[发明专利]一种多路同分辨率视频转码方法

说明书

本发明属于计算机技术领域，具体为一种多路同分辨率视频转码方法。本发明利用单源多目标转码场景中视频编码计算的相似性，在保证视频图像质量的前提下，复用相同的计算，以提高转码的效率；本发明复用相同计算的视频编码流程包括：非第一路视频的编码都跳过搜索阶段，直接复用第一路编码的搜索结果，即最优预测模式和运动向量来合成预测宏块，然后与当前宏块相减求得残差；无论是帧间预测还是帧内预测，搜索结果复用都只需要拷贝一次数据，并求一次残差。采用H.264编码进行验证，结果表明在不同的分辨率下，根据两种视频客观质量评估标准SSIM和PSNR，分别在1%和3%之内。可见本发明编码视频的质量和独立编码视频的质量接近。

技术领域

本发明属于计算机技术领域，具体涉及一种多路同分辨率视频转码方法，在保证视频质量的前提下充分复用相同的计算，提高转码的效率。

背景技术

随着互联网和多媒体信息处理技术的飞速发展，互联网每天传输大量的数字视频。根据CISCO于2017年发布的网络数据流量报告，2016年网络总流量为1.15ZB（1ZB=1024³TB），视频流量的比例为72%；预估计到2021年，总流量将达到3.33ZB，视频流量的比例更是达到82%。

数字视频的普及丰富了人们的生活，人们可以使用手机、电脑等设备在线观看视频。例如，视频要在不同屏幕大小的设备上播放，需要按照相应的比例缩放；在网络宽带较差的环境下播放，需要降低码率；在特殊播放器上播放，需要转换编码格式，如H.264、MPEG-4等。

为了让用户在不同环境下观看视频，在网络传给用户前需要考虑分辨率、码率、编码格式等问题。视频转码时，往往需要按照不同的分辨率、码率、编码格式，转成多个目标视频文件。以Netflix为例，一个视频需按照不同的参数转码成120个目标视频文件，然后传输给用户。视频的编解码需要大量的计算，给视频服务商带来巨大的挑战，加速视频转码十分有必要。

转码技术可以提高视频在不同场景下的兼容性，按照不同的参数，同一个视频可以转成多种格式的目标视频。视频服务商通常需要将某高清视频按不同转码参数（分辨率、码率、编码格式）转成多路目标视频，称为单源多目标的转码场景。

转码的计算开销较大，单源多目标的转码场景下多路共享解码能够有效降低计算开销。但编码部分是转码主要的耗时部分，计算最优预测模式和运动向量是编码的主要开销，约为60%~80%。本发明发现，两路编码的视频如果分辨率和编码格式相同，而码率不同，编码预测阶段生成最优预测模式和运动向量的过程大致相同。因此，即使共享了解码，但多路编码仍然存在计算冗余，存在进一步的优化空间。

本发明设计了一种多路同分辨率视频转码的高效系统，在保证视频质量的前提下充分复用相同的计算，提高转码的效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种转码效率高的多路同分辨率视频转码方法。

本发明提出的多路同分辨率视频转码方法，是利用单源多目标转码场景中视频编码计算的相似性，在保证视频图像质量的前提下，复用相同的计算，提高转码的效率。

对于特定的编码标准而言，编码算法是确定的，其预测阶段可以分成两部分，包括搜索和求残差，如图1所示。搜索过程从不同的预测模式和运动向量中选择最优，保证生成的残差最小，从而使压缩效率最高；其中，求残差过程则是在最优的预测模式和运动向量下，生成预测宏块，并与当前宏块相减，得到最小残差。

一、编码复用