一种视频编码方法及电子设备
阅读：754发布：2020-05-12
专利汇可以提供一种视频编码方法及电子设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及视频编解码技术领域，提供一种 视频编码 方法及 电子 设备，所述方法包括：获取至少一 帧 视频图像；将所述至少一帧视频图像中每帧视频图像划分为多个宏 块 ，并将所述多个宏块中每个宏块划分为多个4×4 像素 矩阵；对所述多个4×4像素矩阵中每个4×4像素矩阵进行帧间预测或 帧内预测 ，得到预测结果；基于所述每个4×4像素矩阵和所述每个4×4像素矩阵对应的预测结果获取所述每个4×4像素矩阵的残差系数矩阵；基于所述每帧视频图像的4×4像素矩阵的残差系数矩阵获取所述至少一帧视频图像的编码数据。本发明 实施例 能够提高编码 精度 。，下面是一种视频编码方法及电子设备专利的具体信息内容。
1.一种视频编码方法，所述方法应用于电子设备，其特征在于，所述方法包括：
获取至少一帧视频图像；
将所述至少一帧视频图像中每帧视频图像划分为多个宏块，并将所述多个宏块中每个宏块划分为多个4×4像素矩阵；
对所述多个4×4像素矩阵中每个4×4像素矩阵进行帧间预测或帧内预测，得到预测结果；
基于所述每个4×4像素矩阵和所述每个4×4像素矩阵对应的预测结果获取所述每个4×4像素矩阵的残差系数矩阵；
基于所述每帧视频图像的4×4像素矩阵的残差系数矩阵获取所述至少一帧视频图像的编码数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个4×4像素矩阵包括16个表征亮度的4×4像素矩阵、4个表征Cb色度的4×4像素矩阵以及4个表征Cr色度的4×4像素矩阵。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取至少一帧视频图像之后，所述方法还包括：
确定所述至少一帧视频图像中是否包括目标视频图像帧；
所述基于所述每帧视频图像的4×4像素矩阵的残差系数矩阵获取所述至少一帧视频图像的编码数据，包括：
若所述至少一帧视频图像中包括目标视频图像帧，则基于所述目标视频图像帧的4×4像素矩阵的残差系数获取第一编码数据，并对所述第一编码数据进行加密；
基于所述至少一帧视频图像中目标视频图像帧以外的视频图像帧的4×4像素矩阵的残差系数获取第二编码数据；
其中，所述至少一帧视频图像的编码数据包括所述第二编码数据以及加密后的第一编码数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述每帧视频图像的4×4像素矩阵的残差系数矩阵获取所述至少一帧视频图像的编码数据，包括：
将所述每帧视频图像的4×4像素矩阵的残差系数矩阵进行4×4整数离散余弦变换，得到残差变换矩阵；
将所述残差变换矩阵进行量化，得到量化后的残差结果；
对所述量化后的残差结果进行重排编码，得到残差字符；
对所述残差字符进行熵编码，得到所述至少一帧视频图像的编码数据。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述每帧视频图像的4×4像素矩阵包括亮度对应的4×4像素矩阵以及色度对应的4×4像素矩阵，所述残差变换矩阵包括所述亮度对应的4×4像素矩阵的残差变换矩阵以及所述色度对应的4×4像素矩阵的残差变换矩阵，所述将所述残差变换矩阵进行量化，得到量化后的残差结果，包括：
采用第一量化表对所述亮度对应的4×4像素矩阵的残差变换矩阵进行量化，得到第一量化结果；
采用第二量化表对所述色度对应的4×4像素矩阵的残差变换矩阵进行量化，得到第二量化结果；
其中，所述量化后的残差结果包括所述第一量化结果和所述第二量化结果。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述量化后的残差结果进行重排编码，得到残差字符，包括：
采用灵活宏块排列算法分别对所述第一量化结果和所述第二量化结果进行重排编码，得到亮度对应的残差字符以及色度对应的残差字符；
所述对所述残差字符进行熵编码，得到所述至少一帧视频图像的编码数据，包括：
对所述亮度对应的残差字符以及色度对应的残差字符进行熵编码，得到所述至少一帧视频图像的编码数据。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述残差字符包括拖尾系数以及非零系数，所述对所述残差字符进行熵编码，得到所述至少一帧视频图像的编码数据，包括：
对所述残差字符中的拖尾系数和非零系数采用符号密钥进行符号异或加密，得到加密后的残差字符；
