本發(fā)明屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種編碼方法及系統(tǒng)，特別是涉及一種二次視頻數(shù)據(jù)編碼方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前安防視頻監(jiān)控行業(yè)發(fā)展迅猛，人們對視頻質(zhì)量的要求越來越高。比如圖像采集設(shè)備采集到的圖像由D1分辨率向著720P，甚至1080P的分辨率發(fā)展。這樣帶來的直接好處是人們能獲得到清晰的前端圖像。但是隨之而來的問題就是傳輸?shù)膯栴}。

在視頻傳輸問題上，越高清的視頻，碼率就越大，也就是單位時間內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量越大，這樣，在同等帶寬條件下，能夠傳輸?shù)囊曨l監(jiān)控路數(shù)就越少。甚至有的帶寬情況下，一路的1080P的視頻質(zhì)量也不能很好的保證。一般說來，為了保證圖像質(zhì)量，會有2種解決方式，一是增加帶寬，但是增加帶寬沒有徹底解決問題，而是增加了用戶的成本；二是減少監(jiān)控路數(shù)，但是這樣也沒有從根本上解決問題，而且背離了監(jiān)控的初衷，監(jiān)控的基本要求還是要保證能同時查看多路圖像。

因此，如何提供一種二次視頻數(shù)據(jù)編碼方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中安防視頻監(jiān)控設(shè)備中視頻所占用帶寬較多，傳輸成本較高，無法滿足監(jiān)控所需的高質(zhì)量要求等種種缺陷，實(shí)已成為本領(lǐng)域從業(yè)者亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種二次視頻數(shù)據(jù)編碼方法及系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中安防視頻監(jiān)控設(shè)備中視頻所占用帶寬較多，傳輸成本較高，無法滿足監(jiān)控所需的高質(zhì)量要求的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明一方面提供一種二次視頻數(shù)據(jù)編碼方法，所述二次視頻數(shù)據(jù)編碼方法包括以下幾個步驟：對采集到的視頻數(shù)據(jù)采用第一預(yù)定方式進(jìn)行解碼以獲取第一圖像數(shù)據(jù)；將獲取的YUV格式的圖像數(shù)據(jù)通過第二預(yù)定方式進(jìn)行編碼處理以獲取第二圖像數(shù)據(jù)；將所述第二圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸。

可選地，所述第一圖像數(shù)據(jù)為YUV格式的圖像數(shù)據(jù)。

可選地，所述第一預(yù)定方式包括：采用視頻流格式對采集到的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；或采用私有圖像格式的數(shù)據(jù)解碼方式對采集到的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。

可選地，所述第二預(yù)定方式包括將獲取的YUV格式的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行CABAC編碼、多參考幀、8x8幀內(nèi)預(yù)測、8x8DCT變換。

可選地，所述第二預(yù)定方式為采用H.264High Profile技術(shù)對獲取的YUV格式的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理。

本發(fā)明另一方面還提供一種二次視頻數(shù)據(jù)編碼系統(tǒng)，所述二次視頻數(shù)據(jù)編碼系統(tǒng)包括：采集模塊，用于采集視頻數(shù)據(jù)；第一處理模塊，與所述采集模塊連接，用于對采集到的視頻數(shù)據(jù)采用第一預(yù)定方式進(jìn)行解碼以獲取第一圖像數(shù)據(jù)；第二處理模塊，與所述第一處理模塊連接，用于將獲取的YUV格式的圖像數(shù)據(jù)通過第二預(yù)定方式進(jìn)行編碼處理以獲取第二圖像數(shù)據(jù)；傳輸模塊，與所述第二處理模塊連接，用于將所述第二圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸。

可選地，所述第一處理模塊中獲取的第一圖像數(shù)據(jù)的格式為YUV格式的圖像數(shù)據(jù)，且所述第一預(yù)定方式預(yù)先存儲于所述第一處理模塊中。

