本申請(qǐng)涉及超高清視頻傳輸，尤其涉及一種基于超高清視頻傳輸?shù)姆謮K優(yōu)化方法、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、隨著視頻采集技術(shù)的進(jìn)步，超高清視頻（如8k/120fps）逐漸普及，隨之造成的事視頻數(shù)據(jù)量巨大，傳統(tǒng)編碼標(biāo)準(zhǔn)（如hevc）在實(shí)時(shí)傳輸中面臨高帶寬占用與編解碼延遲問題。

2、現(xiàn)有的主流分塊編碼方案采用固定分塊大小，難以適應(yīng)復(fù)雜動(dòng)態(tài)場(chǎng)景（如快速運(yùn)動(dòng)畫面），導(dǎo)致碼率波動(dòng)大、畫質(zhì)損失明顯。?且未解決動(dòng)態(tài)場(chǎng)景下的分塊策略問題，在網(wǎng)絡(luò)帶寬波動(dòng)時(shí)，自適應(yīng)算法響應(yīng)速度慢，易出現(xiàn)卡頓或分辨率下降。現(xiàn)有技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)基于歷史帶寬預(yù)測(cè)進(jìn)行碼率調(diào)整，同時(shí)聯(lián)合視頻內(nèi)容特征進(jìn)行針對(duì)性的編碼優(yōu)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種基于超高清視頻傳輸?shù)姆謮K優(yōu)化方法、設(shè)備及介質(zhì)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中超高清視頻分塊編碼碼率波動(dòng)大、畫質(zhì)損失明顯的技術(shù)問題。

2、第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種基于超高清視頻傳輸?shù)姆謮K優(yōu)化方法，其特征在于，方法包括：獲取超高清視頻幀，并對(duì)超高清視頻幀進(jìn)行視頻場(chǎng)景識(shí)別，以得到動(dòng)態(tài)分塊建議圖；基于動(dòng)態(tài)分塊建議圖，通過分塊決策分析，確定視頻分塊結(jié)果；對(duì)視頻分塊結(jié)果進(jìn)行分層量化編碼處理，以得到差異化量化參數(shù)的動(dòng)態(tài)分配數(shù)據(jù)；根據(jù)差異化量化參數(shù)的動(dòng)態(tài)分配數(shù)據(jù)，通過帶寬周期預(yù)測(cè)，確定抗波動(dòng)帶寬數(shù)據(jù)；基于抗波動(dòng)帶寬數(shù)據(jù)，通過動(dòng)態(tài)碼率控制，得到碼率分配數(shù)據(jù)。

3、在本申請(qǐng)的一種實(shí)現(xiàn)方式中，對(duì)超高清視頻幀進(jìn)行視頻場(chǎng)景識(shí)別，以得到動(dòng)態(tài)分塊建議圖，具體包括：對(duì)超高清視頻幀進(jìn)行運(yùn)動(dòng)矢量分析，以得到第一動(dòng)態(tài)特征；對(duì)超高清視頻幀進(jìn)行紋理復(fù)雜度分析，以得到第二動(dòng)態(tài)特征；基于第一動(dòng)態(tài)特征和第二動(dòng)態(tài)特征，確定超高清視頻幀的動(dòng)態(tài)特征向量；根據(jù)動(dòng)態(tài)特征向量，通過動(dòng)態(tài)分塊分析，得到動(dòng)態(tài)分塊建議圖；其中動(dòng)態(tài)分塊分析包括：區(qū)域建議分塊尺寸標(biāo)記、分塊尺寸優(yōu)化、紋理復(fù)雜度評(píng)分。

4、在本申請(qǐng)的一種實(shí)現(xiàn)方式中，基于動(dòng)態(tài)分塊建議圖，通過分塊決策分析，確定視頻分塊結(jié)果，具體包括：對(duì)動(dòng)態(tài)分塊建議圖進(jìn)行分塊參數(shù)配置，以得到待優(yōu)化分塊視頻幀；其中，分塊參數(shù)配置包括：運(yùn)動(dòng)敏感區(qū)域、紋理復(fù)雜區(qū)域、連續(xù)靜態(tài)區(qū)域；對(duì)待優(yōu)化分塊視頻幀進(jìn)行分塊邊界優(yōu)化，以確定視頻分塊結(jié)果；其中，分塊邊界優(yōu)化包括：形態(tài)學(xué)閉運(yùn)算、分塊尺寸梯度變化約束。

5、在本申請(qǐng)的一種實(shí)現(xiàn)方式中，在對(duì)待優(yōu)化分塊視頻幀進(jìn)行分塊邊界優(yōu)化，以確定視頻分塊結(jié)果之后，方法還包括：基于視頻分塊結(jié)果，通過帶寬變化閾值分析，確定視頻調(diào)整模式；其中，視頻調(diào)整模式包括：正常模式、緊急模式；在視頻調(diào)整模式為正常模式的情況下，保持原有視頻分塊狀態(tài)；在視頻調(diào)整模式為緊急模式的情況下，通過區(qū)域質(zhì)量動(dòng)態(tài)調(diào)整，得到動(dòng)態(tài)優(yōu)化圖像；將預(yù)設(shè)的i幀插入至動(dòng)態(tài)優(yōu)化圖像中，以確定緊急模式優(yōu)化數(shù)據(jù)。

