專利名稱：一種幀層和宏塊層量化參數(shù)調(diào)整方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻編碼領(lǐng)域，尤其涉及一種幀層和宏塊層量化參數(shù)調(diào)整方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
視頻編碼中的核心問題之一就是RC (碼率控制)，通過其來確定各類編碼模式，如宏塊劃分、運(yùn)動(dòng)矢量、量化參數(shù)等。其中由于量化會(huì)引起失真，使得量化的構(gòu)建及量化參數(shù)的選擇尤為重要。同時(shí)，在視頻編碼中，先編碼的幀重構(gòu)后將作為后續(xù)編碼幀的參考幀，從而使得后續(xù)編碼幀的質(zhì)量與參考幀的質(zhì)量息息相關(guān)?，F(xiàn)有技術(shù)一般采用固定周期的幀層量化參數(shù)調(diào)整模式，由于其沒有考慮圖像的特性的，故無(wú)法在線自適應(yīng)調(diào)整，從而制約了其性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提出一種一種幀層量化參數(shù)調(diào)整方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)幀層量化參數(shù)調(diào)整模式無(wú)法在線自適應(yīng)調(diào)整，編碼器的率失真性能不高，碼率波動(dòng)性能不穩(wěn)定的問題。所述幀層量化參數(shù)調(diào)整方法包括以下步驟提取當(dāng)前幀靜態(tài)和動(dòng)態(tài)對(duì)比度信息；根據(jù)當(dāng)前幀圖像的動(dòng)態(tài)靜態(tài)對(duì)比度信息及碼率控制輸出的量化參數(shù)，確定幀層量化參數(shù)的最終調(diào)整函數(shù)；根據(jù)當(dāng)前幀碼率控制輸出的量化參數(shù)和所述最終調(diào)整函數(shù)的和得出幀層新的量化參數(shù)。本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提出一種幀層量化參數(shù)調(diào)整系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)對(duì)比度信息提取模塊，用于提取當(dāng)前幀靜態(tài)和動(dòng)態(tài)對(duì)比度信息；幀層量化參數(shù)的最終調(diào)整函數(shù)獲取模塊，用于根據(jù)當(dāng)前幀圖像的動(dòng)態(tài)靜態(tài)對(duì)比度信息及碼率控制輸出的量化參數(shù)，確定幀層量化參數(shù)的最終調(diào)整函數(shù)；幀層新量化參數(shù)獲取模塊，用于根據(jù)當(dāng)前幀碼率控制輸出的量化參數(shù)和所述最終調(diào)整函數(shù)的和得出幀層新的量化參數(shù)。本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提出一種宏塊層量化參數(shù)調(diào)整方法，所述方法包括提取當(dāng)前宏塊及當(dāng)前幀的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)對(duì)比度信息；由幀層量化參數(shù)及當(dāng)前宏塊、當(dāng)前幀的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)對(duì)比度信息，確定當(dāng)前宏塊的
量化參數(shù)。本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提出一種宏塊層量化參數(shù)調(diào)整系統(tǒng)，，所述系統(tǒng)包括宏塊及幀的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)對(duì)比度信息提取模塊，用于提取當(dāng)前宏塊及當(dāng)前幀的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)對(duì)比度信息；宏塊的量化參數(shù)獲取模塊，用于由幀層量化參數(shù)及當(dāng)前宏塊、當(dāng)前幀的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)對(duì)比度信息，確定當(dāng)前宏塊的量化參數(shù)。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明實(shí)施例一方面通過圖像的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)對(duì)比度信息確定幀層量化參數(shù)的調(diào)整幅度，另一方面通過當(dāng)前的比特或RC輸出的QP情況，作進(jìn)一步調(diào)整，這可以有效地控制實(shí)際比特率向目標(biāo)比特率靠攏。