專利名稱：基于h.264的精細(xì)顆?？缮炜s編碼的碼率控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種視頻編碼方法，特別是一種基于H.264/AVC的精細(xì)顆?？缮炜s編碼的碼率控制方法。
背景技術(shù)：
碼率控制是H.264/AVC視頻編解碼的關(guān)鍵技術(shù)。對于編碼器來說，必須為每一個視頻幀分配適當(dāng)?shù)谋忍財?shù)，且盡可能使可變比特率平滑。H.264/AVC存在兩種不同的碼率控制方案一是源自MPEG-2的TM5，這不適合低比特率視頻應(yīng)用場合；另一是基于流量模型、線性模型和率失真優(yōu)化(RDO)的控制策略。
雖然H.264/AVC編碼效率很高，但其多種預(yù)測模式和RDO選項給碼率控制帶來了新問題。Pornthep Navakitkanok等人提出一種碼率控制方案，可有效地分配比特數(shù)、且可監(jiān)視緩沖區(qū)的充盈度，但是只考慮了低時延的情況。Minqiang Jiang等人應(yīng)用前面編碼幀的MAD(平均絕對差)來預(yù)測當(dāng)前幀的復(fù)雜度，用MAD ratio來調(diào)整目標(biāo)比特的估計。但MAD ratio是通過線性預(yù)測得到的，當(dāng)序列中場景變換時就不精確；而且，它只是減少峰值信噪比PSNR的變化，很難改進(jìn)平均PSNR。
有的文獻(xiàn)應(yīng)用了線性模型來預(yù)測當(dāng)前幀的MAD。這種方法的問題是目標(biāo)比特僅僅取決于緩存器的充盈度，而沒有考慮到視頻幀的內(nèi)容。如果緩存器接近充滿，那么就只會分配很少的目標(biāo)比特給新的編碼幀。這將會導(dǎo)致視頻序列的不均勻的失真。而且MAD碼率控制算法只能表示當(dāng)前幀和其匹配的參考幀之間的相似度，難于較好表示視頻幀的運(yùn)動內(nèi)容。有的文獻(xiàn)提出了碼率-量化(R-Q)模型，在幀層次上近似表示視頻幀的編碼比特數(shù)與量化步長之間的關(guān)系，但只適用于有較少運(yùn)動的視頻序列。Chi-Wah Wong等人提出一種基于線性碼率和線性失真模型的碼率控制方法，利用了量化后宏塊的預(yù)測誤差的非零系數(shù)的概率，但概率因子只是由前一幀的平均QP(量化參數(shù))得到，不夠準(zhǔn)確。Hongtao Yu等利用從前面已編碼幀的實際比特數(shù)所得到的運(yùn)動復(fù)雜度來表示一個幀的運(yùn)動內(nèi)容的復(fù)雜度。但這只是恒定比特率下的碼率控制方法。
所有上述碼率控制方法都是為H.264/AVC單層視頻編碼設(shè)計的。小段時間的碼率變化可以采用接收器緩存的方法來解決。然而，大段時間碼率變化時，若仍采用緩存方法因緩存器容量受限就很難奏效了。大段時間的碼率變化問題應(yīng)采用基于SNR(質(zhì)量)、時間、或者空間的可伸縮編碼方法來解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于H.264/AVC的精細(xì)顆?？缮炜s編碼的碼率控制方法，對比于其它多層碼率控制方法，它在CIF格式下的平均亮度峰值信噪比(Y-PSNR)相比JM8.6+FGS(采用JM8.6的基本層碼率控制，采用FGS的比特平面截斷方法作增強(qiáng)層碼率控制)平均有2.45dB的增益，且與目標(biāo)比特率更為匹配。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是對于CIF或者QCIF任一種視頻序列，除采用適當(dāng)大小的QP值來生成基本層(BL)，確保滿足最低碼率約束外，另增加一組FGS可伸縮層，碼率可高于目標(biāo)碼率。再用精細(xì)顆粒SNR可伸縮過程來減少最終的碼率，滿足比特率約束。
