專利名稱：一種率失真優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像/視頻編解碼領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種率失真優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
以國際標(biāo)準(zhǔn)H264為參考，對基本編碼單元進行編碼時，可以選擇不同的編碼模式。編碼模式的選擇包括對幀內(nèi)預(yù)測方式或幀間預(yù)測方式的選擇，也可以包括對基本編碼單元的分割方式(例 INTRA-4x4、INTRA-8x8、INTRA_16xl6、SKIP、DIRECT、INTER_16xl6、INTER-16x8、 INTER_8xl6、 INTER_8x8、對 INTER_8x8 可以進一步分為 INTER_8x8、INTER-8x4、INTER-4x8、INTER4x4)的選擇，還可以包括對預(yù)測塊位置(例Intra_4x4_Vertical、Intra_4x4_Horizontal、Intra_4x4_Diagonal_Down_Left> Intra_4x4_Diagonal_Down_Right、 Intra_4x4_Vertical_Right、 Intra_4x4_Horizontal_Down>Intra_4x4_Vertical_Left>Intra_4x4_Horizontal_Up>Intra_4x4_DC)的選擇。編碼模式 的確定是通過率失真優(yōu)化實現(xiàn)的，其中率失真優(yōu)化是對以下代價函數(shù)J求最小值的過程，J (s, C，mode QP) =D (s, c, mode QP) + λ modeR (s, c, mode | QP),其中D是失真值，R是碼率值，s和c分別表不原圖和通過編解碼處理的再建圖像的基本編碼單元，mode表示基本編碼單元的可選擇編碼模式，QP為量化參數(shù)，λ mode是用來折衷失真值和碼率值的拉格朗日參數(shù)。率失真優(yōu)化是在量化參數(shù)QP已定的條件下，確定能使上述代價函數(shù)J最小的mode。在H264標(biāo)準(zhǔn)中，λ mode是由量化參數(shù)QP決定的，即有Aniode = 0. 85X2(QIM2)/3，上述率失真優(yōu)化方式?jīng)]有考慮在編碼過程中對各基本編碼單元有不同的率失真要求。例如,對紋理較少的視頻內(nèi)容要求編碼失真比較小,而對紋理較多的視頻內(nèi)容則容許較大的編碼失真。這種對不同的視頻內(nèi)容容許不同的失真程度是基于人眼視覺對不同內(nèi)容有不同敏感度而定的。從率失真優(yōu)化的代價J而言，對紋理較少的基本編碼單元應(yīng)該取較小的λ mode，以保證對失真值D的重視；而對紋理較多的基本編碼單元則應(yīng)該取較大的λ mode，以保證對碼率值R的重視。因此現(xiàn)有的率失真優(yōu)化技術(shù)，缺少一種合理的以視頻內(nèi)容來控制率失真代價的方法。故，有必要提供一種率失真優(yōu)化方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)中的率失真優(yōu)化方法不能根據(jù)視頻內(nèi)容自行調(diào)節(jié)率失真代價的技術(shù)問題，提供一種根據(jù)視頻內(nèi)容自行調(diào)節(jié)率失真編碼模式，實現(xiàn)對視頻內(nèi)容的最佳率失真優(yōu)化方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明涉及一種率失真優(yōu)化方法，其包括步驟A、獲取基本編碼單元的初期拉格朗日參數(shù)，并根據(jù)所述基本編碼單元的初期拉格朗日參數(shù)，得到當(dāng)前幀的各基本編碼單元的初期率失真優(yōu)化結(jié)果，并根據(jù)所述基本編碼單元的對應(yīng)于不同編碼模式的兩組以上的失真值和碼率值建立所述基本編碼單元的率失真模型；B、計算所