对所述加密后的残差字符、所述拖尾系数的数量以及所述非零系数的数量进行编码，得到所述至少一帧视频图像的编码数据。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电子设备包括第一缓存单元以及第二缓存单元，所述第一缓存单元中存储有位于当前待预测的4×4像素矩阵的上方的4×4像素矩阵的第一预测模式，所述第二缓存单元中存储有位于当前待预测的4×4像素矩阵的左方的4×4像素矩阵的第二预测模式，所述对所述多个4×4像素矩阵中每个4×4像素矩阵进行帧间预测或帧内预测，得到预测结果，包括：
基于所述第一预测模式及所述第二预测模式确定当前待预测的4×4像素矩阵的目标预测模式；
基于所述目标预测模式对当前待预测的4×4像素矩阵进行帧内预测，得到预测结果。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
第一获取模式，用于获取至少一帧视频图像；
划分模块，用于将所述至少一帧视频图像中每帧视频图像划分为多个宏块，并将所述多个宏块中每个宏块划分为多个4×4像素矩阵；
预测模块，用于对所述多个4×4像素矩阵中每个4×4像素矩阵进行帧间预测或帧内预测，得到预测结果；
第二获取模块，用于基于所述每个4×4像素矩阵和所述每个4×4像素矩阵对应的预测结果获取所述每个4×4像素矩阵的残差系数矩阵；
第三获取模块，用于基于所述每帧视频图像的4×4像素矩阵的残差系数矩阵获取所述至少一帧视频图像的编码数据。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，所述程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的视频编码方法中的步骤。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的视频编码方法中的步骤。
一种视频编码方法及电子设备
技术领域
[0001] 本发明涉及视频编解码技术领域，尤其涉及一种视频编码方法及电子设备。
背景技术
[0002] 视频编码协议包括H.264协议、MPEG-4协议、JPEG协议等。其中，H.264协议集中了以往标准的优点，并吸收了以往标准制定中积累的经验,采用简洁设计，具有突出的压缩效率。H.264允许视频节目在更低的带宽上传输，节省了大量的带宽资源；编码图像质量高，能提供连续、流畅的高质量图像；有较强的容错能力，在质量不稳定的网络中，能得到较好的质量。然而，目前H.264的视频编码通常采用16×16的块编码方式，编码精度较低。
发明内容
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
[0005] 第一方面，本发明实施例提供了一种视频编码方法，所述方法应用于电子设备，所述方法包括：
[0008] 对所述多个4×4像素矩阵中每个4×4像素矩阵进行帧间预测或帧内预测，得到预测结果；
[0009] 基于所述每个4×4像素矩阵和所述每个4×4像素矩阵对应的预测结果获取所述每个4×4像素矩阵的残差系数矩阵；
[0010] 基于所述每帧视频图像的4×4像素矩阵的残差系数矩阵获取所述至少一帧视频图像的编码数据。
[0011] 第二方面，本发明实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
[0012] 第一获取模式，用于获取至少一帧视频图像；
[0013] 划分模块，用于将所述至少一帧视频图像中每帧视频图像划分为多个宏块，并将所述多个宏块中每个宏块划分为多个4×4像素矩阵；
[0014] 预测模块，用于对所述多个4×4像素矩阵中每个4×4像素矩阵进行帧间预测或帧内预测，得到预测结果；
[0015] 第二获取模块，用于基于所述每个4×4像素矩阵和所述每个4×4像素矩阵对应的预测结果获取所述每个4×4像素矩阵的残差系数矩阵；
[0016] 第三获取模块，用于基于所述每帧视频图像的4×4像素矩阵的残差系数矩阵获取所述至少一帧视频图像的编码数据。
[0017] 第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，所述程序被所述处理器执行时实现如第一方面所述的视频编码方法中的步骤。
[0018] 第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的视频编码方法中的步骤。