利用本發(fā)明的幀層量化參數(shù)調(diào)整策略，不僅可以提升率失真性能而且也可以使得編碼器輸出碼流的碼率波動(dòng)更為平緩，從而提升網(wǎng)絡(luò)傳輸性能，此外還可以使編碼器實(shí)際輸出比特率更接近編碼目標(biāo)比特率。此外，本發(fā)明實(shí)施例利用當(dāng)前宏塊、當(dāng)前幀的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)對(duì)比度信息和幀層量化參數(shù)，自適應(yīng)調(diào)整當(dāng)前宏塊的量化參數(shù)，從而在提升編碼器的率失真性能的同時(shí)，保持碼率波動(dòng)性能的穩(wěn)定性。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例一種幀層量化參數(shù)調(diào)整方法流程圖；圖2是圖1方法中的幀層量化參數(shù)最終調(diào)整函數(shù)的獲取方法流程圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例一種幀層量化參數(shù)調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3系統(tǒng)中的幀層量化參數(shù)最終調(diào)整函數(shù)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例一種宏塊層量化參數(shù)調(diào)整方法流程圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例一種宏塊層量化參數(shù)調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描寫的具體實(shí)施例，僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用以限制本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例采用一種新的幀層量化參數(shù)調(diào)整方法，一方面通過圖像的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)對(duì)比度信息確定幀層量化參數(shù)的調(diào)整幅度，另一方面通過當(dāng)前的比特或RC輸出的QP情況，作進(jìn)一步調(diào)整，這可以有效地控制實(shí)際比特率向目標(biāo)比特率靠攏；此外，本發(fā)明實(shí)施例還提出了一種新的宏塊層自量化參數(shù)調(diào)整方法，利用當(dāng)前宏塊、當(dāng)前幀的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)對(duì)比度信息和幀層量化參數(shù)，自適應(yīng)調(diào)整當(dāng)前宏塊的量化參數(shù)，從而在提升編碼器的率失真性能的同時(shí)，保持碼率波動(dòng)性能的穩(wěn)定性。圖1是本發(fā)明實(shí)施例一種幀層量化參數(shù)調(diào)整方法流程圖，所述方法包括SlOl 提取當(dāng)前幀靜態(tài)和動(dòng)態(tài)對(duì)比度信息Contrast_statict = mean (Contrast_staticnj 11 Mbnj t e region)Contrast_movingt = mean (Contrast_movingjn> t) |Mbn, t e region, j = lor2)其中t表示圖像在視頻序列中的時(shí)間序號(hào)，η為圖像中宏塊的標(biāo)號(hào)，Contrast static,為第t幀圖像的靜態(tài)對(duì)比度信息；C0ntraSt_StatiCn,t為第t幀第η個(gè)宏塊的靜態(tài)對(duì)比度信息；Mbn, t為第t幀第η個(gè)宏塊；Contrastjiiovir^t為第t幀圖像的動(dòng)態(tài)對(duì)比度信息；C0ntrast_m0Vingjn,t表示用不同方法求取的第t幀第η個(gè)宏塊的動(dòng)態(tài)對(duì)比度信息，j =1時(shí)，表示不使用運(yùn)動(dòng)矢量mv信息時(shí)第t幀第η個(gè)宏塊Mbn,t的動(dòng)態(tài)對(duì)比度，j = 2時(shí)，表示使用運(yùn)動(dòng)矢量mv信息時(shí)第t幀第η個(gè)宏塊Mbn,t的動(dòng)態(tài)對(duì)比度；region為進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的圖像區(qū)域，mean為取均值函數(shù)。(1)當(dāng)前幀靜態(tài)對(duì)比度信息提取方法如下設(shè)當(dāng)前宏塊為Mbn,t，P^t為Mbn,t中的像素，t表示圖像在視頻序列中的時(shí)間序號(hào)， η為圖像中宏塊的標(biāo)號(hào)，i，j分別表示當(dāng)前像素仔圖像中的行、列標(biāo)號(hào)，Mbn, t為第t幀第η 個(gè)宏塊也即當(dāng)前宏塊，Pi,j,t為Mbn,t中第t幀圖像第i行第j列的的像素也即當(dāng)前像素。則P^t的8鄰接像素列表如下
