[发明专利]一种静态背景帧内编码方法和装置

说明书

本申请公开了一种静态背景帧内编码方法和装置。该方法首先计算视频数据中静态背景的反射系数，从而确定I帧各个像素点对应的光照分量，并利用光照分量对I帧各个像素点的像素值进行替换。进一步，利用预设的多个编码模式分别对未经过光照分量替换处理的I帧和经过光照分量替换处理的I帧进行分块编码，并基于编码结果确定每个编码块的最佳编码模式。与现有技术相比，本发明充分利用静态背景反射系数长期相对不变的性质，利用光照分量比当前像素值具有更强的空间相关性，对其进行帧内编码，提高了帧内编码的压缩效率。

技术领域

本申请涉及视频编码领域，更具体地说，涉及一种静态背景帧内编码方法和装置。

背景技术

近些年，由于公共安全管理需要，高清监控摄像头的数量与日俱增，随之产生的海量监控视频数据使得现有的编码方法已经不能满足监控应用需求，这些海量数据给视频编码方法提出了更高的要求，即进一步降低视频数据的存储、传输开销。不同于其他应用，监控应用场景要求编码方法在提供高压缩率的同时满足低延时、低复杂度的要求，且尽可能减少码率波动。

在实际的监控应用中，需要支持随机访问的功能。所谓随机访问，就是用户可以在视频码流的任何位置切入并在较短时间内获得解码图像。在视频编码中，一般有B、P、I三种编码帧，B、P帧需要参考其他帧的重建才能正常解码，而I帧不参考其他帧。因而如果码流切入点为B、P帧，则只有将该帧的所有参考帧均解码出，才能正常解码该帧。如果该帧的某一参考帧仍为B、P帧，则这些参考帧的解码也需要其所有参考帧正常解码出，如此递归，直到参考帧为I帧时才可不需要解码其参考帧而正常解码。由此可见，我们需要在视频码流中周期性地插入I帧来保证用户能进行随机访问。但是，由于不能使用参考帧，I帧相比B、P帧的压缩效率较差，在相同的质量下，I帧所需的码率远大于B、P帧，因而在实际传输中往往会带来较大延时，甚至发生丢包，严重影响解码视频质量。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种静态背景帧内编码方法和装置，以利用静态背景的特性，提高帧内编码的压缩效率，从而提高解码视频质量。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种静态背景帧内编码方法，包括：

确定视频数据中静态背景的反射系数；

基于所述反射系数确定I帧各个像素点对应的光照分量；

利用所述光照分量对所述I帧各个像素点的像素值进行替换；

利用预设的多个编码模式分别对未进行光照分量替换处理的I帧进行分块编码，以确定每个编码块的第一最优编码模式以及所述第一最优编码模式对应的第一率失真代价；

利用所述预设的多个编码模式分别对经过光照分量替换处理的I帧进行分块编码，以确定每个编码块的第二最优编码模式以及第二最优编码模式对应的第二率失真代价；

比较所述第一率失真代价和所述第二率失真代价，从所述第一最优编码模式和所述第二最优编码模式中选取每个编码块的最佳编码模式。

优选的，所述确定视频数据中静态背景的反射系数，包括：

从固定摄像头已有的视频数据中提取不同时间的多个静态背景帧；

基于所述多个静态背景帧确定静态背景的反射系数。

优选的，所述基于所述反射系数确定I帧各个像素点对应的光照分量，之后还包括：

将所述光照分量缩放到正常视频像素范围内。

优选的，所述利用所述预设的多个编码模式分别对经过光照分量替换处理的I帧进行分块编码，之前还包括：

对所述多个编码模式中的编码参数进行调整。

优选的，所述基于所述反射系数确定I帧各个像素点对应的光照分量，包括：