[发明专利]基于运动的动态分辨率多比特率视频编码

说明书

背景

随着通过诸如因特网之类的网络播放流传输音频和视频越来越流行，需要优化从服务器传输到客户机的数据，以使得即使回放期间的网络条件不一致，也能最大化客户机的体验。优化客户机的体验涉及选择用于编码视频回放的音频和视频部分的质量级别，以使得视频可以被不中断地传输和重构，而同时维持视频内容的质量。

质量级别一般是由为输入流的已编码的音频或视频部分指定的比特率规定的。较高的比特率一般指示编码和保留了关于原始音频或视频的较大信息量，因此，在视频回放期间将呈现原始输入音频或视频的更准确的再现。相反，较低的比特率指示编码和保留了关于原始输入音频或视频的较少信息，如此，在视频回放期间将呈现原始音频或视频的较不准确的再现。

一般而言，基于若干因素，指定用于编码音频和视频中的每一个的比特率。第一因素是服务器和客户机之间的网络条件。可以传输大量数据的网络连接指示可以为随后通过该网络连接传输的输入视频指定较高的比特率。第二因素是期望的启动等待时间。启动等待时间是由于必须接收、处理和缓冲的大量数据而首次启动时视频回放工具体验的延迟。第三因素是对假信号的容差。假信号是由于数据丢失而导致视频回放必须停止的情况。在大多数情况下，任何量的启动等待时间或假信号都是无法忍受的，因此，期望优化指定的比特率，以便最小化或消除启动等待时间和假信号。

当前可用的商业流传输媒体系统依赖于多比特率(MBR)编码来执行编码速率控制。在MBR编码中，源视频内容以不同的编码速率被编码为替换的比特流，并通常存储在服务器处的同一媒体文件中。这允许根据变化的网络条件通常使用段之间的比特流切换且以对应于不同的编码速率的变化的质量级别，来以段或块对内容进行流传输。

当前可用的多比特率视频流传输系统使用恒定比特率方法来编码每一个替换的视频流。然而，典型的视频一般将包括具有各种可视复杂性的场景。然而，恒定比特率方法不能以不同的质量来有效地编码视频段。恒定比特率方法不必要地花费太多的比特用于编码低复杂性视频段，相反，高复杂性场景被分配太少的比特。因此，编码替换的流的恒定比特率方法导致不期望且不一致的用于因特网流传输的视频质量。

当前可用的多比特率视频流传输系统还具有使最终显示分辨率被固定的进一步的要求。通过维持固定的显示分辨率，多比特率的视频流可以全部被解码，并被缩放到此同一最终显示分辨率，以便实现无假信号的视频呈现。利用固定显示分辨率，各种替换的视频流可以具有从每秒几兆比特到每秒几千比特的范围广泛的比特率。一个问题是将适当的视频分辨率与每一个视频流比特率匹配。当前可用的多比特率视频流传输系统使用预先定义的编码分辨率，该分辨率可能也不非常适合于视频场景的变化的复杂性(例如，细节和/或运动)。

概述

下面的具体实施方式涉及用于基于运动的动态分辨率多比特率视频编码的技术(通过方法、设备、和系统实现)，这些技术旨在更好地使用对每一个比特率可用的比特，以便实现一般而言较高质量的视频。

根据此处所描述的一种技术，基于运动的动态分辨率多比特率视频编码器动态地改变已编码的视频的视频分辨率。视频编码器在分辨率调整大小的决定中考虑视频内容的运动复杂性(例如，在每组图像(GOP)的基础上)。为带有较少(较慢)运动的视频内容选择较高分辨率，而为带有较多(较快)运动的视频内容选择较低的分辨率。通过在视频编码期间分析运动矢量(例如，运动矢量幅度)，来确定运动复杂性。

根据此处所描述的另一种技术，基于运动的动态分辨率多比特率视频编码器基于运动复杂性和纹理复杂性来动态地改变已编码的视频的视频分辨率。多比特率视频编码器为具有较少纹理复杂性和较少运动复杂性的图像组选择较高视频分辨率，而为具有较高纹理复杂性和较高运动复杂性的图像组分配较低的分辨率。此动态分辨率方法可允许多比特率视频编码器为给定比特率取得一般而言更好的视频质量。

对于每一个比特率，视频编码器基于场景的视频内容(可以包括一组或多组图像)来动态地决定分辨率，以便取得更好的可视质量。

提供本概述以便以简化形式介绍将在以下的具体实施方式中进一步描述的一些概念。本概述并不旨在标识出所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。通过下面的结合附图对本发明的各实施例进行的详细描述，本发明的附加特征和优点将变得更加显而易见。

附图简述

图1是以可变比特率提供视频的分段的流传输的视频流传输系统的框图。

图2是图1的视频流传输系统的用于以变化的比特率对流进行编码的视频编码器的一般化实现的框图。