權(quán)利要求
1.一種幀層量化參數(shù)調(diào)整方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 提取當(dāng)前幀靜態(tài)和動(dòng)態(tài)對(duì)比度信息；根據(jù)當(dāng)前幀圖像的動(dòng)態(tài)靜態(tài)對(duì)比度信息及碼率控制輸出的量化參數(shù)，確定幀層量化參數(shù)的最終調(diào)整函數(shù)；根據(jù)當(dāng)前幀碼率控制輸出的量化參數(shù)和所述最終調(diào)整函數(shù)的和得出幀層新的量化參數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的幀層量化參數(shù)調(diào)整方法，其特征在于， 所述當(dāng)前幀靜態(tài)對(duì)比度信息為Contrast—Statict = mean (Contrast_staticn，11 Mbn，t ^ region) 其中t表示圖像在視頻序列中的時(shí)間序號(hào)，η為圖像中宏塊的標(biāo)號(hào)，Contrast_statict 為第t幀圖像的靜態(tài)對(duì)比度信息；C0ntrast_staticn, t為第t幀第η個(gè)宏塊的靜態(tài)對(duì)比度信息，Mbnjt為第t幀第η個(gè)宏塊，region為進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的圖像區(qū)域，mean為取均值函數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的幀層量化參數(shù)調(diào)整方法，其特征在于， 所述 Contrast_staticn, t = sum (δ (Contrast^ Jj t) Pij Jj t e Mn, t)，1 , f(x) > Thresf(x)其中列/(χ)) 二 ·而Thresfw為相應(yīng)的判定閾值。O ,elseContrast_staticn, t為第t幀第η個(gè)宏塊的靜態(tài)對(duì)比度信息，Contrasti,」,t為第t幀圖像第i行第j列的的像素也即當(dāng)前像素的對(duì)比度，為Mbn, t中第t幀圖像第i行第 j列的的像素也即當(dāng)前像素；其中 Contrastijt = max(afe(5 * Contrast jtk -3* Contrast _5 7·; :))/15Contrast,, ρ為第t幀圖像第i行第j列的的像素也即當(dāng)前像素Pi, + t的對(duì)比度， ContrasOijjjtjk為P^t的三鄰接第k種模式，Contras^Sijjjtjk為Pi^t的五鄰接第k種模式。
4.如權(quán)利要求3所述的幀層量化參數(shù)調(diào)整方法，其特征在于，所述C0ntrast_3“t,k具體為PiJt 的三鄰接第一種模式=ContrastSm1 = P^1, ^1, t+P^, j, t+P^, J+1, t Pi,j,t 的三鄰接第二種模式 ^ontrasOij j, tj2 = Pi-i, j, t+Pi-i, J+i, t+Pi, J+i, t Pi,j,t 的三鄰接第三種模式 ^ontrasOij j,tj3 = Pi-i, J+i, t+Pi, J+i,t+Pi+i, J+i,t PiJt 的三鄰接第四種模式=ContrastSi,」,t,4 = Pi, J+1, t+Pi+1, J+1, t+Pi+1, j, t Pi,j,t 的三鄰接第五種模式 ^ontrasOij j,tj5 = Pi+i, J+i, t+Pi+i, j,t+Pi+i, j-i,t Pi,j,t 的三鄰接第六種模式 ^ontrasOij j, tj6 = Pi+i, j, t+Pi+i, j-i, t+Pi, j-i, t Pi.j.t 的三鄰接第七種模式=ContrastSm7 = Pi+1, ^1, t+Pi, ^1, t+P^, ^1, t PiJt 的三鄰接第八種模式=ContrastSi, j,t,8 = Pi, ^1, t+P^, ^1, t+P^, j, t 所述ContrastSi,」,t, k具體為Pi,j,t 的五鄰接第 k 種模式Contras^Sij Jj tjk = Sumij Jj ^ContrasOij j, t,k 其中,SUHlij Jj t = Pi-!, j-!, t+Pi-!, j, t+Pi-l, j+l, t+Pi, j-l, t+Pi, j+l, t+Pi+1, j-l, t+Pi+1, j, t+Pi+1, j+l, t' t 表示圖像在視頻序列中的時(shí)間序號(hào)，i、j分別表示當(dāng)前像素仔圖像中的行、列標(biāo)號(hào)，Pu,t為當(dāng)前宏塊中第t幀圖像第i行第j列的的像素也即當(dāng)前像素。
