一種視頻編碼碼率控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種視頻編碼碼率控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于信道帶寬和編碼傳輸實(shí)時(shí)性，W及編解碼器對(duì)緩沖區(qū)的要求，碼率控制在編 碼器中至關(guān)重要，一個(gè)好的碼率控制方案，在網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸和視頻質(zhì)量控制，W及編解碼器 的成本控制上，能夠發(fā)揮積極的作用。碼率控制通過動(dòng)態(tài)地調(diào)整編碼參數(shù)，使得輸出碼率符 合目標(biāo)碼率的要求，影響碼率的主要因素有：編碼模式、帖率、量化參數(shù)QP(取值為0~51) 和編碼帖復(fù)雜度。量化參數(shù)QP大小的選取是影響碼率最關(guān)鍵的因素。QP越小，說明大部 分細(xì)節(jié)內(nèi)容就能被保留，圖像比較精細(xì)，但當(dāng)前帖的碼率升高；QP越大，說明一些細(xì)節(jié)信息 就會(huì)丟失，圖像失真增加、視頻圖像質(zhì)量下降，但當(dāng)前帖的碼率降低。其關(guān)系可W由圖1，圖 2所示。在編碼的碼率控制過程中，根據(jù)目標(biāo)碼率和當(dāng)前已經(jīng)編碼的圖像，預(yù)測(cè)即將編碼的 圖像復(fù)雜程度，選取合適的量化參數(shù)QP，成為碼率控制的關(guān)鍵技術(shù)。
[0003] 盡管碼率控制算法本身不是視頻編碼的標(biāo)準(zhǔn)部分，但基于其在實(shí)際視頻編碼系統(tǒng) 中的重要作用，各種視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)都推薦了相應(yīng)的碼率控制算法，如MPEG-2的TM5、H. 263 的TMN8等。該些算法已經(jīng)比較成熟，并在具體應(yīng)用中取得了不錯(cuò)的效果。隨著新的編碼標(biāo) 準(zhǔn)壓縮率越來越高，伴隨著的是編碼復(fù)雜度也越來越高。因此，對(duì)于圖像的復(fù)雜程度的估算 的難度也越來越大，選擇適當(dāng)?shù)牧炕瘏?shù)也就變得十分困難，即便選取了比較合適的QP參 數(shù)，但是由于一帖當(dāng)中的圖像細(xì)節(jié)各有不同，粗趟的QP選擇也會(huì)使得在同一帖圖像中，細(xì) 節(jié)表現(xiàn)很差，觀看者主觀視覺上得不到優(yōu)秀的體驗(yàn)?，F(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)典碼率控制算法很難直 接應(yīng)用于越來越先進(jìn)的視頻編碼器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種視頻編碼碼率控制 方法。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種視頻編碼碼率控制方法， 包括W下步驟：
[0006] 1)在編碼當(dāng)前帖圖像的過程中，計(jì)算當(dāng)前帖圖像每一個(gè)宏塊的特征值化int;
[0007] 2)計(jì)算與當(dāng)前帖圖像同類型的上一帖圖像的預(yù)測(cè)復(fù)雜度complex_predict_Fl和 復(fù)雜程度complex_prospect_Fl ;
[000引 3)利用上一帖圖像的預(yù)測(cè)復(fù)雜度complex_predict_Fl和復(fù)雜程度complex_prospect_Fl計(jì)算當(dāng)前帖圖像的復(fù)雜程度complex_predict_F;
[0009] 4)結(jié)合當(dāng)前帖圖像的復(fù)雜程度complex_predict_F、虛擬參考編碼器W及目標(biāo)碼 率，計(jì)算當(dāng)前帖圖像的帖級(jí)別的量化參數(shù)QP_INDEX;
[0010] W當(dāng)QP_INDEX> 2時(shí)，把當(dāng)前帖圖像的帖級(jí)別的量化參數(shù)QP_INDEX值變化成 一個(gè)等差數(shù)列的QP_INDEX值表；（QP_INDEX-2,QP_INDEX-1,QP_INDEX，QP_INDEX+1，QP_ INDEX+2)，從而量化當(dāng)前帖圖像的宏塊；所述等差數(shù)列的QP_INDEX值表如下；
[0011]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種視頻編碼碼率控制方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 在編碼當(dāng)前幀圖像的過程中，計(jì)算當(dāng)前幀圖像每一個(gè)宏塊的特征值Taint ; 2) 計(jì)算與當(dāng)前幀圖像同類型的上一幀圖像的預(yù)測(cè)復(fù)雜度complex_predict_Fl和復(fù)雜 程度 complex_prospect_Fl ; 3) 利用上一幀圖像的預(yù)測(cè)復(fù)雜度complex_predict_Fl和復(fù)雜程度complex_ prospect_Fl計(jì)算當(dāng)前幀圖像的復(fù)雜程度complex_predict_F ; 4) 結(jié)合當(dāng)前幀圖像的復(fù)雜程度C〇mplex_predict_F、虛擬參考編碼器以及目標(biāo)碼率， 計(jì)算當(dāng)前幀圖像的幀級(jí)別的量化參數(shù)QP_INDEX ; 5) 當(dāng)QP_INDEX多2時(shí)，把當(dāng)前幀圖像的幀級(jí)別的量化參數(shù)QP_INDEX值變化成一個(gè)等 差數(shù)列的 QP_INDEX 值表：（QP_INDEX-2, QP_INDEX-1, QP_INDEX，QP_INDEX+1，QP_INDEX+2)， 從而量化當(dāng)前幀圖像的宏塊；所述等差數(shù)列的
