技术领域

本发明涉及视频处理技术领域， 具体而言， 涉及一种视频编解码方法、 装置及系统。

背景技术

目前， 随着通讯技术的不断发展， 视频通信在人们的日常生活与工作中 也开始日益普及， 与之相适应地， 用户对用户体验的需求也在不断上升， 由 此能够支持高分辨率、 高清晰度编解码的视频编解码技术已成为发展 的必然 趋势。

有关的视频压缩技术在一些信道带宽受限条件 下的编码质量难令人满 意， 比如在 3G ( 3rd-generation, 第三代移动通信技术）信道下， 分配给视频 通信的带宽只有 50kbps左右， 为了保证视频质量， 有关的视频压缩标准只能 实现到 QCIF ( Quarter common intermediate format, 标准化图像格式）级别的 视频压缩， 其中， QCIF是常用的标准化图像格式， 在 H.323协议簇中， 规定 了视频釆集设备的标准釆集分辨率，然而这对 能够支持大分辨率的终端而言， 该视频质量是难以接受的。

为此， 如何在视频通信过程中提高视频的压缩效率以 及视频质量一直是 业界亟需解决的热点问题。

发明内容

本发明提供一种视频编解码方法、 装置及系统， 以进一步提升视频压缩 效率， 提高用户体验质量。

为了达到本发明的目的， 本发明釆用以下技术方案实现：

一种视频编解码方法， 包括视频编码步骤， 其中， 所述视频编码步骤包 括： A、 在釆用标准编码算法完成当前图像的亮度分量 编码后， 依据编码装 置预设的刷新图像判断是否需要对当前图像的 色度分量按照标准编码算法进 行编码，若当前图像不是编码装置预设的刷新 图像中的任何一种，则转步骤 C， 若当前图像是所述刷新图像中的任一种， 则转步骤 B；

B、 根据判断结果对相应的色度分量按照标准编码 算法进行编码； 以及

C、 根据判断结果对相应的色度分量不按照标准编 码算法进行编码处理， 其中该色度分量的编码重建通过拷贝亮度分量 参考图像中对应的色度分量而 得到， 以使得最终输出的码流中不包括该色度分量的 信息。

依据编码装置预设的刷新图像判断是否需要对 当前图像的色度分量按照 标准编码算法进行编码的步骤包括：

若当前图像不是编码装置预设的刷新图像中的 任何一种， 则在当前图像 的头信息中设定第一判断标识位以表明对相应 的色度分量不按照标准编码算 法进行编码； 以及

若当前图像是编码装置预设的刷新图像中的任 何一种， 则在当前图像的 头信息中设定第二判断标识位以表明对相应的 色度分量按照标准编码算法进 行编码。

所述刷新图像包括编码装置设定的帧内编码图 像、 场景切换的图像、 以 及根据实际应用设定的每隔 N幅图像之后下一幅图像中的至少一种。

对相应的色度分量按照标准编码算法进行编码 的步骤包括： 以宏块为单 位对该色度分量按照标准编码算法进行预测、 变换、 量化和熵编码处理， 其 中该色度分量的编码重建通过预测色度分量参 考图像中对应的色度分量而得 到。

该方法还包括视频解码步骤， 所述视频解码步骤包括：

D、 获取视频码流， 并解析当前图像的头信息中的判断标识位的信 息， 若所述判断标识位为第一判断标识位， 则转步骤 E,若所述判断标识位为第二 判断标识位， 则转步骤 F;

E、对未按照标准编码算法进行编码的色度分� �进行解码处理并输出，其 中该色度分量的解码重建通过拷贝亮度分量参 考图像中对应的色度分量而得 到； 以及

F、 对按照标准编码算法进行编码的色度分量进行 正常解码并输出。

对按照标准编码算法进行编码的色度分量进行 正常解码的步骤包括： 以 宏块为单位对所述色度分量进行熵译码、 反量化、 反变换和预测重建处理。

一种编码装置， 包括：

第一分析模块， 其设置成： 在釆用标准编码算法完成当前图像的亮度分 量编码后， 依据预设的刷新图像判断是否需要对当前图像 的色度分量按照标 准编码算法进行编码， 若当前图像不是预设的刷新图像中的任何一种 ， 则向 第一执行模块发送第一控制命令，若当前图像 是预设的刷新图像中的任一种， 则向第一执行模块发送第二控制命令； 以及