5.如權(quán)利要求1所述的幀層量化參數(shù)調(diào)整方法，其特征在于， 所述當(dāng)前幀動(dòng)態(tài)對(duì)比度信息為Contrast_movingt = mean (Contrast_movingjn, t) |Mbn, t e region, j = lor2) 其中，Contrastjiiovingt為第t幀圖像的動(dòng)態(tài)對(duì)比度信息；Mbn,t為第t幀第η個(gè)宏塊， region為進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的圖像區(qū)域，mean為取均值函數(shù)；Contrast_movingjn,t表示用不同方法求取的第t幀第η個(gè)宏塊的動(dòng)態(tài)對(duì)比度信息，j = 1時(shí)，表示不使用運(yùn)動(dòng)矢量mv信息時(shí)第t 幀第η個(gè)宏塊Mbn, t的動(dòng)態(tài)對(duì)比度，j = 2時(shí)，表示使用運(yùn)動(dòng)矢量mv信息時(shí)第t幀第η個(gè)宏塊Mbn,t的動(dòng)態(tài)對(duì)比度；Contrast_movinglnjt = sum( δ (Contrastijjjt) Pijjjt e Mbn, ^pijjj t = Pijjjt-Pijjjt-I) 其中，Contrasti} t = max(afo(5 * Contrast _ Ttij，t’k -3* Contrast _ Sijtk ))/15Contrast,, ρ為第t幀圖像第i行第j列的的像素也即當(dāng)前像素Pi, + t的對(duì)比度， ContrasOi,」,t, k為Pi,」,t的三鄰接第k種模式，Contras^i,」,t, kPi,」,t的五鄰接第k種模式；Contrast_moving2n, t = sum (δ (mvxn, t2+mvyn, t2)) |mvn, t e Mbn, t) 其中mvXn,t表示第t幀第η個(gè)宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量的水平分量，mvyn,t表示第t幀第η個(gè)宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量的垂直分量。
6.如權(quán)利要求1所述的幀層量化參數(shù)調(diào)整方法，其特征在于，所述確定幀層量化參數(shù)的最終調(diào)整函數(shù)具體包括以下步驟根據(jù)幀率及圖像的編碼序號(hào)，確定圖像組波動(dòng)周期； 根據(jù)圖像組波動(dòng)周期確定幀層量化參數(shù)初始調(diào)整函數(shù)；根據(jù)當(dāng)前幀圖像的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)對(duì)比度信息和所述初始調(diào)整函數(shù)獲取幀層量化參數(shù)修正函數(shù)；根據(jù)當(dāng)前比特或碼率控制輸出的量化參數(shù)情況，調(diào)整所述幀層量化參數(shù)修正函數(shù)，獲取幀層量化參數(shù)最終調(diào)整函數(shù)。
7.如權(quán)利要求6所述的幀層量化參數(shù)調(diào)整方法，其特征在于， 所述圖像組波動(dòng)周期為period = f0 (idt, fps))其中，period為圖像組波動(dòng)周期，idt為第t幀的編碼序號(hào)，fQ(idt，fps))為由幀率fps 及圖像的編碼順序idt確定的圖像組波動(dòng)周期函數(shù)； 所述幀層量化參數(shù)初始調(diào)整函數(shù)為 dQPljt = f1 (idt, period),其中 Aky)滿足，^(x+ky^) = ^(χ,γ),ClQP1, t為第t幀量化參數(shù)初始調(diào)整函數(shù)，k為周期常數(shù)，3是求偏導(dǎo)；所述幀層量化參數(shù)修正函數(shù)為dQP2，t = f2 (Contrast—statict，Contrast—movingt，dQP1 t) dQP2,t表示第t幀量化參數(shù)修正函數(shù)； 所述幀層量化參數(shù)最終調(diào)整函數(shù)為
8.一種幀層量化參數(shù)調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)對(duì)比度信息提取模塊，用于提取當(dāng)前幀靜態(tài)和動(dòng)態(tài)對(duì)比度信息； 幀層量化參數(shù)的最終調(diào)整函數(shù)獲取模塊，用于根據(jù)當(dāng)前幀圖像的動(dòng)態(tài)靜態(tài)對(duì)比度信息及碼率控制輸出的量化參數(shù)，確定幀層量化參數(shù)的最終調(diào)整函數(shù)；幀層新量化參數(shù)獲取模塊，用于根據(jù)當(dāng)前幀碼率控制輸出的量化參數(shù)和所述最終調(diào)整函數(shù)的和得出幀層新的量化參數(shù)。