上述FGS的步驟為先采用H.264/AVC的幀內(nèi)或者幀間殘差編碼獲得最小SNR質(zhì)量，然后通過不斷減少量化步長對變換系數(shù)連續(xù)精細(xì)化編碼，同時應(yīng)用一種類似于“子平面編碼方法”的經(jīng)修改的CABAC(基于上下文的自適應(yīng)二進(jìn)制算術(shù)編碼方法)，來實現(xiàn)精細(xì)顆粒SNR可伸縮過程。在這樣的逐次精細(xì)化編碼模式中，用于變換系數(shù)精細(xì)化級別的每個增強(qiáng)層的編碼過程分為3次掃描粗掃描、精細(xì)化掃描和殘余掃描。在每一次掃描之后，相應(yīng)的變換系數(shù)都被傳輸。
本發(fā)明的逐次精細(xì)化FGS，在任一增強(qiáng)層的任意點處都可以截斷相應(yīng)的NAL(網(wǎng)絡(luò)適配層)單元。對于任意空間(CIF/QCIF視頻格式)-時間(30Hz/15Hz幀率)分辨率而言，最小比特率是相應(yīng)的基本層必須傳輸?shù)拇a率，在該碼率下的重建視頻為可接受的最低視頻質(zhì)量。在該碼率之上，只要通道帶寬和終端配置容許，就可截取相應(yīng)空間-時間層的逐次精細(xì)化NAL單元，提取任意碼率的碼流。
根據(jù)上述構(gòu)思，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種基于H.264/AVC的精細(xì)顆粒可伸縮編碼的碼率控制方法，其特征在于編碼器端將基本層流和增強(qiáng)層流兩個碼流結(jié)合起來，采用基于H.264/AVC的精細(xì)可伸縮編碼的碼率控制方法，在接收端生成一個碼流文件，實現(xiàn)只需傳輸一個碼流文件和非常少量的增強(qiáng)層編碼信息；其步驟是(1)基于H.264/AVC的精細(xì)顆?？缮炜s編碼根據(jù)率失真的結(jié)果來自適應(yīng)選擇量化參數(shù)，編碼總比特流；(2)基本層流率控制在編碼器端對基本層做圖像組級的碼率控制；
(3)增強(qiáng)層碼率控制并在編碼器端對增強(qiáng)層做逐次精細(xì)化的碼率控制；(4)在解碼端從總比特流中提取出目標(biāo)比特流時所做的碼率控制，提取任意碼率的碼流。
上述的基于H.264/AVC的精細(xì)顆?？缮炜s編碼，對每一個空間層都要進(jìn)行運(yùn)動補(bǔ)償時間分解過程，從而提供時間可伸縮性；其具體步驟如下(1)輸入原始序列，即全精度時間分辨率序列；(2)時間分解預(yù)測濾波，得到高通信號，計算其量化參數(shù)QPH；所有該層的高通信號構(gòu)成一個時間增強(qiáng)層；時間分解更新濾波，得到低通信號，計算其量化參數(shù)QPL；(3)以每次降低1/2精度時間分辨率，按步驟(2)重復(fù)從最高層至最后一層(最低層)，得到最后一層的所有低通信號構(gòu)成時間基本層；(4)殘差紋理信息經(jīng)過殘差編碼，運(yùn)動描述信息經(jīng)過運(yùn)動編碼，得到信噪比可伸縮逐次精細(xì)化質(zhì)量層。
