專利名稱：一種基于權(quán)重窗口模型的h.264/avc宏塊級碼率控制算法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于視頻編碼技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種H. 264/AVC宏塊級碼率控制算法，可應(yīng)用于H. 264/AVC編碼器中編碼碼率的控制實現(xiàn)。
背景技術(shù)：
視頻編碼中的碼率控制是指采用一定的方法對一個視頻源進行編碼，使用經(jīng)過編碼壓縮后的比特率可以滿足一些特定的限制比如說比特率，緩存的上溢和下溢的保護等。 在一些視頻應(yīng)用中，特別是視頻通信類，其信道帶寬往往是有限的。為了滿足實際應(yīng)用中的帶寬約束，同時追求在此帶寬下的最優(yōu)視頻質(zhì)量，碼率控制在視頻傳輸應(yīng)用中非常重要。 這是因為過高的碼率會導(dǎo)致比特率超過信道容量，造成數(shù)據(jù)丟失；另一方面來說，如果碼率過低又會造成帶寬的浪費。H. 264/AVC是JVT組織最新提出的一個視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。因為H. 264/AVC能夠比之前一些編碼標(biāo)準(zhǔn)得到更高的壓縮效率和圖像質(zhì)量，所以它的應(yīng)用越來越廣泛。而碼率控制作為編碼器的關(guān)鍵技術(shù)之一，因此，用于H. 264/AVC的碼率控制算法一直是最近幾年的研究熱點。根據(jù)碼率控制算法中的基本單元的大小，編碼控制算法可以分為三個層次G0P級別，幀級，宏塊級別的碼率控制算法。在碼率控制算法中，主要需要解決兩個關(guān)鍵的問題一是如何給當(dāng)前編碼單元分配合適的比特數(shù)；二是如何根據(jù)分配的比特數(shù)編碼實現(xiàn)最好的圖像，即如何決定一個量化參數(shù)。和以前的一些視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的碼率控制算法相比，H. 264/ AVC的碼率控制算法實現(xiàn)起來會更加困難一些。這是因為在HJ64/AVC編碼中，量化參數(shù) (QP)在碼率控制算法和率失真優(yōu)化(RDO)中都會用到，這會導(dǎo)致下面的蛋雞悖論為了給當(dāng)前編碼宏塊進行率失真優(yōu)化(RD0)，首先要利用當(dāng)前編碼宏塊幀的MAD來計算量化參數(shù) (QP),而當(dāng)前編碼宏塊/幀的MAD只有在RDO之后才能得到。為了解決這個悖論，以往大多數(shù)的算法采用了下面表達式所示的線性模型
權(quán)利要求
1. 一種基于權(quán)重窗口模型的QP計算模和MAD預(yù)測模型，其特征在于，由當(dāng)前宏塊和其周圍的8個宏塊組成一個3x3的窗口 ；同樣，對于前一幀，與當(dāng)前宏塊相同位置的宏塊和它周圍的8個宏塊組成一個3x3的窗口 ；設(shè)MBO MB8依次分別代表在當(dāng)前編碼幀的當(dāng)前宏塊，以及該當(dāng)前宏塊的左邊，右邊，上邊，下邊，左上，右上，左下，右下位置的宏塊； QP計算模型如下式所示
2. 一種基于如權(quán)利要求1所述的QP計算模和MAD預(yù)測模型的H. 264/AVC宏塊級碼率控制算法，其特征在于具體步驟為對于GOP (畫面組)中的第一個I幀和P幀，采用參考軟件中的算法計算得到初始QP，設(shè)Q Pave是前一幀的所有宏塊MAD的平均值，是當(dāng)前幀前一個宏塊的QP值；根據(jù)預(yù)測得到的MAD值和當(dāng)前幀所有已編碼宏塊的平均MAD值來得到比特分?jǐn)?shù)，具體如下式所示
全文摘要
本發(fā)明屬于視頻編碼技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于權(quán)重窗口模型的H.264/AVC宏塊級碼率控制算法。本發(fā)明利用當(dāng)前宏塊周圍宏塊組成的一個窗口的空間相關(guān)性，以及前一幀的與當(dāng)前宏塊相同位置宏塊及其周圍宏塊組成的一個窗口的時間相關(guān)性，提出了一種低復(fù)雜度的平均絕對值偏差(MAD)的預(yù)測模型和量化參數(shù)(QP)計算模型，并基于上面兩種模型，提出用于H.264/AVC編碼器中的宏塊級碼率控制算法。實驗表明，基于權(quán)重窗口模型的宏塊級H.264/AVC碼率控制算法比H.264/AVC的參考軟件的碼率控制算法得到更高的峰值信噪比(PSNR)和更小的比特偏差。
文檔編號H04N7/24GK102271248SQ20111023205
公開日2011年12月7日 申請日期2011年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月15日
發(fā)明者劉家良, 曾曉洋, 沈沙, 范益波, 趙晉, 鐘慧波 申請人:復(fù)旦大學(xué)