可選地，所述第一處理模塊上提供兩個接口，其中，通過將視頻數(shù)據(jù)輸入到第一接口采用視頻流格式對采集到的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；通過將數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入到第二接口采用私有圖像格式的數(shù)據(jù)解碼方式對采集到的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。

可選地，所述第二處理模塊上預(yù)存有所述第二預(yù)定方式，所述第二預(yù)定方式包括將獲取的YUV格式的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行CABAC編碼、多參考幀、8x8幀內(nèi)預(yù)測、8x8DCT變換。

本發(fā)明又一方面還提供一種終端設(shè)備，所述終端設(shè)備包括：所述的二次視頻數(shù)據(jù)編碼系統(tǒng)。

如上所述，本發(fā)明的二次視頻數(shù)據(jù)編碼方法及系統(tǒng)，具有以下有益效果：

本發(fā)明所述的二次視頻數(shù)據(jù)編碼方法及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了保持視頻分辨率不變，而傳輸碼率降低，保證了視頻觀看效果，傳輸成本較低，滿足了監(jiān)控所需的高質(zhì)量要求。

附圖說明

圖1顯示為本發(fā)明的二次視頻數(shù)據(jù)編碼方法流程示意圖。

圖2顯示為本發(fā)明的二次視頻數(shù)據(jù)編碼系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3顯示為本發(fā)明的終端設(shè)備的原理結(jié)構(gòu)示意圖。

元件標(biāo)號說明

1 二次視頻數(shù)據(jù)編碼系統(tǒng)

11 采集模塊

12 第一處理模塊

13 第二處理模塊

14 傳輸模塊

2 終端設(shè)備

21 二次視頻數(shù)據(jù)編碼系統(tǒng)

S1～S4 步驟

具體實(shí)施方式

以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

需要說明的是，以下實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。

實(shí)施例一

本實(shí)施例提供一種二次視頻數(shù)據(jù)編碼方法，請參閱圖1，顯示為二次視頻數(shù)據(jù)編碼方法流程示意圖。如圖1所示，所述二次視頻數(shù)據(jù)編碼方法包括以下幾個步驟：

S1，采集視頻數(shù)據(jù)。在本實(shí)施例中，該視頻數(shù)據(jù)為經(jīng)過視頻壓縮算法壓縮后得到的壓縮數(shù)據(jù)，所述壓縮算法如H.263、H.264、H.265、AVI、MPEG4等。并利用標(biāo)準(zhǔn)的壓縮算法對壓縮的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行視頻解碼，解碼為YUV格式的視頻數(shù)據(jù)，YUV格式的視頻數(shù)據(jù)為視頻采集時捕獲到的原始視頻源數(shù)據(jù)，主要由YUV三個分量組成。

S2，對采集到的視頻數(shù)據(jù)采用第一預(yù)定方式進(jìn)行解碼以獲取第一圖像數(shù)據(jù)。所述第一預(yù)定方式包括：采用視頻流格式對采集到的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。在本實(shí)施例中對標(biāo)準(zhǔn)圖像格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，如H.264、MPEG等視頻流格式，可以使用成熟開源的解碼庫如FFMPEG等，通過將標(biāo)準(zhǔn)視頻流輸入到解碼庫提供的接口，解碼庫會進(jìn)行解碼處理，輸出YUV圖像數(shù)據(jù)。或采用私有圖像格式的數(shù)據(jù)解碼方式對采集到的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。這種預(yù)定方式就需要靠第三方廠家提供的解碼庫來獲取原始圖像數(shù)據(jù)。兩種解碼方式的結(jié)果是一樣的，都是取得原始的YUV圖像數(shù)據(jù)，區(qū)別僅在于使用不同的解碼庫進(jìn)行處理視頻數(shù)據(jù)。

