[发明专利]视频编码方法及视频编码器

说明书

一种视频编码方法及视频编码器，所述视频编码方法包括基于视频编码的帧结构确定至少一图像组，所述视频编码的帧结构包括若干参考帧及相邻参考帧之间的若干非参考帧，距离一参考帧最近的非参考帧和参考该一参考帧的参考帧组成一图像组，所述距离一参考帧最近是指与该一参考帧的距离小于或等于与其他参考帧的距离；依次对图像组进行编码。本发明技术方案可以降低对带宽和功耗的需求。

技术领域

本发明涉及视频技术领域，尤其涉及一种视频编码方法及视频编码器。

背景技术

在移动摄像设备中，由于高分辨率和高帧率视频的广泛应用，编解码器对片外存储器的访问带宽需求极大，大量的片外存储访问带来的高功耗减少了系统的可持续工作时间。同时，视频编码模块常常和显示模块、通讯模块、计算模块等集成在一个系统中并行运行，共享带宽，其所分配到的带宽资源常常不能满足正常编码的需要，制约了视频编码器的实际性能，增大了视频编码器的设计难度。

在各种视频编码标准中，采用的帧类型有帧内预测帧(I帧)和帧间预测帧。其中帧间预测帧又分为前向预测帧(P帧)和双向预测帧(B帧)。在最新的H264和HEVC视频编码标准中，P帧可以支持后向预测，B帧的两个参考帧可以分别位于前向和后向，也可以全部位于前向或后向。

不同类型帧编码时视频编码器对片外存储器的访问可以参考图1，包含当前帧数据的读取，运动估计和补偿模块对参考帧(用于参考的帧)数据的读取，重建帧数据的写出和编码码流的写出等，其中前三项占据了绝大多数带宽。运动估计和补偿模块常需要一个滑动窗存储器用于缓存读取的参考帧数据，其所需带宽与所用的参考帧数量和滑动窗的高度成正比。

为了减少带宽和提高编码速度，常用的实时视频编码器设计大都不采用多参考帧和B帧，而仅仅采用I帧和P帧进行编码。仍参考图1，用于参考的I帧比起用于参考的P帧不需要运动估计，其所需片外访问带宽较少。但是I帧压缩率通常较低，实验证明，频繁的插入I帧不仅会使编码码率增大，而且会引入视频闪烁的感觉。所以，大部分实时视频编码的帧结构都是采用少量I帧中插入大量连续P帧的结构，如：IPPP……PIPPP……P。

即使这样的编码结构，在高分辨率和高帧率下，其带宽仍然是可观的。以分辨率为4k×2k(单位为像素)、帧率为60帧/秒(f/s)、8比特(Bit)像素值的4:2:0视频为例，HEVC编码器(编码单元设为32×32)如果需要支持垂直方向偏移64的运动向量，其有效片外存储器访问带宽超过了4GB/s。

为了减小实时编码器的带宽需求，现有的编码器优化设计方案，主要有增加片上缓存和对重建帧进行压缩传输等。在部分优化设计中，通过将滑动窗扩展成相同高度的行缓存(linebuffer)，来减少运动估计的数据的重复读取，但是其代价极大；在前述4k×2k视频编码的例子中，采用片上linebuffer可使编码有效带宽降低到2.1GB/s，但仅亮度分量所需的片上linebuffer容量就要614kB。另一些优化设计中提出了帧缓存压缩的方法，但局限在于：采用无损压缩时压缩率受视频内容影响不稳定，其节省带宽的效果也是不确定的；采用有损压缩时，视频损失会通过帧间预测积累，造成编码图像质量的明显下降。

发明内容

本发明技术方案解决的是现有的视频编码方案对带宽和功耗需求高的问题。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种视频编码方法，包括：

基于视频编码的帧结构确定至少一图像组，所述视频编码的帧结构包括若干参考帧及相邻参考帧之间的若干非参考帧，距离一参考帧最近的非参考帧和参考该一参考帧的参考帧组成一图像组，所述距离一参考帧最近是指与该一参考帧的距离小于或等于与其他参考帧的距离；

依次对图像组进行编码。

可选的，对于每一图像组，先对各帧的第x个编码单元进行编码，再对各帧的第(x+1)个编码单元进行编码；其中，1≤x<X，X为每一帧所包含的编码单元的总数。