第一执行模块， 其设置成：

依据所述第二控制命令对相应的色度分量按照 标准编码算法进行编码； 以及

依据所述第一控制命令对相应的色度分量不按 照标准编码算法进行编码 处理， 其中该色度分量的编码重建通过拷贝亮度分量 参考图像中对应的色度 分量而得到， 以使得最终输出的码流中不包括该色度分量的 信息。

所述第一分析模块是设置成通过如下方式判断 是否需要对当前图像的色 度分量按照标准编码算法进行编码：

若当前图像不是预设的刷新图像中的任何一种 ， 则在当前图像的头信息 中设定第一判断标识位以表明对相应色度分量 不按照标准编码算法进行编 码； 以及

若当前图像是预设的刷新图像中的任何一种， 则在当前图像的头信息中 设定第二判断标识位以表明对相应的色度分量 按照标准编码算法进行编码。

所述刷新图像包括设定的帧内编码图像、 场景切换的图像、 以及根据实 际应用设定的每隔 N幅图像之后下一幅图像中的至少一种。

所述第一执行模块是设置成通过如下方式依据 第二控制命令对相应的色 度分量按照标准编码算法进行编码： 以宏块为单位对该色度分量按照标准编 码算法进行预测、 变换、 量化和熵编码， 其中该色度分量的编码重建通过预 测色度分量参考图像中对应的色度分量而得到 。

一种解码装置， 包括：

第二分析模块， 其设置成： 获取视频码流， 并解析当前图像的头信息中 的判断标识位的信息， 若所述判断标识位为第一判断标识位， 则向第二执行 模块发送第三控制命令， 若所述判断标识位为第二判断标识位， 则向第二执 行模块发送第四控制命令， 其中， 在编码装置端， 若图像不是编码装置预设 的刷新图像中的任何一种， 则在图像头信息中设定第一判断标识位以表明 对 相应的色度分量不按照标准编码算法进行编码 ， 其中该色度分量的编码重建 通过拷贝亮度分量参考图像中对应的色度分量 而得到； 若图像是编码装置预 设的刷新图像中的任何一种， 则在图像头信息中设定第二判断标识位以表明 对相应的色度分量按照标准编码算法进行编码 ； 以及

第二执行模块， 其设置成： 依据所述第三控制命令对未按照标准编码算 法进行编码的色度分量进行解码处理并输出， 其中该色度分量的解码重建通 过拷贝亮度分量参考图像中对应的色度分量而 得到； 以及， 依据所述第四控 制命令对按照标准编码算法进行编码的色度分 量进行正常解码并输出。

所述第二执行模块是设置成通过如下方式对按 照标准编码算法进行编码 的色度分量进行正常解码： 以宏块为单位对所述色度分量进行熵译码、 反量 化、 反变换和预测重建处理。