上述的基本層碼率控制的具體步驟如下(1)通過計算平均空間復(fù)雜度來定義圖像組的復(fù)雜度測度；(2)初始設(shè)定緩沖區(qū)變化和復(fù)雜度需求之間的加權(quán)因子ρ＝0，序列的初始比特預(yù)算為Br，初始緩沖區(qū)充盈度為β1，從第一個圖像組開始循環(huán)；(3)計算第g個圖像組分配比特數(shù)Bt(g)；(4)用試探性分配的比特預(yù)算Bt(g)來檢測緩沖區(qū)狀態(tài)；若緩沖區(qū)充盈度＜80％，則轉(zhuǎn)下步驟(5)，否則調(diào)整ρ使之遞增0.1，重復(fù)步驟(3)；(5)更新緩沖區(qū)充盈度Bg，更新序列剩余比特預(yù)算Br；(6)直至最后一個圖像組，則基本層圖像組級碼率控制結(jié)束。
上述的增強(qiáng)層碼率控制，從總碼流中提取所需比特率碼流，具體步驟如下(1)設(shè)定所需目標(biāo)比特率Rt；(2)從基本層碼率控制過程得到基本層比特率R0；當(dāng)R0＞Rt時，提取目標(biāo)比特流失敗，退出；否則進(jìn)行下一步驟(3)；(3)目標(biāo)比特率修改為Rt＝Rt-R0；(4)計算一個逐次精細(xì)化層的比特率RF；(5)若RF≤Rt，則修改目標(biāo)比特率為Rt＝Rt-RF，重復(fù)步驟(4)；否則截斷精細(xì)化包，且Rt＝0，提取目標(biāo)比特流成功，增強(qiáng)層碼率控制結(jié)束。
下面對上述技術(shù)方案給予進(jìn)一步詳細(xì)說明圖1示出本發(fā)明總體技術(shù)方案中的下列三個步驟(1)基于H.264/AVC的FGS編碼如圖2所示，對每一個空間層都要進(jìn)行運(yùn)動補(bǔ)償時間分解過程，從而提供時間可伸縮性。原始序列是全精度時間分辨率序列。最底層時間分解階段的結(jié)果是時間基本層，其上一級時間分解階段的結(jié)果是第一個時間增強(qiáng)層，這兩層合起來構(gòu)成 精度時間分辨率序列；再上一級時間分解階段的結(jié)果是第二個時間增強(qiáng)層，……。在時間分解預(yù)測濾波的過程中，給定信號的奇數(shù)點樣本是由偶數(shù)點樣本的線性組合來預(yù)測的，新的預(yù)測值和原奇數(shù)點樣本之差形成一個高通信號。在更新濾波過程中，預(yù)測殘差(高通信號)的線性組合與輸入信號的偶數(shù)點樣本之和構(gòu)成低通信號。量化參數(shù)QPH(k，i)和QPL(k，i)分別用于編碼高通信號和低通信號，而這些高通信號Hk[i]和低通信號Lk[i]是原始輸入序列的第i幀的FGS的第k(k＝0，...，n-1)個時間分解層所獲得的。其中n是圖像組中應(yīng)用的總的時間分解層數(shù)。然后，時間可伸縮過程輸出的殘差紋理信息經(jīng)過殘差編碼，運(yùn)動描述信息經(jīng)過運(yùn)動編碼，得到SNR可伸縮逐次精細(xì)化質(zhì)量層。即從較低空間層的運(yùn)動信息出發(fā)，來作較高層的運(yùn)動預(yù)測；從較低空間層的紋理信息出發(fā)，做較高空間層的空間預(yù)測來消除冗余。
(2)基本層碼率控制如圖3所示，本方法的基本層碼率控制是GOP級的碼率控制。為了給每一個GOP分配比特數(shù)，首先通過計算如下的平均空間復(fù)雜度來為每一個GOP定義復(fù)雜度測度C‾(g)=ΣiCg,i/N(g),----(1)]]>Cg,i=(Rg,i-Hg,i)/R(g)-H(g)‾+MVg,i/MV‾(g),----(2)]]>其中Cg，i是第g個GOP中第i幀的復(fù)雜度測度，Hg，i是幀(g，i)表示非紋理信息(如幀的頭部/語法、運(yùn)動矢量)的比特數(shù)，Rg，i是編碼幀(g，i)的總的比特數(shù)，Rg，i-Hg，i是編碼幀(g，i)的紋理信息編碼的預(yù)算比特數(shù)，R(g)-H(g)是第g個GOP的紋理信息編碼的平均比特數(shù)。MVg，i是幀(g，i)的運(yùn)動向量的比特數(shù)，MV(g)是第g個GOP組的運(yùn)動向量的平均比特數(shù)。