述基本編碼單元的視頻內(nèi)容的復(fù)雜程度；C、根據(jù)所述基本編碼單元的視頻內(nèi)容的復(fù)雜程度和預(yù)定的容許失真指標(biāo)，獲取最大容許失真值；D、根據(jù)所述率失真模型，所述初期率失真優(yōu)化結(jié)果，以及所述最大容許失真值，得到修正拉格朗日參數(shù)，并利用所述修正拉格朗日參數(shù)對所述基本編碼單元進行率失真優(yōu)化編碼；所述步驟A中，根據(jù)所述基本編碼單元的對應(yīng)于不同可選擇編碼模式的兩組以上的失真值和碼率值，通過下式建立所述基本編碼單元的率失真模型，
D=CtR0,β < O,其中R為所述基本編碼單元的碼率值，D為所述基本編碼單元的失真值。在本發(fā)明所述的率失真優(yōu)化方法中，所述步驟A中，通過下式確定當(dāng)前幀的各基本編碼單元的初期率失真優(yōu)化結(jié)果，Ji (s, C，Iiiodei | QP) = Di (s, c, Iiiodei | QP) + λ Ji (s, c, Iiiodei | QP)，其中Ji為編碼代價，Di為失真值，Ri為碼率值，s表不原圖的基本編碼單兀，c表不通過編解碼處理的再建圖像的基本編碼單元，mode,表示所述基本編碼單元的可選擇編碼模式，QP為量化參數(shù)，λ i是用來折衷所述失真值和所述碼率值的初期拉格朗日參數(shù)，i為大于I的正整數(shù)，表示可選擇編碼模式的數(shù)量；其中A1 = O. 85X2(QM2)/3,通過求取所述編碼代價的最小值確定相應(yīng)的最佳編碼模式，并根據(jù)所述最佳編碼模式得到所述基本編碼單元的初期率失真優(yōu)化結(jié)果。在本發(fā)明所述的率失真優(yōu)化方法中，當(dāng)使用所述基本編碼單元的兩組碼率值和失真值，建立所述率失真模型時，模型參數(shù)通過下式取得，a='InDl )iiInRl 'InRz)，
_ In I)； -InIXβ=;； ’
Inll -InIL
iL其中R1和R2為所述基本編碼單元的兩個碼率值，D1和D2為相應(yīng)的失真值。在本發(fā)明所述的率失真優(yōu)化方法中，當(dāng)使用所述基本編碼單元的N組碼率值和失真值，建立所述率失真模型時，模型參數(shù)通過下式取得，a = eq,β = p,
NN Nρ = K=1 Ν-~~，
ivIx2-(Ix)2
η=\η=\
權(quán)利要求
1.一種率失真優(yōu)化方法，其特征在于，包括步驟 A、獲取基本編碼單元的初期拉格朗日參數(shù)，井根據(jù)所述基本編碼單元的初期拉格朗日參數(shù)，得到當(dāng)前幀的各基本編碼單元的初期率失真優(yōu)化結(jié)果，井根據(jù)所述基本編碼單元的對應(yīng)于不同編碼模式的兩組以上的失真值和碼率值建立所述基本編碼單元的率失真模型； B、計算所述基本編碼單元的視頻內(nèi)容的復(fù)雜程度； C、根據(jù)所述基本編碼單元的視頻內(nèi)容的復(fù)雜程度和預(yù)定的容許失真指標(biāo)，獲取最大容許失真值； D、根據(jù)所述率失真模型，所述初期率失真優(yōu)化結(jié)果，以及所述最大容許失真值，得到修正拉格朗日參數(shù)，并利用所述修正拉格朗日參數(shù)對所述基本編碼單元進行率失真優(yōu)化編碼； 所述步驟A中，根據(jù)所述基本編碼單元的對應(yīng)于不同可選擇編碼模式的兩組以上的失真值和碼率值，通過下式建立所述基本編碼單元的率失真模型，D=a R0, 3 <0， 其中R為所述基本編碼單元的碼率值，D為所述基本編碼單元的失真值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的率失真優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟A中，通過下式確定當(dāng)前幀的各基本編碼單元的初期率失真優(yōu)化結(jié)果， Ji (S，C，Inodei | QP) = Di (s, c, Inodei | QP) + 入 (s, c, Inodei | QP), 其中Ji為編碼代價，Di為失真值，Ri為碼率值，s表示原圖的基本編碼單元，c表示通過編解碼處理的再建圖像的基本編碼單元，mode,表示所述基本編碼單元的可選擇編碼模式，QP為量化參數(shù)，\ !