所述刷新图像包括设定的帧内编码图像、 场景切换的图像、 以及根据实 际应用设定的每隔 N幅图像之后下一幅图像中的至少一种。

一种视频编解码系统， 包括：

编码装置， 其设置成： 在釆用标准编码算法完成当前图像的亮度分量 编 码后， 依据预设的刷新图像判断是否需要对当前图像 的色度分量按照标准编 码算法进行编码， 若当前图像不是预设的刷新图像中的任何一种 ， 则在图像 头信息中设定第一判断标识位以表明对相应的 色度分量不按照标准编码算法 进行编码， 其中该色度分量的编码重建通过拷贝亮度分量 参考图像中对应的 色度分量而得到， 以使得最终输出的码流中不包括该色度分量的 信息； 若当 前图像是预设的刷新图像中的任何一种， 则在图像头信息中设定第二判断标 识位以表明对相应的色度分量按照标准编码算 法进行编码并输出； 以及 解码装置， 其设置成： 在获取视频码流后， 解析当前图像的头信息中的 判断标识位的信息， 若所述判断标识位为第一判断标识位， 则对未按照标准 编码算法进行编码的色度分量进行解码处理并 输出， 其中该色度分量的解码 重建通过拷贝亮度分量参考图像中对应的色度 分量而得到， 若所述判断标识 位为第二判断标识位， 则对按照标准编码算法进行编码的色度分量进 行正常 解码并输出。

所述刷新图像包括设定的帧内编码图像、 场景切换的图像、 以及根据实 际应用设定的每隔 N幅图像之后下一幅图像中的至少一种。

通过上述技术方案可以看出， 本发明提供的视频编解码方法可有效提升 视频通信应用下的视频压缩效率， 且视频主观质量不会有明显下降， 同时， 还能大幅降低编解码器的复杂度， 节省硬件资源， 除此之外该方法和现有视 频标准兼容容易， 使用方便。

附图概述

图 1是本发明实施例提供的视频编解码系统的结� �示意图；

图 2是本发明实施例提供的视频编码流程示意图� �

图 3是本发明实施例提供的视频解码流程示意图� �

本发明目的的实现、 功能特点及优异效果， 下面将结合具体实施例以及 附图做进一步的说明。

本发明的较佳实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明所述技术 方案作进一步的详细描 述， 以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明 并能予以实施， 但所举实 施例不作为对本发明的限定。 本发明的发明人观察到， 人眼视觉系统色彩敏感度的研究表明， 在数字 视频通用的色彩空间 （例如 YUV色彩空间） 中， 人眼对亮度分量（ Y分量） 的敏感程度要远高于对色度分量（U、 V分量）的敏感程度， 特别是视频通信 中， 亮度分量的较小改变较容易引起人眼的关注， 而色度的较小改变则不易 引起人眼的关注。 所以， 本发明的发明人由此想到， 可利用人眼的这一对色 彩空间各分量的敏感差异特点， 对视频通信中的色度编码进行改进， 以进一 步提升视频压缩效率， 提高用户体验质量。

本发明实施例提供的一种视频编解码方法， 包括视频编码步骤以及视频 解码步骤， 其中， 所述视频编码步骤包括：

S101、 在釆用标准编码算法完成当前图像的亮度分量 编码后， 依据编码 装置预设的刷新图像判断是否需要对当前图像 的色度分量按照标准编码算法 进行编码， 若当前图像不是编码装置预设的刷新图像中的 任何一种， 则转步 骤 S103 , 否则， 转步骤 S102;

S102、 对相应的色度分量按照标准编码算法进行编码 ；

S103、 对相应的色度分量不按照标准编码算法进行编 码处理， 其中该色 度分量的编码重建通过亮度分量参考图像中的 对应色度分量拷贝而得到， 以 使得最终输出的码流中不包括该相应的色度分 量信息。

其中， 所述标准编码算法为现有的多种标准的视频编 码算法， 例如支持 H.264标准的视频编码算法等。

具体实施时， 优选地， 在所述步骤 S101中， 依据编码装置预设的刷新图 像判断是否需要对当前图像的色度分量按照标 准编码算法进行编码的方法包 括：

( 1 )若当前图像不是编码装置预设的刷新图像中� �任何一种， 则在当前 图像头信息中设定第一判断标识位以表明对相 应色度分量不按照标准编码算 法进行编码；

( 2 )若当前图像是编码装置预设的刷新图像中的� �何一种， 则在当前图 像头信息中设定第二判断标识位以表明对相应 色度分量按照标准编码算法进 行编码。 其中， 所述刷新图像包括但不限于编码装置设定的帧 内编码图像、 场景 切换的图像、 以及根据实际应用设定的每隔 N幅图像之后下一幅图像。