N(g)表示第g個GOP的幀數(shù)。設(shè)定ρ表示緩沖區(qū)變化和復(fù)雜度需求之間的加權(quán)因子。ρ＝0表示比特分配方案完全服從幀復(fù)雜度；ρ＝1.0表示比特預(yù)算平均分配而不考慮幀復(fù)雜度；0＜ρ＜1.0表示在緩沖區(qū)和質(zhì)量約束之間做比特分配的權(quán)衡折衷。另外，設(shè)R為信道碼率，F(xiàn)為選定的幀率，βmax為最大緩沖區(qū)充盈度。以下的GOP級循環(huán)的比特分配用于相關(guān)的N個GOP。
(A)初始設(shè)定ρ＝0，比特預(yù)算為Br，初始緩沖區(qū)充盈度為βl。從第一個GOP開始循環(huán)。
(B)按下式給第g個GOP分配比特數(shù)Bt(g)=ρ·(R/F)·N(g)+(1-ρ)·C(g)·N(g)Σk=gNC(k)·N(k)·Br.----(3)]]>R/F表示每幀的平均目標(biāo)比特數(shù)。
(C)用試探性分配的比特預(yù)算Bt(g)來檢測緩沖區(qū)狀態(tài)如果 (4)則轉(zhuǎn)到第(D)步否則，調(diào)整ρ使之遞增0.1，然后回退到第(B)步。
(D)更新緩沖區(qū)狀態(tài) (5)且更新剩余比特預(yù)算Br＝Br-Bt(g)。然后轉(zhuǎn)到第(B)步做第(g+1)個GOP的計算。
GOP級的比特分配為每一個GOP分配了比特預(yù)算，同時滿足了緩沖區(qū)和質(zhì)量約束的要求。幀級比特分配方案類似于GOP級的比特分配，它也是根據(jù)幀復(fù)雜度來分配比特預(yù)算的。
(3)增強(qiáng)層碼率控制從總碼流中提取所需比特率的碼流，采用如下方法。如圖4所示，令Rt表示某一空間-時間分辨率St-Tt的目標(biāo)比特率，以R0表示該空間-時間分辨率下的基本層比特率。如果R0＞Rt，那么所需的空間-時間-碼率點(如176×144@15fps50kbit/s表示QCIF格式幀率為15fps時提取50kbit/s的碼流)不能從總碼流中提?。环駝t(A)目標(biāo)比特率修改為Rt⇐Rt-R0.]]>(B)從最低可支持的空間分辨率到目標(biāo)空間分辨率，需計算逐次精細(xì)化編碼包。而對于每一種空間分辨率來說，逐次精細(xì)化包的處理順序是從最低精細(xì)化編碼層到最高精細(xì)化層。對空間-時間分辨率S-Tt的每一個逐次精細(xì)化層，作以下的處理(a)令RF表示空間-時間分辨率S-Tt的第i個逐次精細(xì)化表示的比特率。
(b)若RF≤Rt，則相應(yīng)的逐次精細(xì)化包全部包含在所提取的比特流中，目標(biāo)比特率修改為Rt⇐Rt-RF.]]>(c)否則，相應(yīng)的逐次精細(xì)化包被截斷，目標(biāo)碼率歸置為零Rt＝0。令L為逐次精細(xì)化包的原始大小，那么在截斷之后，長度變?yōu)?本發(fā)明與已有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的實質(zhì)性突出特點和顯著優(yōu)點通常對于FGS編碼方法來說，基本層流和增強(qiáng)層流是編碼成兩個視頻流分開傳輸?shù)模欢景l(fā)明在編碼器端把這兩個碼流結(jié)合起來，生成一個碼流文件，只需傳輸這一個碼流和非常少量的增強(qiáng)層編碼信息。采用一種基于H.264/AVC的FGS的碼率控制方法，根據(jù)率失真優(yōu)化的結(jié)果來自適應(yīng)選擇QP(量化參數(shù))，在編碼器端對基本層作GOP(圖像組)級的碼率控制，而對增強(qiáng)層作逐次精細(xì)化的碼率控制，與其它多層視頻編碼的碼率控制方法相比，視頻質(zhì)量更高，PSNR(峰值信噪比)變化更為平滑。在接收端，在某一目標(biāo)比特率約束下，可以由不同時間分辨率(幀速率)和不同空間分辨率(圖像格式)配置的終端截取和實時解碼。經(jīng)測試表明，本發(fā)明的平均亮度峰值信噪比(Y-PSNR)在CIF格式時優(yōu)于JM8.6+FGS方法達(dá)2.45dB，且與目標(biāo)比特率更為匹配。