[0019] 本发明实施例中，获取至少一帧视频图像；将所述至少一帧视频图像中每帧视频图像划分为多个宏块，并将所述多个宏块中每个宏块划分为多个4×4像素矩阵；对所述多个4×4像素矩阵中每个4×4像素矩阵进行帧间预测或帧内预测，得到预测结果；基于所述每个4×4像素矩阵和所述每个4×4像素矩阵对应的预测结果获取所述每个4×4像素矩阵的残差系数矩阵；基于所述每帧视频图像的4×4像素矩阵的残差系数矩阵获取所述至少一帧视频图像的编码数据。这样，采用4×4的块编码方式，使预测帧更接近原始帧，减少了相互间的差异，去除时间上的数据冗余，能够提高编码的压缩效率和编码精度。附图说明
[0020] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。
[0021] 图1是本发明实施例提供的一种视频编码方法的流程图；
[0022] 图2是本发明实施例提供的一帧视频图像的部分结构示意图；
[0023] 图3是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
[0024] 图4是本发明实施例提供的另一种电子设备的结构示意图；
[0025] 图5是本发明实施例提供的另一种电子设备的结构示意图；
[0026] 图6是本发明实施例提供的另一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0027] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029] 参见图1，图1是本发明实施例提供的一种视频编码方法的流程图，所述方法应用于电子设备，如图1所示，包括以下步骤：
[0030] 步骤101、获取至少一帧视频图像。
[0031] 其中，可以采用摄像头进行初步视频采集，每一次采集的视频图像对应一组视频像素数据，一组视频像素数据对应至少一帧视频图像。
[0032] 步骤102、将所述至少一帧视频图像中每帧视频图像划分为多个宏块，并将所述多个宏块中每个宏块划分为多个4×4像素矩阵。
[0033] 其中，每帧视频图像可以分为帧头数据和帧数据，所述帧数据可以分割为一个或多个宏块。每一帧视频图像可能是I帧或B帧或P帧。I帧包含I帧宏块，P帧可以包含P帧宏块和I帧宏块，B帧可以包含B帧宏块、I帧宏块和P帧宏块。每帧视频图像的帧数据可以划分成若干宏块，若干宏块被排列成片，一个宏块可以由一个16x16亮度像素块和附加的一个8x8 Cb彩色像素块和一个8x8 Cr彩色像素块组成。一个16x16亮度像素块又可以分割成16个代表亮度的4x4像素矩阵，一个8x8 Cb彩色像素块又可以分割成4个代表Cb色度的4x4像素矩阵，一个8x8 Cr彩色像素块又可分割成4个代表Cr色度的4x4像素矩阵。可以以宏块为单位进行视频数据编码。
[0034] 步骤103、对所述多个4×4像素矩阵中每个4×4像素矩阵进行帧间预测或帧内预测，得到预测结果。
[0035] 其中，在进行帧内预测时，可以通过当前待预测的4×4像素矩阵对应的上方4×4像素矩阵的预测模式，以及当前待预测的4×4像素矩阵对应的左方4x4像素矩阵的预测模式，来确定当前待预测的4×4像素矩阵的预测模式，并结合当前待预测的4×4像素矩阵的左方像素值和上方像素值，来进行当前待预测的4×4像素矩阵的像素预测，得到预测结果。具体的，所述电子设备可以包括第一缓存单元以及第二缓存单元，所述第一缓存单元中存储有位于当前待预测的4×4像素矩阵的上方的4×4像素矩阵的第一预测模式，所述第二缓存单元中存储有位于当前待预测的4×4像素矩阵的左方的4×4像素矩阵的第二预测模式，可以基于所述第一预测模式及所述第二预测模式确定当前待预测的4×4像素矩阵的目标预测模式，基于所述目标预测模式对当前待预测的4×4像素矩阵进行帧内预测，得到预测结果。可以采用用于视频图像数据的帧间预测方式，得到帧间预测结果，具体的，可以采用现有技术中的帧间预测方式，通过帧间预测消除视频图像数据的时间冗余。
[0036] 需要说明的是，在当前待预测的4×4像素矩阵所在的视频图像帧与前一视频图像帧的视频图像差异较小时，可以采用帧间预测，得到预测结果；在当前待预测的4×4像素矩阵所在的视频图像帧内各个4×4像素矩阵之间的视频图像差异较小时，可以采用帧内预测，得到预测结果；在当前待预测的4×4像素矩阵所在的视频图像帧与前一视频图像帧的视频图像差异较小且当前待预测的4×4像素矩阵所在的视频图像帧内各个4×4像素矩阵之间的视频图像差异较小时，可以采用帧内预测和帧间预测进行联合预测，得到预测结果。本发明实施例对此不进行限定。
[0037] 步骤104、基于所述每个4×4像素矩阵和所述每个4×4像素矩阵对应的预测结果获取所述每个4×4像素矩阵的残差系数矩阵。