优选地， 在所述步骤 S102中， 对相应的色度分量按照标准编码算法进行 编码的方法为： 以宏块为单位对相应色度分量按照标准编码算 法进行预测、 变换、 量化和熵编码处理， 其中该色度分量的编码重建釆用色度分量参考 图 像的对应色度分量的预测而得。

另外， 所述视频编解码方法包括的视频解码步骤包括 ：

S104、 获取视频码流， 并解析当前图像头信息中的判断标识位信息， 若 为第一判断标识位， 则转步骤 S105 , 若为第二判断标识位， 则转步骤 S106;

S105、对未按照标准编码算法进行编码的色度� �量进行解码处理并输出， 其中该色度分量的解码重建釆用亮度分量参考 图像的对应色度分量拷贝而 付；

S106、 对按照标准编码算法进行编码的色度分量进行 正常解码并输出。 优选地， 在所述步骤 S106中， 对按照标准编码算法进行编码的色度分量 进行正常解码的方法为： 以宏块为单位对相应色度分量进行熵译码、反 量化、 反变换和预测重建处理。

本发明实施例还提供了一种编码装置 10, 如图 1所示， 其包括：

第一分析模块 101 , 其设置成： 在釆用标准编码算法完成当前图像的亮度 分量编码后， 依据预设的刷新图像判断是否需要对当前图像 的色度分量按照 标准编码算法进行编码， 若当前图像不是预设的刷新图像中的任何一种 ， 则 向执行模块发送对相应的色度分量不按照标准 编码算法进行编码处理的第一 控制命令， 否则， 则向执行模块发送对相应的色度分量按照标准 编码算法进 行编码的第二控制命令； 以及

第一执行模块 102, 其设置成： 依据所述第二控制命令对相应的色度分量 按照标准编码算法进行编码； 以及依据所述第一控制命令对相应的色度分量 不按照标准编码算法进行编码处理， 其中该色度分量的编码重建通过亮度分 量参考图像中的对应色度分量拷贝而得到， 以使得最终输出的码流中不包括 该相应的色度分量信息。 其中，所述第一分析模块 101是设置成通过如下方式判断是否需要对当前 图像的色度分量按照标准编码算法进行编码：

( 1 )若当前图像不是预设的刷新图像中的任何一� �， 则在当前图像头信 息中设定第一判断标识位以表明对相应色度分 量不按照标准编码算法进行编 码；

( 2 )若当前图像是预设的刷新图像中的任何一种� � 则在当前图像头信息 中设定第二判断标识位以表明对相应色度分量 按照标准编码算法进行编码。

所述刷新图像包括设定的帧内编码图像、 场景切换的图像、 以及根据实 际应用设定的每隔 N幅图像之后下一幅图像中的至少一种。

所述第一执行模块 102是设置成通过如下方式对相应的色度分量按 照标 准编码算法进行编码： 以宏块为单位对相应色度分量按照标准编码算 法进行 预测、 变换、 量化和熵编码， 其中该色度分量的编码重建釆用色度分量参考 图像的对应色度分量的预测而得。

继续参照图 1 , 本发明实施例还提供了一种解码装置 20, 其包括： 第二分析模块 201 , 其设置成： 获取视频码流， 并解析当前图像头信息中 的判断标识位信息， 若为第一判断标识位， 则向第二执行模块 202发送对未按 照标准编码算法进行编码的色度分量进行解码 处理的第三控制命令， 若为第 二判断标识位，则向第二执行模块 202发送对按照标准编码算法进行了编码的 色度分量进行正常解码的第四控制命令， 其中， 在编码装置 10端， 若图像不 是编码装置 10预设的刷新图像中的任何一种， 则在图像头信息中设定第一判 断标识位以表明对相应色度分量不按照标准编 码算法进行编码， 其中该色度 分量的编码重建通过亮度分量参考图像中的对 应色度分量拷贝而得到， 以使 得最终输出的码流中不包括该相应的色度分量 信息； 若图像是编码装置 10预 设的刷新图像中的任何一种， 则在图像头信息中设定第二判断标识位以表明 对相应色度分量按照标准编码算法进行编码； 以及