圖1是本發(fā)明的基于H.264/AVC的精細(xì)顆?？缮炜s編碼的碼率控制程序框圖。
圖2是圖1中的基于H.264/AVC的精細(xì)顆?？缮炜s編碼的程序框圖。
圖3是圖1中的基本層碼率控制程序框圖。
圖4是圖1中的增強(qiáng)層碼率控制程序框圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的一個實施例是參見圖1，本基于H.264/AVC的精細(xì)顆粒可伸縮編碼的控制方法是在編碼器端將基本層流和增強(qiáng)層流兩個碼流結(jié)合起來，采用基于H.264/AVC的精細(xì)可伸縮編碼的碼率控制方法，在接收端生成一個碼流文件，實現(xiàn)只需傳輸一個碼流文件和非常少量的增強(qiáng)層編碼信息；其步驟是(1)基于H.264/AVC的精細(xì)顆?？缮炜s編碼根據(jù)率失真的結(jié)果來自適應(yīng)選擇量化參數(shù)，編碼總比特流；(2)基本層流率控制在編碼器端對基本層做圖像組級的碼率控制；(3)增強(qiáng)層碼率控制并在編碼器端對增強(qiáng)層做逐次精細(xì)化的碼率控制；(4)在解碼端從總比特流中提取出目標(biāo)比特流時所做的碼率控制，提取任意碼率的碼流。
參見圖2，上述的基于H.264/AVC的精細(xì)顆?？缮炜s編碼的碼率控制方法，其特征在于所述的基于H.264/AVC的精細(xì)顆?？缮炜s編碼，對每一個空間層都要進(jìn)行運(yùn)動補(bǔ)償時間分解過程，從而提供時間可伸縮性；其具體步驟如下(1)輸入原始序列，即全精度時間分辨率序列；(2)時間分解預(yù)測濾波，得到高通信號，計算其量化參數(shù)QPH；所有該層的高通信號構(gòu)成一個時間增強(qiáng)層；時間分解更新濾波，得到低通信號，計算其量化參數(shù)QPL；(3)以每次降低1/2精度時間分辨率，按步驟(2)重復(fù)從最高層至最后一層(最低層)，得到最后一層的所有低通信號構(gòu)成時間基本層；(4)殘差紋理信息經(jīng)過殘差編碼，運(yùn)動描述信息經(jīng)過運(yùn)動編碼，得到信噪比可伸縮逐次精細(xì)化質(zhì)量層。
參見圖3，上述的基本層碼率控制的具體步驟如下(1)通過計算平均空間復(fù)雜度來定義圖像組的復(fù)雜度測度；(2)初始設(shè)定緩沖區(qū)變化和復(fù)雜度需求之間的加權(quán)因子ρ＝0，序列的初始比特預(yù)算為Br，初始緩沖區(qū)充盈度為β1，從第一個圖像組開始循環(huán)；(3)計算第g個圖像組分配比特數(shù)Bt(g)；(4)用試探性分配的比特預(yù)算Bt(g)來檢測緩沖區(qū)狀態(tài)；若緩沖區(qū)充盈度＜80％，則轉(zhuǎn)下步驟(5)，否則調(diào)整ρ使之遞增0.1，重復(fù)步驟(3)；(5)更新緩沖區(qū)充盈度Bg，更新序列剩余比特預(yù)算Br；(6)直至最后一個圖像組，則基本層圖像組級碼率控制結(jié)束。