[0038] 其中，可以计算每个4×4像素矩阵与每个4×4像素矩阵对应的预测结果之差，将每个4×4像素矩阵与每个4×4像素矩阵对应的预测结果之差作为所述每个4×4像素矩阵的残差系数矩阵。在每帧视频图像的4×4像素矩阵包括表征亮度的4×4像素矩阵以及表征色度的4×4像素矩阵时，可以对每个表征亮度的4×4像素矩阵和每个表征色度的4×4像素矩阵分别计算残差系数矩阵。
[0039] 步骤105、基于所述每帧视频图像的4×4像素矩阵的残差系数矩阵获取所述至少一帧视频图像的编码数据。
[0040] 其中，可以将所述每帧视频图像的4×4像素矩阵的残差系数矩阵进行4×4整数离散余弦变换，得到残差变换矩阵，将所述残差变换矩阵进行量化，得到量化后的残差结果，对所述量化后的残差结果进行重排编码，得到残差字符，对所述残差字符进行熵编码，得到所述至少一帧视频图像的编码数据；或者，还可以是，将所述每帧视频图像的4×4像素矩阵的残差系数矩阵进行4×4实数余弦变换，得到残差变换矩阵，将所述残差变换矩阵进行量化，得到量化后的残差结果，对所述量化后的残差结果进行重排编码，得到残差字符，对所述残差字符进行熵编码，得到所述至少一帧视频图像的编码数据。
[0041] 本发明实施例中，获取至少一帧视频图像；将所述至少一帧视频图像中每帧视频图像划分为多个宏块，并将所述多个宏块中每个宏块划分为多个4×4像素矩阵；对所述多个4×4像素矩阵中每个4×4像素矩阵进行帧间预测或帧内预测，得到预测结果；基于所述每个4×4像素矩阵和所述每个4×4像素矩阵对应的预测结果获取所述每个4×4像素矩阵的残差系数矩阵；基于所述每帧视频图像的4×4像素矩阵的残差系数矩阵获取所述至少一帧视频图像的编码数据。这样，采用4×4的块编码方式，使预测帧更接近原始帧，减少了相互间的差异，去除时间上的数据冗余，能够提高编码的压缩效率和编码精度。
[0042] 可选的，所述多个4×4像素矩阵包括16个表征亮度的4×4像素矩阵、4个表征Cb色度的4×4像素矩阵以及4个表征Cr色度的4×4像素矩阵。
[0043] 可选的，所述获取至少一帧视频图像之后，所述方法还包括：
[0044] 确定所述至少一帧视频图像中是否包括目标视频图像帧；
[0045] 所述基于所述每帧视频图像的4×4像素矩阵的残差系数矩阵获取所述至少一帧视频图像的编码数据，包括：
[0046] 若所述至少一帧视频图像中包括目标视频图像帧，则基于所述目标视频图像帧的4×4像素矩阵的残差系数获取第一编码数据，并对所述第一编码数据进行加密；
[0047] 基于所述至少一帧视频图像中目标视频图像帧以外的视频图像帧的4×4像素矩阵的残差系数获取第二编码数据；
[0048] 其中，所述至少一帧视频图像的编码数据包括所述第二编码数据以及加密后的第一编码数据。
[0049] 其中，所述目标视频图像帧可以为I帧，每一帧视频图像可能是I帧或B帧或P帧，可以提取视频图像帧的帧头数据，根据帧头数据中的帧标记信息确定该视频图像帧是否为目标视频图像帧。视频图像帧包括帧头数据和帧数据两部分，帧头数据包含视频帧的相关信息，帧数据为实质的视频像素数据，可以进行预测编解码。帧头数据包括帧前信息，如00 00 00 01/00 00 01，每个帧前信息后面紧跟一个八位的帧标记信息，如0x08，对应图像参数集PPS；0x07，对应序列参数集SPS；0x05，对应IDR帧。第三个帧前信息之后紧跟八位的关键帧标记信息，当关键帧标记信息的低三位为101时，该关键帧确定为IDR帧，IDR帧也为I帧。
[0050] 需要说明的是，现有技术中视频图像数据不进行加密，或者对所有的视频图像数据均进行加密。对所有的视频图像数据均进行加密，增加了复杂度和硬软件资源，增大了视频编码延时，增加了编码冗余，降低了传输和解码效率与质量。
[0051] 该实施方式中，若所述至少一帧视频图像中包括目标视频图像帧，则基于所述目标视频图像帧的4×4像素矩阵的残差系数获取第一编码数据，并对所述第一编码数据进行加密；基于所述至少一帧视频图像中目标视频图像帧以外的视频图像帧的4×4像素矩阵的残差系数获取第二编码数据；其中，所述至少一帧视频图像的编码数据包括所述第二编码数据以及加密后的第一编码数据。这样，保证了视频图像数据的传输安全，同时降低了加密复杂度，减少了软硬件运算资源。
[0052] 可选的，所述基于所述每帧视频图像的4×4像素矩阵的残差系数矩阵获取所述至少一帧视频图像的编码数据，包括:
[0053] 将所述每帧视频图像的4×4像素矩阵的残差系数矩阵进行4×4整数离散余弦变换，得到残差变换矩阵；
[0054] 将所述残差变换矩阵进行量化，得到量化后的残差结果；
[0055] 对所述量化后的残差结果进行重排编码，得到残差字符；
[0056] 对所述残差字符进行熵编码，得到所述至少一帧视频图像的编码数据。