S3，將獲取的YUV格式的圖像數(shù)據(jù)通過第二預(yù)定方式進(jìn)行編碼處理以獲取第二圖像數(shù)據(jù)。在本實(shí)施例中，所述第二預(yù)定方式采用H.264High Profile技術(shù)對獲取的YUV格式的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理。H.264High Profile技術(shù)包括將獲取的YUV格式的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行CABAC編碼、多參考幀、8x8幀內(nèi)預(yù)測、8x8DCT變換。H.264High Profile是目前H.264各種profile中編碼最高效的Profile。在H.264Main Profile的基礎(chǔ)上增加了8×8幀內(nèi)預(yù)測、自定義量化矩陣、無損視頻編碼、支持輸入圖像為YUV400格式。與其它標(biāo)準(zhǔn)相比，在相同失真率條件下H.264High Profile的編碼效率提高了50％左右。其中對提升編碼壓縮率的主要有：CABAC編碼、多參考幀、8×8幀內(nèi)預(yù)測、8×8DCT變換。

在概念上可以分為兩層：視頻編碼層(VCL:Video Coding Layer)和網(wǎng)絡(luò)提取層(NAL:Network Abstraction Layer)。VCL和NAL分層編碼設(shè)計的目標(biāo)就是使H.264標(biāo)準(zhǔn)對各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有更廣泛的適應(yīng)性，并在一定的網(wǎng)絡(luò)特性條件下實(shí)現(xiàn)最優(yōu)壓縮性能。VCL和NAL在功能上是分工協(xié)作的關(guān)系，VCL負(fù)責(zé)基于塊的運(yùn)動補(bǔ)償混合編碼。而NAL專門負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的適配，包括為視頻編碼信息提供文件頭信息，以適當(dāng)?shù)姆绞綄σ曨l數(shù)據(jù)進(jìn)行打包和傳送。即以NAL包為單位的方式來做為VCL編解碼的基本單元，這樣網(wǎng)絡(luò)層拿到NAL包之后只需附加該傳輸協(xié)議的頭信息就可以傳送出去?？梢詫AL當(dāng)成是一個專做數(shù)據(jù)封裝的模塊，用來將VCL壓縮過的H.264碼流封裝成適當(dāng)大小的數(shù)據(jù)包，并在數(shù)據(jù)包頭記載數(shù)據(jù)包的類型，每種類型分別對應(yīng)到VCL中不同的編解碼工具。

在H.264標(biāo)準(zhǔn)中引入NAL層，其碼流結(jié)構(gòu)對網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性更強(qiáng)，增加了差錯恢復(fù)能力。在這種分層結(jié)構(gòu)中，高編碼效率和網(wǎng)絡(luò)友好性的任務(wù)分別由VCL和NAL來完成。利用這種特性，還可以實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的封裝和對數(shù)據(jù)進(jìn)行更好的優(yōu)先控制。

NAL層的另一個重要功能是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)狀況發(fā)生惡化時，導(dǎo)致NAL包丟失或者接受次序錯亂時，接收方可以根據(jù)預(yù)設(shè)的方案，進(jìn)行相應(yīng)的糾錯處理。H.264規(guī)范中一共規(guī)定了12種NAL單元的類型，來定義不同的NAL內(nèi)容，這樣當(dāng)發(fā)生錯誤時，調(diào)度層就可以根據(jù)不同的NAL類型做不同的處理操作。這一功能在可靠性較低的網(wǎng)絡(luò)中，特別有用。H.264標(biāo)準(zhǔn)在高清中具有最小體積。在同等圖像質(zhì)量下，采用H.264技術(shù)壓縮后的數(shù)據(jù)量只有MPEG2的1/8，MPEG4的1/3，而本實(shí)施例采用專有的編碼方法在同等視頻質(zhì)量的情況下可節(jié)省50％的帶寬，且保證了圖像質(zhì)量(分辨率)，降低了視頻碼率。

S4，將所述第二圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸。

例如，在X市X區(qū)的教委網(wǎng)絡(luò)中，教委對區(qū)屬中小學(xué)的考場及教室進(jìn)行視頻監(jiān)控的統(tǒng)一管理。由于學(xué)校數(shù)量多，前端攝像頭數(shù)量多，分辨率高(1080P)。教委要求并發(fā)視頻傳輸數(shù) 量10路左右，帶寬每路1Mbps以下。

