本发明涉及一种视频信号处理技术，尤其涉及一种基于场景的二次编码图像组划分方法。本发明公开一种基于场景的二次编码GOP划分方法，解决在场景切换时产生图像质量下降的问题，提高视频编码重建图像的稳定性。其技术方案的要点是：包括以下步骤：a.对视频序列进行第一次编码，统计场景切换的位置；b.第二次编码中，根据第一次编码中场景切换位置，进行新的GOP划分，并完成该GOP的初始化；c.编码该GOP图像时，计算每帧图像的帧号；d.对该GOP中每帧图像进行优化编码。本发明的有益效果是：避免了在场景切换时图像质量下降的情况，提高视频编码重建图像的稳定性，适用于对视频信号的处理。
1.基于场景的二次编码图像组划分方法，其特征在于：包括以下步骤：
a.对视频序列进行第一次编码，统计场景切换的位置；
b.第二次编码中，根据第一次编码中场景切换位置，进行新的图像组划分，并完成该图像组的初始化；
设任意一帧图像对应的帧号为frame_no，I帧或P帧对应的帧号为Img_no；
如果某个场景为第一个场景或场景标志位为真，则场景发生切换，开始新的图像组初始化：将场景切换帧强制编码为I帧，在第一次编码中得到了该场景的长度Ns(i)，则在第二次编码中该场景编码的P帧数目为np2，s(i)＝Ns(i)-1，对于非场景切换的帧按照正常的编码结构进行编码；
当有B帧插入时，假设连续插入B帧的数目为Bno，记M＝Bno+1；场景标志位为真或者场景为第一个场景时，则场景发生切换，开始新的图像组初始化：将场景切换帧强制编码为I帧，在第一次编码中得到了该场景的长度Ns(i)，在第二次编码中该场景中的P帧的数目为：np2，s(i)＝[Ns(i)-1]/M+[Ns(i)-1]％M，该场景中B帧的数目为nb2，s(i)＝Ns(i)-np2，s(i)-1；如果待编码的B帧图像位于场景尾部时，将其强制编码为P帧；统计在第一次编码中如果插入B帧时应编码的P帧数目np1，s(i)，判断的方法是，如果[Starts(i)％M]＝0则np1，s(i)＝[Ns(i)-1]/M+1，否则np1，s(i)＝(Ns(i)-M+[Starts(i)％M-1])/M+1；同时，需要计算该场景在第二次编码中开始编码最后一组B帧时已编码的I帧和P帧总数NIP(i)；将上一图像组中得到的NIP(i-1)和Np1，s(i-1)用于更新当前图像组中的初始值Img_no，相应的方法是：如果NIP(i-1)＞Np1，s(i-1)，则Img_no计数更新为Img_no-[NIP(i-1)-Np1，s(i-1)]，否则Img_no的计数不改变，其中Np1，s(i-1)为前一图像组在第一次编码中如果插入B帧时应该编码的P帧的数目；Starts(i)为第i个场景的起始帧号；
所述步骤c中，计算每帧图像的帧号的方法是：假设场景中已编码的B帧和P帧的帧数分别为nb_account(i)和np_account(i)，这两个值在该图像组初始化时设置为
0；设第二次编码时该场景应编码的B帧数目为nb2，s(i)；计算I帧或P帧的帧号的方法为：如果[Starts(i)％M]≠0并且nb_account(i)＜nb2，s(i)，则frame_no＝Img_no×M-[M-Starts(i)％M]，如果[Starts(i)％M]＝0并且nb_account(i)＜nb2，s(i)，则frame_no＝Img_no×M，如果[Starts(i)％M]≠0并且nb_account(i)＝nb2，s(i)，则frame_no＝Img_no×M-[M-Starts(i)％M]+np_account(i)，如果[Starts(i)％M]＝0并且nb_account(i)＝nb2，s(i)，则frame_no＝Img_no×M+np_account(i)；在计算B帧的帧号时，需要首先计算上一个P帧的帧号prevP_no和下一个P帧的帧号nextP_no，其中prevP_no的计算方法为(Img_no-1)×M-[M-Starts(i)％M]，相应地，nextP_no的计算方法为(Img_no+1)×M-[M-Starts(i)％M]，该B帧的帧号为frame_no＝prevP_no+Bno×nb_code，其中nb_code为每次插入B帧时该B帧所处的位置，其值间于[1，Bno]之间。
基于场景的二次编码图像组划分方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种视频信号处理技术，尤其涉及一种基于场景的二次编码图像组划分方法。
背景技术
[0002] 在现有视频编码中，通常采用固定图像组(以下简称GOP)结构进行编码。当场景发生切换或图像运动剧烈时，由于使用前一帧相同位置基本单元的MAD(Mean AbsoluteDifference，平均绝对误差)值线性预测当前基本单元的MAD值，导致当前帧MAD值以及QP(量化参数)预测不准确，并且由于编码过程中通常采用CBR(Constant Bit Rate，恒定比特率)码率控制技术对整个视频序列平均分配码率，往往使得场景切换以及运动剧烈的图像质量急剧下降，影响了视频编码重建图像的稳定性，甚至造成马赛克现象。综上，现有技术产生这些缺陷的根本原因是：未对场景切换后的GOP进行重新划分。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提出一种基于场景的二次编码GOP划分方法，解决在场景切换时产生图像质量下降的问题，提高视频编码重建图像的稳定性。