[0057] 其中，整数离散余弦变换，也就是整数DCT(discrete cosine transform)。将经过整数离散余弦变换后的残差变换矩阵进行量化，可以通过加权函数来产生量化系数，形成4×4量化表，可以通过4×4量化表对残差变换矩阵量化，得到量化后的残差结果。可以采用灵活宏块排列算法(zigzag scan)对量化后的残差结果进行重排编码，得到残差字符，可以对残差字符进行熵编码，得到所述至少一帧视频图像的编码数据，对残差变换矩阵进行量化可以降低非零系数的幅度，增加高频系数零值，从而降低残差字符的编码长度，便于网络传输及视频图像数据恢复；或者，还可以采用其他排列算法对量化后的残差结果进行重排编码，得到残差字符，可以对残差字符进行熵编码，得到所述至少一帧视频图像的编码数据。本发明实施例对重排编码所采用的具体算法不进行限定。
[0058] 该实施方式中，将所述每帧视频图像的4×4像素矩阵的残差系数矩阵进行4×4整数离散余弦变换，得到残差变换矩阵；将所述残差变换矩阵进行量化，得到量化后的残差结果；对所述量化后的残差结果进行重排编码，得到残差字符；对所述残差字符进行熵编码，得到所述至少一帧视频图像的编码数据。这样，通过DCT的变换，将图像时域数据转换到了频域，能量集中在低频区域，而高频数据值很小。由于对视频图像数据进行4×4宏块分割，采用4×4整数余弦变换，而不使用实数余弦变换，避免实数余弦变换解码后浮点运算精度存在较大误差，造成解码数据失配的问题；同时不使用8×8离散余弦变换，避免8×8离散余弦变换的失配问题，有效地减少计算量，同时不损失图像准确度。
[0059] 可选的，所述每帧视频图像的4×4像素矩阵包括亮度对应的4×4像素矩阵以及色度对应的4×4像素矩阵，所述残差变换矩阵包括所述亮度对应的4×4像素矩阵的残差变换矩阵以及所述色度对应的4×4像素矩阵的残差变换矩阵，所述将所述残差变换矩阵进行量化，得到量化后的残差结果，包括：
[0060] 采用第一量化表对所述亮度对应的4×4像素矩阵的残差变换矩阵进行量化，得到第一量化结果；
[0061] 采用第二量化表对所述色度对应的4×4像素矩阵的残差变换矩阵进行量化，得到第二量化结果；
[0062] 其中，所述量化后的残差结果包括所述第一量化结果和所述第二量化结果。
[0063] 该实施方式中，可以采用两个不同的量化表分别量化亮度对应的矩阵和色度对应的矩阵，因为人眼对亮度的敏感高于对色度的敏感，通过采用两个不同的量化表，在整数离散余弦变换后，亮度能量偏高，而色度能量偏低，采用不同的量化表量化残差变换矩阵，能够使其数值范围相均衡。
[0064] 可选的，所述对所述量化后的残差结果进行重排编码，得到残差字符，包括：
[0065] 采用灵活宏块排列算法分别对所述第一量化结果和所述第二量化结果进行重排编码，得到亮度对应的残差字符以及色度对应的残差字符；
[0066] 所述对所述残差字符进行熵编码，得到所述至少一帧视频图像的编码数据，包括：
[0067] 对所述亮度对应的残差字符以及色度对应的残差字符进行熵编码，得到所述至少一帧视频图像的编码数据。
[0068] 其中，量化后的残差结果可以经过灵活宏块排列算法(zigzag scan)的扫描重排编码。可以分别对亮度对应的残差结果和色度对应的残差结果分别进行zigzag scan的扫描重排编码，分别得到亮度对应的残差字符与色度对应的残差字符，可以对亮度对应的残差字符与色度对应的残差字符进行熵编码，形成编码字符串，按顺序进行排列。
[0069] 该实施方式中，基于zigzag scan的扫描重排方式，使得视频图像数据在低丢包率的情况下，达到编码效率和容错码率的最佳平衡点。
[0070] 可选的，所述残差字符包括拖尾系数以及非零系数，所述对所述残差字符进行熵编码，得到所述至少一帧视频图像的编码数据，包括：
[0071] 对所述残差字符中的拖尾系数和非零系数采用符号密钥进行符号异或加密，得到加密后的残差字符；
[0072] 对所述加密后的残差字符、所述拖尾系数的数量以及所述非零系数的数量进行编码，得到所述至少一帧视频图像的编码数据。
[0073] 其中，高频位置上的非零系数值可能是+1或-1，这些值为+1及-1的非零系数被称为拖尾系数(TrailingOnes)。可以对所述残差字符中的拖尾系数通过符号密钥进行符号异或加密，得到拖尾加密字符，覆盖原拖尾系数，同时保存符号密钥；可以对所述残差字符中的非零系数通过符号密钥进行符号异或加密，得到非零系数加密字符，覆盖原非零系数，同时保存加密密钥。对所述残差字符中的拖尾系数和非零系数加密后，得到加密后的残差字符。具体的，可以采用加密密钥加密，同时保存符号密钥以用于残差字符解密。可以对所述加密后的残差字符、拖尾系数的数量及非零系数的数量进行编码，得到编码字符串，作为所述至少一帧视频图像的编码数据。具体的编码方式可以为，拖尾系数的数量、非零系数的数量按顺序逐一串连在加密后的残差字符之后。进一步的，进行加密的加密算法可以为DES加密算法或RSA加密算法。