第二执行模块 202, 其设置成： 依据所述第三控制命令对未按照标准编码 算法进行编码的色度分量进行解码处理并输出 ， 其中该色度分量的解码重建 釆用亮度分量参考图像的对应色度分量拷贝而 得； 以及依据所述第四控制命 令对按照标准编码算法进行了编码的色度分量 进行正常解码并输出。

其中，所述第二执行模块 202是设置成通过如下方式对按照标准编码算法 进行编码的色度分量进行正常解码： 以宏块为单位对相应色度分量进行熵译 码、 反量化、 反变换和预测重建处理。

所述刷新图像包括设定的帧内编码图像、 场景切换的图像、 以及根据实 际应用设定的每隔 N幅图像之后下一幅图像中的至少一种。

如图 1所示， 本发明实施例还提供了一种视频编解码系统， 包括： 编码装置 10 , 其设置成： 在釆用标准编码算法完成当前图像的亮度分量 编码后， 依据编码装置 10预设的刷新图像判断是否需要对当前图像的� ��度分 量按照标准编码算法进行编码， 若当前图像不是编码装置 10预设的刷新图像 中的任何一种， 则在图像头信息中设定第一判断标识位以表明 对相应色度分 量不按照标准编码算法进行编码， 其中该色度分量的编码重建通过亮度分量 参考图像中的对应色度分量拷贝而得到， 以使得最终输出的码流中不包括该 相应的色度分量信息； 否则， 则在图像头信息中设定第二判断标识位以表明 对相应色度分量按照标准编码算法进行编码并 输出； 以及

解码装置 20 , 其设置成： 在获取视频码流后， 解析当前图像头信息中的 判断标识位信息， 若为第一判断标识位， 则对未按照标准编码算法进行编码 的色度分量进行解码处理并输出， 其中该色度分量的解码重建釆用亮度分量 参考前图像的对应色度分量拷贝而得， 若为第二判断标识位， 则对按照标准 编码算法进行编码的色度分量进行正常解码并 输出。

其中， 所述刷新图像包括设定的帧内编码图像、 场景切换的图像、 以及 根据实际应用设定的每隔 N幅图像之后下一幅图像中的至少一种。

下面以 H.264视频压缩标准为例， 对本发明作进一步的详细描述。

编码装置 10端具体实施步骤如下：

第一步： 如图 1所示， 在釆用 H.264视频压缩标准技术对当前图像亮度分 量编码完成之后， 判断当前图像色度分量是否需要按 H.264标准技术编码。 若 当前图像不是编码器设定的刷新图像中的任何 一种， 首先在 slice头信息中设 定一个判断标识位（例如， 可设定为两个比特） ， 用来表明当前 slice的色度 分量 u不按 H.264标准编码， 具体如表 1所示， 例如可将该判断标识位设为 01、 10或 11 , 并进入第二步； 否则， 将该判断标识位设为 00, 进入第三步。

其中， 编码装置 10设定刷新图像可以包括但不限制为： I图像、 IDR图像、 场景切换的图像、 编码装置 10根据实际应用设定的每隔 N幅图像之后紧接着 的刷新图像等。

表 1 色度分量编码判断标识位说明

第二步： 对不做编码处理的色度分量， 编码重建直接釆用亮度分量参考 图像的对应色度分量拷贝而得， 继续参考上表 1 , 比如：

1 )判断标识位为 11时， U、 V色度分量都不做编码处理， 两个分量的编 码重建直接通过亮度分量参考图像对应的 U、 V色度分量拷贝得出， 最终输出 码流中不包括 U、 V色度分量信息；