9.如權(quán)利要求8所述的幀層量化參數(shù)調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于，所述幀層量化參數(shù)的最終調(diào)整函數(shù)獲取模塊包括圖像組波動(dòng)周期確定模塊，用于根據(jù)幀率及圖像的編碼序號(hào)，確定圖像組波動(dòng)周期； 幀層量化參數(shù)初始調(diào)整函數(shù)確定模塊，用于根據(jù)圖像組波動(dòng)周期確定幀層量化參數(shù)初始調(diào)整函數(shù)；幀層量化參數(shù)修正函數(shù)確定模塊，用于根據(jù)當(dāng)前幀圖像的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)對(duì)比度信息和所述初始調(diào)整函數(shù)獲取幀層量化參數(shù)修正函數(shù)；幀層量化參數(shù)最終調(diào)整函數(shù)確定模塊，用于根據(jù)當(dāng)前比特或碼率控制輸出的量化參數(shù)情況，調(diào)整所述幀層量化參數(shù)修正函數(shù)，確定幀層量化參數(shù)最終調(diào)整函數(shù)。
10.一種宏塊層量化參數(shù)調(diào)整方法，其特征在于，所述方法包括 提取當(dāng)前宏塊及當(dāng)前幀的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)對(duì)比度信息；由幀層量化參數(shù)及當(dāng)前宏塊、當(dāng)前幀的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)對(duì)比度信息，確定當(dāng)前宏塊的量化參數(shù)。
11.如權(quán)利要求10所述的宏塊層量化參數(shù)調(diào)整方法，其特征在于，所述當(dāng)前宏塊的量化參數(shù)為QPn, t = QPt+fmb—statc*weightmb—static+fmb—moving*weightmb—moving其中QPn, t為當(dāng)前宏塊的量化參數(shù)，QPt為原始第t幀的量化參數(shù)，we i ghtmb stati。，weightmb moving,分別為靜態(tài)對(duì)比度和動(dòng)態(tài)對(duì)比度信息的權(quán)重；fmb—stati。(Contrast,Staticn, t, C0ntraSt_StatiCt)，為基于靜態(tài)對(duì)比度的量化參數(shù)調(diào)整函數(shù)
12.—種宏塊層量化參數(shù)調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括宏塊及幀的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)對(duì)比度信息提取模塊，用于提取當(dāng)前宏塊及當(dāng)前幀的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)對(duì)比度信息；宏塊的量化參數(shù)獲取模塊，用于由幀層量化參數(shù)及當(dāng)前宏塊、當(dāng)前幀的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)對(duì)比度信息，確定當(dāng)前宏塊的量化參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種幀層和宏塊層量化參數(shù)調(diào)整方法和系統(tǒng)，一方面通過圖像的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)對(duì)比度信息確定幀層量化參數(shù)的調(diào)整幅度，另一方面通過當(dāng)前的比特或RC輸出的QP情況，作進(jìn)一步調(diào)整，這可以有效地控制實(shí)際比特率向目標(biāo)比特率靠攏；此外，本發(fā)明還提出了一種新的宏塊層量化參數(shù)調(diào)整方法，利用當(dāng)前宏塊、當(dāng)前幀的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)對(duì)比度信息和幀層量化參數(shù)，自適應(yīng)調(diào)整當(dāng)前宏塊的量化參數(shù)，從而在提升編碼器的率失真性能的同時(shí)，保持碼率波動(dòng)性能的穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)H04N7/50GK102420980SQ20101029484
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2010年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月27日
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