QP INDEX值表如下： 當(dāng)QP_INDEX = O時(shí)，把當(dāng)前幀圖像的幀級(jí)別的量化參數(shù)QP_INDEX值變化成一個(gè)等差 數(shù)列的 QP_INDEX 值表：（QP_INDEX，QP_INDEX+1, QP_INDEX+2, QP_INDEX+3, QP_INDEX+4)，從 而量化當(dāng)前幀圖像的宏塊：所述等差數(shù)列的QP INDEX倌表如下：
當(dāng)QP_INDEX = 1時(shí)，把當(dāng)前幀圖像的幀級(jí)別的量化參數(shù)QP_INDEX值變化成一個(gè)等差 數(shù)列的 QP_INDEX 值表：（QP_INDEX-1，QP_INDEX, QP_INDEX+1，QP_INDEX+2, QP_INDEX+3)， 從而量化當(dāng)前幀圖像的宏塊，實(shí)現(xiàn)宏塊級(jí)別的碼率控制；所述等差數(shù)列的QP_INDEX值表如 下：
〇
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻編碼碼率控制方法，其特征在于，宏塊的特征值Taint的 計(jì)算過程包括以下步驟： 1) 把一個(gè)宏塊分為16個(gè)小塊，每一個(gè)小塊即是一個(gè)4x4的矩陣，每一個(gè)4x4的矩陣 和對(duì)應(yīng)的參考?jí)K取絕對(duì)差值后，進(jìn)行哈達(dá)瑪變換，形成一個(gè)系數(shù)矩陣，因此一個(gè)宏塊會(huì)有16 個(gè)4x4的系數(shù)矩陣，把每一個(gè)4x4的系數(shù)矩陣的AC系數(shù)分為AC高頻塊、AC低頻塊，同時(shí)把 16個(gè)小塊的DC系數(shù)組成一個(gè)4x4的DC系數(shù)矩陣，將所述DC系數(shù)矩陣分為DC高頻塊、DC 低頻塊； 2) 分別將一個(gè)宏塊內(nèi)的所有AC高頻塊系數(shù)相加，并將所有AC高頻塊的和相加，得到 AC高頻和SUM_AC_H，同理得到AC低頻和SUM_AC_L ;將所述DC高頻塊中的所有系數(shù)相加， 得到DC高頻和SUM_DC_H，同理得到DC低頻和SUM_DC_L ; 3)利用下式計(jì)算宏塊的特征值Taint : Taint = (SUM_AC_LxO. 5+SUM_AC_H)/(SUM_DC_L+SUM_DC_H xO.5)〇
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻編碼碼率控制方法，其特征在于，complex_prospect_Fl 計(jì)算公式為：complex_prospect_Fl = cabac_bits X QP_INDEX ;其中，cabac_bits 為所述 上一幀圖像熵編碼后產(chǎn)生的bit數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的視頻編碼碼率控制方法，其特征在于，當(dāng)前幀圖像的復(fù)雜程 度complex_predict_F的計(jì)算方法為： 若當(dāng)前幀圖像是某種類型幀的第一幀，則complex_predict_F = complex_prospect_ Fl ;否則，對(duì)于I幀、P幀、B幀三種不同類型的圖像，利用下式計(jì)算當(dāng)前幀圖像的復(fù)雜程度 complex_predict_F ： I 1)?? ：complex_predict_F = (complex_predict_Fl+complex_prospect_Fl) /2 ； P 幀：complex_predict_F = (3*complex_predict_Fl+complex_prospect_Fl) /M ； B 幀：complex_predict_F = (7*complex_predict_Fl+complex_prospect_Fl) /N ； 其中，M = 2~6 ;N = 5~12。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的視頻編碼碼率控制方法，其特征在于，M = 4 ;N = 8。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種視頻編碼碼率控制方法，在編碼當(dāng)前幀圖像的過程中，計(jì)算當(dāng)前幀圖像每一個(gè)宏塊的特征值；計(jì)算與當(dāng)前幀圖像同類型的上一幀圖像的預(yù)測(cè)復(fù)雜度和復(fù)雜程度；利用上一幀圖像的預(yù)測(cè)復(fù)雜度和復(fù)雜程度計(jì)算當(dāng)前幀圖像的復(fù)雜程度結(jié)合當(dāng)前幀圖像的復(fù)雜程度、虛擬參考編碼器以及目標(biāo)碼率，計(jì)算當(dāng)前幀圖像的QP_INDEX；得到QP_INDEX后，把當(dāng)前幀圖像的幀級(jí)別的QP_INDEX值變化成一個(gè)等差數(shù)列的QP_INDEX值表，從而量化當(dāng)前幀圖像的宏塊。本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)簡單，且對(duì)于運(yùn)動(dòng)場景有著比較好的關(guān)聯(lián)度，能直接應(yīng)用于視頻編碼器。
【IPC分類】H04N19-124, H04N19-146, H04N19-14
【公開號(hào)】CN104754335
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510102199
【發(fā)明人】蘇洋, 姜黎, 李淼, 秦剛
【申請(qǐng)人】湖南國科微電子有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年3月9日