前端攝像機(jī)在1080P分辨率下，每路帶寬在2Mbps左右，如果按照前端攝像機(jī)傳回的視頻流原樣轉(zhuǎn)發(fā)，達(dá)不到教委的要求，同時由于網(wǎng)絡(luò)帶寬有限，會造成帶寬擁擠，視頻卡頓現(xiàn)象，將本發(fā)明所述二次視頻數(shù)據(jù)編碼方法加入網(wǎng)關(guān)后，同時將網(wǎng)關(guān)部署在靠近前端設(shè)備一側(cè)，這樣實(shí)現(xiàn)了保持視頻分辨率不變，而傳輸碼率降低。保證了視頻觀看效果，也達(dá)到了項(xiàng)目要求。

實(shí)施例二

本實(shí)施例提供一種二次視頻數(shù)據(jù)編碼系統(tǒng)1，請參閱圖2，顯示為二次視頻數(shù)據(jù)編碼系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，所述二次視頻數(shù)據(jù)編碼系統(tǒng)1包括：采集模塊11、第一處理模塊12,、第二處理模塊13、及傳輸模塊14。

所述采集模塊11用于采集視頻數(shù)據(jù)。在本實(shí)施例中，該視頻數(shù)據(jù)為經(jīng)過視頻壓縮算法壓縮后得到的壓縮數(shù)據(jù)，所述壓縮算法如H.263、H.264、H.265、AVI、MPEG4等。并利用標(biāo)準(zhǔn)的壓縮算法對壓縮的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行視頻解碼，解碼為YUV格式的視頻數(shù)據(jù)，YUV格式的視頻數(shù)據(jù)為視頻采集時捕獲到的原始視頻源數(shù)據(jù)，主要由YUV三個分量組成。在本實(shí)施例中，所述采集模塊可以為一安防監(jiān)控設(shè)備上的前置攝像機(jī)。

與所述采集模塊11連接的第一處理模塊12用于對采集到的視頻數(shù)據(jù)采用第一預(yù)定方式進(jìn)行解碼以獲取第一圖像數(shù)據(jù)。預(yù)存在所述第一處理模塊12上的所述第一預(yù)定方式包括：采用視頻流格式對采集到的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。所述第一處理模塊上提供兩個接口，其中，通過將視頻數(shù)據(jù)輸入到第一接口采用視頻流格式對采集到的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；通過將數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入到第二接口采用私有圖像格式的數(shù)據(jù)解碼方式對采集到的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。也就是說，在本實(shí)施例中對標(biāo)準(zhǔn)圖像格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，如H.264、MPEG等視頻流格式，可以使用成熟開源的解碼庫如FFMPEG等，通過將標(biāo)準(zhǔn)視頻流輸入到解碼庫提供的接口，解碼庫會進(jìn)行解碼處理，輸出YUV圖像數(shù)據(jù)。或采用私有圖像格式的數(shù)據(jù)解碼方式對采集到的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。這種預(yù)定方式就需要靠第三方廠家提供的解碼庫來獲取原始圖像數(shù)據(jù)。兩種解碼方式的結(jié)果是一樣的，都是取得原始的YUV圖像數(shù)據(jù)，區(qū)別僅在于使用不同的解碼庫進(jìn)行處理視頻數(shù)據(jù)。

與所述第一處理模塊12連接的第二處理模塊13用于將獲取的YUV格式的圖像數(shù)據(jù)通過第二預(yù)定方式進(jìn)行編碼處理以獲取第二圖像數(shù)據(jù)。在本實(shí)施例中，所述第二預(yù)定方式采用H.264High Profile技術(shù)對獲取的YUV格式的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理。H.264High Profile技術(shù)包括將獲取的YUV格式的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行CABAC編碼、多參考幀、8x8幀內(nèi)預(yù)測、8x8DCT 變換。H.264High Profile是目前H.264各種profile中編碼最高效的Profile。在H.264Main Profile的基礎(chǔ)上增加了8×8幀內(nèi)預(yù)測、自定義量化矩陣、無損視頻編碼、支持輸入圖像為YUV400格式。與其它標(biāo)準(zhǔn)相比，在相同失真率條件下H.264High Profile的編碼效率提高了50％左右。其中對提升編碼壓縮率的主要有：CABAC編碼、多參考幀、8×8幀內(nèi)預(yù)測、8×8DCT變換。

