择模块；

宏块模式选择模块：用于根据宏块失真估计模块送来的宏块失真估计值，和编码器送来的平均失真门限进行快速模式选择，得到新的宏块模式，同时对该新的宏块模式进行修正和运动矢量的细化，传送给编码器；

编码器：用于根据宏块模式选择模块传送的信息对解码器送来的解码帧图像进行编码，得到既定目标码率的H.264/AVC压缩码流，并将在编码过程中产生的平均失真门限和编码端参考帧图像分别传送给宏块模式选择模块和宏块失真估计模块。

为实现上述目的，本发明提供的基于直接模式选择的H.264/AVC快速转码方法，包括如下步骤：

(1)对接收到的视频码流进行解码，得到解码帧图像F以及每一个宏块的编码模式M、运动矢量MV和残差Diff，该解码图像作为当前时刻的编码帧；

(2)判断当前帧组GOP的编码帧是否为帧内帧I帧，如果是，则不参与快速转码，用率失真优化RDO的模式判决方法，选择当前编码帧每个宏块的最佳帧内宏块模式进行编码，退出直接模式选择，否则继续执行步骤(3)；

(3)判断当前GOP的编码帧是否为第一个帧间帧P帧，如果是，则不参与快速转码，转到步骤(4)，否则对当前帧的每个宏块执行步骤(5)～(11)；