6、在本申請(qǐng)的一種實(shí)現(xiàn)方式中，對(duì)視頻分塊結(jié)果進(jìn)行分層量化編碼處理，以得到差異化量化參數(shù)的動(dòng)態(tài)分配數(shù)據(jù)，具體包括：基于視頻分塊結(jié)果，通過運(yùn)動(dòng)等級(jí)匹配，確定分塊類型對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)等級(jí)；將運(yùn)動(dòng)等級(jí)匹配對(duì)應(yīng)的量化參數(shù)，以得到分層量化數(shù)據(jù)；根據(jù)分層量化數(shù)據(jù)，通過碼率權(quán)重匹配，確定差異化量化參數(shù)的動(dòng)態(tài)分配數(shù)據(jù)。

7、在本申請(qǐng)的一種實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)差異化量化參數(shù)的動(dòng)態(tài)分配數(shù)據(jù)，通過帶寬周期預(yù)測(cè)，確定抗波動(dòng)帶寬數(shù)據(jù)，具體包括：基于動(dòng)態(tài)分配數(shù)據(jù)，通過周期帶寬檢測(cè)，得到當(dāng)前可用帶寬；其中，周期帶寬檢測(cè)的計(jì)算公式為：

8、

9、其中，為數(shù)據(jù)包有效載荷，是第個(gè)數(shù)據(jù)包的往返時(shí)間，為當(dāng)前可用帶寬值；對(duì)當(dāng)前可用帶寬進(jìn)行抗干擾平滑處理，以得到抗波動(dòng)帶寬數(shù)據(jù)；其中，抗干擾平滑處理的計(jì)算公式為：

10、

11、其中，為經(jīng)過帶寬平滑處理之后的帶寬值，為上次計(jì)算的帶寬值。

12、在本申請(qǐng)的一種實(shí)現(xiàn)方式中，基于抗波動(dòng)帶寬數(shù)據(jù)，通過動(dòng)態(tài)碼率控制，得到碼率分配數(shù)據(jù)，具體包括：對(duì)抗波動(dòng)帶寬數(shù)據(jù)進(jìn)行碼率動(dòng)態(tài)運(yùn)算，以得到待分配碼率；其中，碼率動(dòng)態(tài)運(yùn)算的計(jì)算公式為：

13、

14、其中，為編碼器支持的最大碼率，為分塊的碼率權(quán)重，為分塊當(dāng)前的值；將待分配碼率分配至對(duì)應(yīng)的編碼中，以得到碼率分配數(shù)據(jù)。

15、在本申請(qǐng)的一種實(shí)現(xiàn)方式中，在基于抗波動(dòng)帶寬數(shù)據(jù)，通過動(dòng)態(tài)碼率控制，得到碼率分配數(shù)據(jù)之后，方法還包括：基于碼率分配數(shù)據(jù)，得到超高清優(yōu)化視頻；通過預(yù)設(shè)的傳輸網(wǎng)絡(luò)，將超高清優(yōu)化視頻傳輸至視頻目的地，以得到輸出超高清視頻。

16、第二方面，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了一種基于超高清視頻傳輸?shù)姆謮K優(yōu)化設(shè)備，其特征在于，設(shè)備包括：至少一個(gè)處理器；以及，與至少一個(gè)處理器通信連接的存儲(chǔ)器；其中，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有可被至少一個(gè)處理器執(zhí)行的指令，指令被至少一個(gè)處理器執(zhí)行，以使至少一個(gè)處理器能夠：獲取超高清視頻幀，并對(duì)超高清視頻幀進(jìn)行視頻場(chǎng)景識(shí)別，以得到動(dòng)態(tài)分塊建議圖；基于動(dòng)態(tài)分塊建議圖，通過分塊決策分析，確定視頻分塊結(jié)果；對(duì)視頻分塊結(jié)果進(jìn)行分層量化編碼處理，以得到差異化量化參數(shù)的動(dòng)態(tài)分配數(shù)據(jù)；根據(jù)差異化量化參數(shù)的動(dòng)態(tài)分配數(shù)據(jù)，通過帶寬周期預(yù)測(cè)，確定抗波動(dòng)帶寬數(shù)據(jù)；基于抗波動(dòng)帶寬數(shù)據(jù)，通過動(dòng)態(tài)碼率控制，得到碼率分配數(shù)據(jù)。