在概念上可以分為兩層：視頻編碼層(VCL:Video Coding Layer)和網(wǎng)絡(luò)提取層(NAL:Network Abstraction Layer)。VCL和NAL分層編碼設(shè)計的目標(biāo)就是使H.264標(biāo)準(zhǔn)對各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有更廣泛的適應(yīng)性，并在一定的網(wǎng)絡(luò)特性條件下實(shí)現(xiàn)最優(yōu)壓縮性能。VCL和NAL在功能上是分工協(xié)作的關(guān)系，VCL負(fù)責(zé)基于塊的運(yùn)動補(bǔ)償混合編碼。而NAL專門負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的適配，包括為視頻編碼信息提供文件頭信息，以適當(dāng)?shù)姆绞綄σ曨l數(shù)據(jù)進(jìn)行打包和傳送。即以NAL包為單位的方式來做為VCL編解碼的基本單元，這樣網(wǎng)絡(luò)層拿到NAL包之后只需附加該傳輸協(xié)議的頭信息就可以傳送出去?？梢詫AL當(dāng)成是一個專做數(shù)據(jù)封裝的模塊，用來將VCL壓縮過的H.264碼流封裝成適當(dāng)大小的數(shù)據(jù)包，并在數(shù)據(jù)包頭記載數(shù)據(jù)包的類型，每種類型分別對應(yīng)到VCL中不同的編解碼工具。

在H.264標(biāo)準(zhǔn)中引入NAL層，其碼流結(jié)構(gòu)對網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性更強(qiáng)，增加了差錯恢復(fù)能力。在這種分層結(jié)構(gòu)中，高編碼效率和網(wǎng)絡(luò)友好性的任務(wù)分別由VCL和NAL來完成。利用這種特性，還可以實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的封裝和對數(shù)據(jù)進(jìn)行更好的優(yōu)先控制。

NAL層的另一個重要功能是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)狀況發(fā)生惡化時，導(dǎo)致NAL包丟失或者接受次序錯亂時，接收方可以根據(jù)預(yù)設(shè)的方案，進(jìn)行相應(yīng)的糾錯處理。H.264規(guī)范中一共規(guī)定了12種NAL單元的類型，來定義不同的NAL內(nèi)容，這樣當(dāng)發(fā)生錯誤時，調(diào)度層就可以根據(jù)不同的NAL類型做不同的處理操作。這一功能在可靠性較低的網(wǎng)絡(luò)中，特別有用。H.264標(biāo)準(zhǔn)在高清中具有最小體積。在同等圖像質(zhì)量下，采用H.264技術(shù)壓縮后的數(shù)據(jù)量只有MPEG2的1/8，MPEG4的1/3，而本實(shí)施例采用專有的編碼方法在同等視頻質(zhì)量的情況下可節(jié)省50％的帶寬，且保證了圖像質(zhì)量(分辨率)，降低了視頻碼率。

與所述第二處理模塊13連接的傳輸模塊14用于將所述第二圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸。在本實(shí)施例中，所述傳輸模塊14可以為無線傳輸模塊，也可以為有線傳輸模塊。

本實(shí)施例還提供一種終端設(shè)備2，請參閱圖3，顯示為終端設(shè)備的原理結(jié)構(gòu)示意圖。所述終端設(shè)備2包括上述所述的二次視頻數(shù)據(jù)編碼系統(tǒng)21。

綜上所述，本發(fā)明所述的二次視頻數(shù)據(jù)編碼方法及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了保持視頻分辨率不變，而傳輸碼率降低，保證了視頻觀看效果，傳輸成本較低，滿足了監(jiān)控所需的高質(zhì)量要求。所以， 本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。

上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。