[0074] 该实施方式中，采用符号密钥进行符号异或加密，而不采用对残差字符的整体加密，能够降低保密复杂度。
[0075] 可选的，所述电子设备包括第一缓存单元以及第二缓存单元，所述第一缓存单元中存储有位于当前待预测的4×4像素矩阵的上方的4×4像素矩阵的第一预测模式，所述第二缓存单元中存储有位于当前待预测的4×4像素矩阵的左方的4×4像素矩阵的第二预测模式，所述对所述多个4×4像素矩阵中每个4×4像素矩阵进行帧间预测或帧内预测，得到预测结果，包括：
[0076] 基于所述第一预测模式及所述第二预测模式确定当前待预测的4×4像素矩阵的目标预测模式；
[0077] 基于所述目标预测模式对当前待预测的4×4像素矩阵进行帧内预测，得到预测结果。
[0078] 其中，可以采用4×4预测模式，如图2所示，通过当前待预测的4×4像素矩阵201对应的上方4×4像素矩阵202的预测模式，以及当前待预测的4×4像素矩阵201对应的左方4×4像素矩阵203的预测模式，确定目标预测模式，并结合当前待预测的4×4像素矩阵的左方像素值和上方像素值，来进行当前待预测的4×4像素矩阵的像素预测，得到预测结果。所述当前待预测的4×4像素矩阵的左方像素值，可以为当前待预测的4×4像素矩阵对应的左方4×4像素矩阵最右边一列的像素值；所述当前待预测的4×4像素矩阵的上方像素值，可以为当前待预测的4×4像素矩阵对应的上方4×4像素矩阵的最下边一行的像素值。具体的，对于目标预测模式可以由解码器根据邻近块的相关性计算得出。目标预测模式可以为当前待预测的4×4像素矩阵对应的上方4×4像素矩阵的预测模式与左方4×4像素矩阵的预测模式的最小值。例如，当上方4×4像素矩阵的预测模式和左方4×4像素矩阵的预测模式均为模式1时，目标预测模式可以为模式1；当左方4×4像素矩阵的预测模式为模式3(下左对角线模式)，上方4×4像素矩阵的预测模式为模式1时，目标预测模式可以为模式1(水平模式)。4×4预测模式可以包括：模式0(垂直模式)，模式1(水平)，模式2(DC)，模式3(下左对角线)，模式4(下右对角线)，模式5(右垂直)，模式6(下水平)，模式7(左垂直)及模式8(上水平)。
[0079] 另外，可以将目标预测模式覆盖存储于第一缓存单元或者第二缓存单元中，用于下一个待预测的4×4像素矩阵的预测。可以对第一缓存单元和第二缓存单元进行循环存储。在现有技术中的帧内预测模式中，一般采用相邻像素块的预测结果及前一行像素块的预测结果作为参考，采用16×16预测模式，处理器的每次预测都需要向片外存储模块读取相邻像素块及前一行像素块预测结果，增加了与片外存储模块的交互率。当需要增加帧内预测精度时，就需要4×4、4×8、8×4等预测模式，则向片外存储模块读取相邻像素块及前一行像素块的预测结果的频率成倍增加，增加了帧内预测复杂度。
[0080] 该实施方式中，采用第一缓存单元以及第二缓存单元进行预测模式的存储和读写，相对于采用片外读写预测模式的方式，减少了交互频率，同时减少了软硬件资源开销。采用在片内设置第一缓存单元和第二缓存单元用于缓存预测模式来判断当前预测模式，可以提高压缩效率和编码精度。
[0081] 参见图3，图3是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，如图3所示，所述电子设备300包括：
[0082] 第一获取模式301，用于获取至少一帧视频图像；
[0083] 划分模块302，用于将所述至少一帧视频图像中每帧视频图像划分为多个宏块，并将所述多个宏块中每个宏块划分为多个4×4像素矩阵；
[0084] 预测模块303，用于对所述多个4×4像素矩阵中每个4×4像素矩阵进行帧间预测或帧内预测，得到预测结果；
[0085] 第二获取模块304，用于基于所述每个4×4像素矩阵和所述每个4×4像素矩阵对应的预测结果获取所述每个4×4像素矩阵的残差系数矩阵；
[0086] 第三获取模块305，用于基于所述每帧视频图像的4×4像素矩阵的残差系数矩阵获取所述至少一帧视频图像的编码数据。
[0087] 可选的，所述多个4×4像素矩阵包括16个表征亮度的4×4像素矩阵、4个表征Cb色度的4×4像素矩阵以及4个表征Cr色度的4×4像素矩阵。
[0088] 可选的，如图4所示，所述电子设备300还包括：
[0089] 确定模块306，用于确定所述至少一帧视频图像中是否包括目标视频图像帧；
[0090] 所述第三获取模块305具体用于：