參見圖4，上述的增強(qiáng)層碼率控制，從總碼流中提取所需比特率碼流，具體步驟如下(1)設(shè)定所需目標(biāo)比特率Rt；(2)從基本層碼率控制過程得到基本層比特率R0；當(dāng)R0＞Rt時，提取目標(biāo)比特流失敗，退出；否則進(jìn)行下一步驟(3)；(3)目標(biāo)比特率修改為Rt＝Rt-R0；(4)計算一個逐次精細(xì)化層的比特率RF；(5)若RF≤Rt，則修改目標(biāo)比特率為Rt＝Rt-RF，重復(fù)步驟(4)；否則截斷精細(xì)化包，且Rt＝0，提取目標(biāo)比特流成功，增強(qiáng)層碼率控制結(jié)束。
下面比較本文算法和JM8.6+FGS的碼率控制算法，仿真條件如表1。
表1.編碼參數(shù)

以下給出一個實例。以Foreman序列，經(jīng)過FGS編碼過程之后，在解碼端若想提取CIF格式，目標(biāo)比特率為395kbit/s(352×288@30fps395kbit/s)，那么Rt＝395kbit/s，R0＝158.5152kbit/s。R0＜Rt，所以可以從總碼流中提取出目標(biāo)碼流。并且目標(biāo)比特率修改為Rt⇐Rt-R0=236.4848kbit/s.]]>然后計算第一個逐次精細(xì)化層的比特率為RF＝68.1984kbit/s。RF＜Rt，Rt＝Rt-RF＝168.2864kbit/s，繼續(xù)計算下一個逐次精細(xì)化層的比特率為RF＝243.9704kbit/s。RF＞Rt，所以該逐次精細(xì)化層被截斷。Rt＝0。目標(biāo)比特率比特流被成功提取出來。
表2給出在Foreman、Coastguard和News三個測試序列下，在CIF格式時本方法相對于JM8.6+FGS的亮度PSNR及與目標(biāo)比特率匹配性能比較。相比JM8.6+FGS，本發(fā)明方法在CIF格式下，Y-PSNR平均增益有2.45dB。并且與目標(biāo)比特率更匹配。
表2.3種序列CIF格式，兩種方法的比較(352×288@30fps，300Frames)

權(quán)利要求
1.一種基于H.264/AVC的精細(xì)顆?？缮炜s編碼的碼率控制方法，其特征在于編碼器端將基本層流和增強(qiáng)層流兩個碼流結(jié)合起來，采用基于H.264/AVC的精細(xì)可伸縮編碼的碼率控制方法，在接收端生成一個碼流文件，實現(xiàn)只需傳輸一個碼流文件和非常少量的增強(qiáng)層編碼信息；其步驟是(1)基于H.264/AVC的精細(xì)顆粒可伸縮編碼根據(jù)率失真的結(jié)果來自適應(yīng)選擇量化參數(shù)，編碼總比特流；(2)基本層流率控制在編碼器端對基本層做圖像組級的碼率控制；(3)增強(qiáng)層碼率控制并在編碼器端對增強(qiáng)層做逐次精細(xì)化的碼率控制；(4)在解碼端從總比特流中提取出目標(biāo)比特流時所做的碼率控制，提取任意碼率的碼流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于H.264/AVC的精細(xì)顆?？缮炜s編碼的碼率控制方法，其特征在于所述的基于H.264/AVC的精細(xì)顆?？缮炜s編碼，對每一個空間層都要進(jìn)行運(yùn)動補(bǔ)償時間分解過程，從而提供時間可伸縮性；其具體步驟如下(1)輸入原始序列，即全精度時間分辨率序列；(2)時間分解預(yù)測濾波，得到高通信號，計算其量化參數(shù)QPH；所有該層的高通信號構(gòu)成一個時間增強(qiáng)層；時間分解更新濾波，得到低通信號，計算其量化參數(shù)QPL；(3)以每次降低1/2精度時間分辨率，按步驟(2)重復(fù)從最高層至最后一層(最低層)，得到最后一層的所有低通信號構(gòu)成時間基本層；(4)殘差紋理信息經(jīng)過殘差編