[0004] 本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：基于场景的二次编码GOP划分方法，包括以下步骤：
[0005] a.对视频序列进行第一次编码，统计场景切换的位置；
[0006] b.第二次编码中，根据第一次编码中场景切换位置，进行新的GOP划分，并完成该GOP的初始化；
[0007] c.编码该GOP图像时，计算每帧图像的帧号；
[0008] d.对该GOP中每帧图像进行优化编码。
[0009] 所述步骤b中，具体划分GOP的方法为：
[0010] 设任意一帧图像对应的帧号为frame_no，I帧或P帧对应的帧号为Img_no；
[0011] b1：无B帧时GOP划分方法：
[0012] 如果该场景为第一个场景或场景标志位为真，可以判断场景发生切换，开始新的GOP初始化：将场景切换帧强制编码为I帧，在第一次编码中得到了该场景的长度Ns(i)，则在第二次编码中该场景编码的P帧数目为np2，s(i)＝Ns(i)-1，对于非场景切换的帧按照正常的编码结构进行编码；
[0013] b2：有B帧时GOP划分方法：
[0014] 当有B帧插入时，假设连续插入B帧的数目为Bno，记M＝Bno+1；场景标志位为真或者场景为第一个场景时，可以判断场景发生切换，开始新的GOP初始化：将场景切换帧强制编码为I帧，在第一次编码中得到了该场景的长度Ns(i)，则在第二次编码中该场景中的P帧的数目为：np2，s(i)＝[Ns(i)-1]/M+[Ns(i)-1]％M，该场景中B帧的数目为nb2，s(i)＝Ns(i)np2，s(i)-1；如果待编码的B帧图像位于场景尾部时，将其强制编码为P帧；统计在第一次编码中如果插入B帧时应编码的P帧数目np1，s(i)，判断的方法是，如果[Starts(i)％M]＝0则np1，s(i)＝[Ns(i)-1]/M+1，否则np1，s(i)＝(Ns(i)-M+[Starts(i)％M-1])/M+1；同时，需要计算该场景在第二次编码中开始编码最后一组B帧时已编码的I帧和P帧总数NIP(i)；将上一GOP中得到的NIP(i-1)和Np1，s(i-1)用于更新当前GOP中的初始值Img_no，相应的方法是：如果NIP(i-1)＞Np1，s(i-1)，则Img_no计数更新为Img_no-[NIP(i-1)-Np1，s(i-1)]，否则Img_no的计数不改变。
[0015] 所述步骤c中，计算每帧图像的帧号的方法是：假设该场景中已编码的B帧和P帧的帧数分别为nb_account(i)和np_account(i)，这两个值在该GOP初始化时设置为0；设第二次编码时该场景应编码的B帧数目为nb2，s(i)；如果[Starts(i)％M]≠0并且nb_account(i)＜nb2，s(i)，则frame_no＝Img_no×M-[M-Starts(i)％M]，如果[Starts(i)％M]＝0并且nb_account(i)＜nb2，s(i)，则frame_no＝Img_no×M，如果[Starts(i)％M]≠0并且nb_account(i)＝nb2，s(i)，则frame_no＝Img_no×M-[M-Starts(i)％M]+np_account，如果[Starts(i)％M]＝0并且nb_account(i)＝nb2，s(i)，则frame_no＝Img_no×M+np_account；在计算B帧的帧号时，需要首先计算上一个P帧的帧号prevP_no和下一个P帧的帧号nextP_no，其中prevP_no的计算方法为(Img_no-1)×M-[M-Starts(i)％M]，相应地，nextP_no的计算方法为(Img_no+1)×M-[M-Starts(i)％M]，该B帧的帧号为frame_no＝prevP_no+Bno×nb_code，其中nb_code为每次插入B帧时该B帧所处的位置，其值间于[1，Bno]之间。
[0016] 本发明的有益效果是：避免了在场景切换时图像质量下降的情况，提高视频编码重建图像的稳定性。
具体实施方式
[0017] 下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
[0018] 本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提出一种基于场景的二次编码GOP划分方法，解决在场景切换时产生图像质量下降的问题，提高视频编码重建图像的稳定性。
[0019] 实施例：
[0020] 本例中的二次编码GOP划分方法可采用以下步骤实现：
[0021] (a)初始化视频信号的初始量化参数，设定编码帧率以及相关编码参数，判断待编码视频序列的编码次数，如果为第一次编码，则执行b进行第一次编码，否则，进入步骤c进行第二次编码。
[0022] (b)在第一次编码过程中，采用固定QP进行编码，编码结构采用IPPP模式，只对视频序列首帧编码为I帧，关闭码率控制选项，开启RDO(率失真优化)。假设Fn为第二次编码中设置的编码帧数，连续插入B帧的数目为Bno，则在第一次和第二次编码过程中需要编码的实际帧数为Ntotal＝Fn+(Fn-1)×Bno。在第一次编码中采用场景检测算法，记录第i个场景的起始和结束位置分别为Starts(i)和Ends(i)，可以确定该场景的帧长度为Ns(i)。设置场景切换的标志位Scene_flag(i)，如果发生场景切换，则该标志位设置为1，否则设置为0。
[0023] (c)在第二次编码过程中，编码结构支持插入B帧编码，开启码率控制和RDO。假