[0091] 若所述至少一帧视频图像中包括目标视频图像帧，则基于所述目标视频图像帧的4×4像素矩阵的残差系数获取第一编码数据，并对所述第一编码数据进行加密；
[0092] 基于所述至少一帧视频图像中目标视频图像帧以外的视频图像帧的4×4像素矩阵的残差系数获取第二编码数据；
[0093] 其中，所述至少一帧视频图像的编码数据包括所述第二编码数据以及加密后的第一编码数据。
[0094] 可选的，如图5所示，所述第三获取模块305具体包括：
[0095] 变换单元3051，用于将所述每帧视频图像的4×4像素矩阵的残差系数矩阵进行4×4整数离散余弦变换，得到残差变换矩阵；
[0096] 量化单元3052，用于将所述残差变换矩阵进行量化，得到量化后的残差结果；
[0097] 排列单元3053，用于对所述量化后的残差结果进行重排编码，得到残差字符；
[0098] 编码单元3054，用于对所述残差字符进行熵编码，得到所述至少一帧视频图像的编码数据。
[0099] 可选的，所述每帧视频图像的4×4像素矩阵包括亮度对应的4×4像素矩阵以及色度对应的4×4像素矩阵，所述残差变换矩阵包括所述亮度对应的4×4像素矩阵的残差变换矩阵以及所述色度对应的4×4像素矩阵的残差变换矩阵，所述量化单元3052具体用于：
[0100] 采用第一量化表对所述亮度对应的4×4像素矩阵的残差变换矩阵进行量化，得到第一量化结果；
[0101] 采用第二量化表对所述色度对应的4×4像素矩阵的残差变换矩阵进行量化，得到第二量化结果；
[0102] 其中，所述量化后的残差结果包括所述第一量化结果和所述第二量化结果。
[0103] 可选的，所述排列单元3053具体用于：
[0104] 采用灵活宏块排列算法分别对所述第一量化结果和所述第二量化结果进行重排编码，得到亮度对应的残差字符以及色度对应的残差字符；
[0105] 所述编码单元3054具体用于：
[0106] 对所述亮度对应的残差字符以及色度对应的残差字符进行熵编码，得到所述至少一帧视频图像的编码数据。
[0107] 可选的，所述残差字符包括拖尾系数以及非零系数，所述编码单元3054具体用于：
[0108] 对所述残差字符中的拖尾系数和非零系数采用符号密钥进行符号异或加密，得到加密后的残差字符；
[0109] 对所述加密后的残差字符、所述拖尾系数的数量以及所述非零系数的数量进行编码，得到所述至少一帧视频图像的编码数据。
[0110] 可选的，所述电子设备包括第一缓存单元以及第二缓存单元，所述第一缓存单元中存储有位于当前待预测的4×4像素矩阵的上方的4×4像素矩阵的第一预测模式，所述第二缓存单元中存储有位于当前待预测的4×4像素矩阵的左方的4×4像素矩阵的第二预测模式，所述预测模块303具体用于：
[0111] 基于所述第一预测模式及所述第二预测模式确定当前待预测的4×4像素矩阵的目标预测模式；
[0112] 基于所述目标预测模式对当前待预测的4×4像素矩阵进行帧内预测，得到预测结果。
[0113] 电子设备能够实现图1的方法实施例中电子设备实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。
[0114] 参见图6，图6是本发明实施例提供的另一种电子设备的结构示意图，如图6所示，电子设备400包括：存储器402、处理器401及存储在所述存储器402上并可在所述处理器401上运行的程序，其中：
[0115] 所述处理器401读取存储器402中的程序，用于执行：
[0116] 获取至少一帧视频图像；
[0117] 将所述至少一帧视频图像中每帧视频图像划分为多个宏块，并将所述多个宏块中每个宏块划分为多个4×4像素矩阵；
[0118] 对所述多个4×4像素矩阵中每个4×4像素矩阵进行帧间预测或帧内预测，得到预测结果；
[0119] 基于所述每个4×4像素矩阵和所述每个4×4像素矩阵对应的预测结果获取所述每个4×4像素矩阵的残差系数矩阵；
[0120] 基于所述每帧视频图像的4×4像素矩阵的残差系数矩阵获取所述至少一帧视频图像的编码数据。
[0121] 可选的，所述多个4×4像素矩阵包括16个表征亮度的4×4像素矩阵、4个表征Cb色度的4×4像素矩阵以及4个表征Cr色度的4×4像素矩阵。
[0122] 可选的，所述处理器401还用于执行：
[0123] 确定所述至少一帧视频图像中是否包括目标视频图像帧；
[0124] 所述基于所述每帧视频图像的4×4像素矩阵的残差系数矩阵获取所述至少一帧视频图像的编码数据，包括：
[0125] 若所述至少一帧视频图像中包括目标视频图像帧，则基于所述目标视频图像帧的4×4像素矩阵的残差系数获取第一编码数据，并对所述第一编码数据进行加密；
[0126] 基于所述至少一帧视频图像中目标视频图像帧以外的视频图像帧的4×4像素矩阵的残差系数获取第二编码数据；