2 )判断标识位为 01时， V色度分量不做编码处理， 其编码重建直接通过 亮度分量参考图像对应的 V色度分量拷贝得出，最终输出码流中不包括 V色度 分量信息， U色度分量处理进入第三步；

3 )判断标识位为 10时， U色度分量不做编码处理， 其编码重建直接通过 亮度分量参考图像对应的 U色度分量拷贝得出，最终输出码流中不包括 U色度 分量信息， V色度分量处理进入第三步。

第三步： 对釆用 H.264标准技术进行编码的色度分量， 以宏块为单位对相 应色度分量进行预测、 变换、 量化和熵编码， 其编码重建釆用色度分量参考 图像的对应色度分量预测而得， 继续参考上表 1 , 比如：

1 )判断标识位为 00时， U、 V色度分量均釆用 H.264标准技术进行编码处 理， 编码重建通过 U、 V色度分量参考图像对应的 U、 V色度分量预测得出， 最终输出码流中包括了11、 V色度分量信息；

2 )判断标识位为 01时， 只有 U色度分量釆用 H.264标准技术进行编码处 理， 编码重建通过 U色度分量参考图像对应的 U色度分量预测得出， 最终输出 码流中只包括 U色度分量信息；

3 )判断标识位为 10时， 只有 V色度分量釆用 H.264标准技术进行编码处 理， 编码重建通过 V色度分量参考图像对应的 U色度分量预测得出， 最终输出 码流中只包括 V色度分量信息。

解码装置 20端的具体实施步骤如下：

第一步： 如图 2所示， 解析 H.264码流中的 slice头信息中的色度编码判断 标识位。 若判断标识位为 11 , 说明 U、 V色度分量都不需按 H.264标准进行解 码， 进入第二步； 若判断标识位为 10, 说明 V色度分量需按 H.264标准进行解 码， 进入第三步， 而 U色度分量不需按 H.264标准进行解码， 进入第二步； 若 判断标识位为 01 , 说明 U色度分量需按 H.264标准进行解码， 进入第三步， 而 V色度分量不需按 H.264标准进行解码， 进入第二步； 若判断标识位为 00, 说 明 U、 V色度分量均需按 H.264标准进行解码， 进入第三步；

第二步： 对不需按 H.264标准进行解码的色度分量， 解码重建直接釆用亮 度分量参考图像的对应色度分量拷贝而得并输 出显示， 比如：

1 )判断标识位为 11时， U、 V色度分量解码重建直接通过亮度分量参考 图像对应的 U、 V色度分量拷贝得出并输出显示；

2 )判断标识位为 01时， V色度分量解码重建直接通过亮度分量参考图� � 对应的 V色度分量拷贝得出并输出显示， U色度分量处理进入第三步；

3 )判断标识位为 10时， U色度分量解码重建直接通过亮度分量参考图� � 对应的 U色度分量拷贝得出并输出显示， V色度分量处理进入第三步。

第三步： 对需按 H.264标准进行解码的色度分量， 以宏块为单位对相应色 度分量进行熵译码、 反量化、 反变换和预测重建并输出显示， 比如： 1 )判断标识位为 00时， U、 V色度分量均釆用 H.264标准技术进行解码处 理；

2 )判断标识位为 01时， 只有 U色度分量釆用 H.264标准技术进行解码处 理；

3 )判断标识位为 10时， 只有 V色度分量釆用 H.264标准技术进行解码处 理。

以上所述仅为本发明的优选实施例， 并非因此限制本发明的专利范围， 凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效 结构或等效流程变换， 或直接 或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包 括在本发明的专利保护范围内。

工业实用性

与有关技术相比， 本发明提供的视频编解码方法可有效提升视频 通信应 用下的视频压缩效率， 且视频主观质量不会有明显下降， 同时， 还能大幅降 低编解码器的复杂度， 节省硬件资源， 除此之外该方法和现有视频标准兼容 容易， 使用方便。