碼，運(yùn)動描述信息經(jīng)過運(yùn)動編碼，得到信噪比可伸縮逐次精細(xì)化質(zhì)量層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于H.264/AVC的精細(xì)顆粒可伸縮編碼的碼率控制方法，其特征在于所述的基本層碼率控制的具體步驟如下(1)通過計算平均空間復(fù)雜度來定義圖像組的復(fù)雜度測度；(2)初始設(shè)定緩沖區(qū)變化和復(fù)雜度需求之間的加權(quán)因子ρ＝0，序列的初始比特預(yù)算為Br，初始緩沖區(qū)充盈度為β1，從第一個圖像組開始循環(huán)；(3)計算第g個圖像組分配比特數(shù)Bt(g)；(4)用試探性分配的比特預(yù)算Bt(g)來檢測緩沖區(qū)狀態(tài)；若緩沖區(qū)充盈度＜80％，則轉(zhuǎn)下步驟(5)，否則調(diào)整ρ使之遞增0.1，重復(fù)步驟(3)；(5)更新緩沖區(qū)充盈度Bg，更新序列剩余比特預(yù)算Br；(6)直至最后一個圖像組，則基本層圖像組級碼率控制結(jié)束。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于H.264/AVC的精細(xì)顆?？缮炜s編碼的碼率控制方法，其特征在于所述的增強(qiáng)層碼率控制，從總碼流中提取所需比特率碼流，具體步驟如下(1)設(shè)定所需目標(biāo)比特率Rt；(2)從基本層碼率控制過程得到基本層比特率R0；當(dāng)R0＞Rt時，提取目標(biāo)比特流失敗，退出；否則進(jìn)行下一步驟(3)；(3)目標(biāo)比特率修改為Rt＝Rt-R0；(4)計算一個逐次精細(xì)化層的比特率RF；(5)若RF≤Rt，則修改目標(biāo)比特率為Rt＝Rt-RF，重復(fù)步驟(4)；否則截斷精細(xì)化包，且Rt＝0，提取目標(biāo)比特流成功，增強(qiáng)層碼率控制結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于H.264/AVC的精細(xì)顆粒可伸縮編碼的碼率控制方法。本發(fā)明在編碼器端把基本層流和增強(qiáng)層流兩個碼流結(jié)合起來，生成一個碼流文件，只需傳輸這一個碼流文件和非常少量的增強(qiáng)層編碼信息，采用一種基于H.264/AVC的FGS的碼率控制方法，根據(jù)率失真優(yōu)化的結(jié)果來自適應(yīng)選擇QP(量化參數(shù))，在編碼器端對基本層作GOP(圖像組)級的碼率控制，而對增強(qiáng)層作逐次精細(xì)化的碼率控制，與其它多層視頻編碼的碼率控制方法相比，視頻質(zhì)量更高，PSNR(峰值信噪比)變化更為平滑。且在接收端，在某一目標(biāo)比特率約束下，可以由不同時間分辨率(幀速率)和不同空間分辨率(圖像格式)配置的終端截取和實時解碼。對本方法的測試表明，本發(fā)明的平均亮度峰值信噪比(Y－PSNR)在CIF格式時優(yōu)于JM8.6+FGS(采用JM8.6的基本層碼率控制，而采用FGS的比特平面截斷方法作增強(qiáng)層碼率控制)達(dá)2.45dB，且與目標(biāo)比特率更為匹配。
文檔編號H04N7/24GK1738424SQ200510026240
公開日2006年2月22日 申請日期2005年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月27日
發(fā)明者張兆揚(yáng), 李志剛, 王國中 申請人:上海大學(xué), 上海廣電(集團(tuán))有限公司中央研究院