[0127] 其中，所述至少一帧视频图像的编码数据包括所述第二编码数据以及加密后的第一编码数据。
[0128] 可选的，所述处理器401执行的所述基于所述每帧视频图像的4×4像素矩阵的残差系数矩阵获取所述至少一帧视频图像的编码数据，包括：
[0129] 将所述每帧视频图像的4×4像素矩阵的残差系数矩阵进行4×4整数离散余弦变换，得到残差变换矩阵；
[0130] 将所述残差变换矩阵进行量化，得到量化后的残差结果；
[0131] 对所述量化后的残差结果进行重排编码，得到残差字符；
[0132] 对所述残差字符进行熵编码，得到所述至少一帧视频图像的编码数据。
[0133] 可选的，所述每帧视频图像的4×4像素矩阵包括亮度对应的4×4像素矩阵以及色度对应的4×4像素矩阵，所述残差变换矩阵包括所述亮度对应的4×4像素矩阵的残差变换矩阵以及所述色度对应的4×4像素矩阵的残差变换矩阵，所述处理器401执行的所述将所述残差变换矩阵进行量化，得到量化后的残差结果，包括：
[0134] 采用第一量化表对所述亮度对应的4×4像素矩阵的残差变换矩阵进行量化，得到第一量化结果；
[0135] 采用第二量化表对所述色度对应的4×4像素矩阵的残差变换矩阵进行量化，得到第二量化结果；
[0136] 其中，所述量化后的残差结果包括所述第一量化结果和所述第二量化结果。
[0137] 可选的，所述处理器401执行的所述对所述量化后的残差结果进行重排编码，得到残差字符，包括：
[0138] 采用灵活宏块排列算法分别对所述第一量化结果和所述第二量化结果进行重排编码，得到亮度对应的残差字符以及色度对应的残差字符；
[0139] 所述对所述残差字符进行熵编码，得到所述至少一帧视频图像的编码数据，包括：
[0140] 对所述亮度对应的残差字符以及色度对应的残差字符进行熵编码，得到所述至少一帧视频图像的编码数据。
[0141] 可选的，所述处理器401执行的所述残差字符包括拖尾系数以及非零系数，所述对所述残差字符进行熵编码，得到所述至少一帧视频图像的编码数据，包括：
[0142] 对所述残差字符中的拖尾系数和非零系数采用符号密钥进行符号异或加密，得到加密后的残差字符；
[0143] 对所述加密后的残差字符、所述拖尾系数的数量以及所述非零系数的数量进行编码，得到所述至少一帧视频图像的编码数据。
[0144] 可选的，所述电子设备包括第一缓存单元以及第二缓存单元，所述第一缓存单元中存储有位于当前待预测的4×4像素矩阵的上方的4×4像素矩阵的第一预测模式，所述第二缓存单元中存储有位于当前待预测的4×4像素矩阵的左方的4×4像素矩阵的第二预测模式，所述处理器401执行的所述对所述多个4×4像素矩阵中每个4×4像素矩阵进行帧间预测或帧内预测，得到预测结果，包括：
[0145] 基于所述第一预测模式及所述第二预测模式确定当前待预测的4×4像素矩阵的目标预测模式；
[0146] 基于所述目标预测模式对当前待预测的4×4像素矩阵进行帧内预测，得到预测结果。
[0147] 在图6中，总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器401代表的一个或多个处理器和存储器402代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。
[0148] 处理器401负责管理总线架构和通常的处理，存储器402可以存储处理器401在执行操作时所使用的数据。
[0149] 需要说明的是，本发明实施例的方法实施例中的任意实施方式都可以被本实施例中的上述电子设备所实现，以及达到相同的有益效果，此处不再赘述。
[0150] 本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述视频编码方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。其中，所述的计算机可读存储介质，如只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。
[0151] 需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
[0152] 通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
[0153] 上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。
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