17、第三方面，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了一種基于超高清視頻傳輸?shù)姆謮K優(yōu)化的非易失性計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，其特征在于，計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令設(shè)置為：獲取超高清視頻幀，并對(duì)超高清視頻幀進(jìn)行視頻場(chǎng)景識(shí)別，以得到動(dòng)態(tài)分塊建議圖；基于動(dòng)態(tài)分塊建議圖，通過分塊決策分析，確定視頻分塊結(jié)果；對(duì)視頻分塊結(jié)果進(jìn)行分層量化編碼處理，以得到差異化量化參數(shù)的動(dòng)態(tài)分配數(shù)據(jù)；根據(jù)差異化量化參數(shù)的動(dòng)態(tài)分配數(shù)據(jù)，通過帶寬周期預(yù)測(cè)，確定抗波動(dòng)帶寬數(shù)據(jù)；基于抗波動(dòng)帶寬數(shù)據(jù)，通過動(dòng)態(tài)碼率控制，得到碼率分配數(shù)據(jù)。

18、本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種基于超高清視頻傳輸?shù)姆謮K優(yōu)化方法、設(shè)備及介質(zhì)，通過分塊決策與量化、基于帶寬預(yù)測(cè)的碼率調(diào)整以及碼率的實(shí)時(shí)分配，解決了現(xiàn)有技術(shù)中超高清視頻分塊編碼碼率波動(dòng)大、畫質(zhì)損失明顯的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了超高清視頻的動(dòng)態(tài)編碼，提高了波動(dòng)網(wǎng)絡(luò)下的傳輸?shù)姆€(wěn)定性，降低了傳輸延時(shí)，突破現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)在8k實(shí)時(shí)傳輸中的性能瓶頸。

技術(shù)特征：

1.一種基于超高清視頻傳輸?shù)姆謮K優(yōu)化方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超高清視頻傳輸?shù)姆謮K優(yōu)化方法，其特征在于，對(duì)所述超高清視頻幀進(jìn)行視頻場(chǎng)景識(shí)別，以得到動(dòng)態(tài)分塊建議圖，具體包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超高清視頻傳輸?shù)姆謮K優(yōu)化方法，其特征在于，基于所述動(dòng)態(tài)分塊建議圖，通過分塊決策分析，確定視頻分塊結(jié)果，具體包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于超高清視頻傳輸?shù)姆謮K優(yōu)化方法，其特征在于，在對(duì)所述待優(yōu)化分塊視頻幀進(jìn)行分塊邊界優(yōu)化，以確定所述視頻分塊結(jié)果之后，所述方法還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超高清視頻傳輸?shù)姆謮K優(yōu)化方法，其特征在于，對(duì)所述視頻分塊結(jié)果進(jìn)行分層量化編碼處理，以得到差異化量化參數(shù)的動(dòng)態(tài)分配數(shù)據(jù)，具體包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超高清視頻傳輸?shù)姆謮K優(yōu)化方法，其特征在于，根據(jù)所述差異化量化參數(shù)的動(dòng)態(tài)分配數(shù)據(jù)，通過帶寬周期預(yù)測(cè)，確定抗波動(dòng)帶寬數(shù)據(jù)，具體包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超高清視頻傳輸?shù)姆謮K優(yōu)化方法，其特征在于，基于所述抗波動(dòng)帶寬數(shù)據(jù)，通過動(dòng)態(tài)碼率控制，得到碼率分配數(shù)據(jù)，具體包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超高清視頻傳輸?shù)姆謮K優(yōu)化方法，其特征在于，在基于所述抗波動(dòng)帶寬數(shù)據(jù)，通過動(dòng)態(tài)碼率控制，得到碼率分配數(shù)據(jù)之后，所述方法還包括：

9.一種基于超高清視頻傳輸?shù)姆謮K優(yōu)化設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括：

10.一種基于超高清視頻傳輸?shù)姆謮K優(yōu)化的非易失性計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令設(shè)置為：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開了一種基于超高清視頻傳輸?shù)姆謮K優(yōu)化方法、設(shè)備及介質(zhì)，涉及超高清視頻傳輸技術(shù)領(lǐng)域，方法包括：獲取超高清視頻幀，并對(duì)超高清視頻幀進(jìn)行視頻場(chǎng)景識(shí)別，以得到動(dòng)態(tài)分塊建議圖；基于動(dòng)態(tài)分塊建議圖，通過分塊決策分析，確定視頻分塊結(jié)果；對(duì)視頻分塊結(jié)果進(jìn)行分層量化編碼處理，以得到差異化量化參數(shù)的動(dòng)態(tài)分配數(shù)據(jù)；根據(jù)差異化量化參數(shù)的動(dòng)態(tài)分配數(shù)據(jù)，通過帶寬周期預(yù)測(cè)，確定抗波動(dòng)帶寬數(shù)據(jù)；基于抗波動(dòng)帶寬數(shù)據(jù)，通過動(dòng)態(tài)碼率控制，得到碼率分配數(shù)據(jù)。本申請(qǐng)通過上述方法解決了現(xiàn)有技術(shù)中超高清視頻分塊編碼碼率波動(dòng)大、畫質(zhì)損失明顯的技術(shù)問題，提高了波動(dòng)網(wǎng)絡(luò)下的傳輸?shù)姆€(wěn)定性，突破現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)在8K實(shí)時(shí)傳輸中的性能瓶頸。

技術(shù)研發(fā)人員：張宇,孫業(yè)志,董磊,謝恩鵬,趙明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東浪潮超高清智能科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15