是用來折衷所述失真值和所述碼率值的初期拉格朗日參數(shù)，i為大于I的正整數(shù)，表示可選擇編碼模式的數(shù)量；其中A1 = O. 85X2(QM2)/3, 通過求取所述編碼代價的最小值確定相應(yīng)的最佳編碼模式，并根據(jù)所述最佳編碼模式得到所述基本編碼單元的初期率失真優(yōu)化結(jié)果。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的率失真優(yōu)化方法，其特征在干，當(dāng)使用所述基本編碼單元的兩組碼率值和失真值，建立所述率失真模型時，模型參數(shù)通過下式取得，尺-(InDl-InD1)/{InR^-InR1) InI)' -InD1 InRl-InR1 ’ 其中R1和R2為所述基本編碼單元的兩個碼率值，D1和D2為相應(yīng)的失真值。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的率失真優(yōu)化方法，其特征在干，當(dāng)使用所述基本編碼單元的N組碼率值和失真值，建立所述率失真模型時，模型參數(shù)通過下式取得，a = eq,3= P，
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的率失真優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟B具體為 BI、對當(dāng)前幀做邊緣檢出濾波，得到各像素點的橫向邊緣強度和縱向邊緣強度，進而得到所述各像素點的綜合邊緣強度，
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的率失真優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟D具體包括 步驟Dl、根據(jù)所述最大容許失真值在所述基本編碼單元的率失真模型所構(gòu)成的曲線上對應(yīng)的點，和從步驟A得到的基本編碼單元的初期率失真優(yōu)化結(jié)果的失真值和碼率值在所述率失真模型所構(gòu)成的曲線上對應(yīng)的點，得到率失真優(yōu)化修正點，通過所述率失真優(yōu)化修正點和所述率失真模型所構(gòu)成的曲線得到修正拉格朗日參數(shù)； 步驟D2、根據(jù)所述修正拉格朗日參數(shù)，對所述基本編碼單元進行率失真優(yōu)化編碼。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種率失真優(yōu)化方法，包括步驟獲取基本編碼單元的初期拉格朗日參數(shù)，并根據(jù)該初期拉格朗日參數(shù)，得到當(dāng)前幀的各基本編碼單元的初期率失真優(yōu)化結(jié)果，并根據(jù)基本編碼單元的對應(yīng)于不同編碼模式的兩組以上的失真值和碼率值建立基本編碼單元的率失真模型；計算基本編碼單元的視頻內(nèi)容的復(fù)雜程度；根據(jù)基本編碼單元的視頻內(nèi)容的復(fù)雜程度和預(yù)定的容許失真指標(biāo)，獲取最大容許失真值；根據(jù)率失真模型，初期率失真優(yōu)化結(jié)果，以及最大容許失真值，得到修正拉格朗日參數(shù)，并利用修正拉格朗日參數(shù)對基本編碼單元進行率失真優(yōu)化編碼。本發(fā)明的率失真優(yōu)化方法根據(jù)視頻內(nèi)容自行調(diào)節(jié)率失真優(yōu)化用拉格朗日參數(shù)，實現(xiàn)對視頻內(nèi)容的最佳率失真優(yōu)化。
文檔編號H04N7/26GK102821280SQ201210298779
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月21日
發(fā)明者劉偉杰, 林斯銘, 何輝 申請人:深圳廣晟信源技術(shù)有限公司