低延遲視頻編碼可變比特率碼率控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種低延遲視頻編碼中基于可變比特率的碼率控制方法。本發(fā)明通過建立的率失真模型，發(fā)現(xiàn)了視頻圖像編碼中量化參數(shù)、幀編碼輸出比特、編碼圖像紋理復(fù)雜度之間的兩兩存在的線性關(guān)系，給出了一種調(diào)節(jié)量化參數(shù)的新方法。并且，為了合理地進(jìn)行量化參數(shù)的調(diào)節(jié)，引入了調(diào)節(jié)強(qiáng)度Ipt(t)，當(dāng)連續(xù)若干幀編碼的量化參數(shù)值變化的頻率和強(qiáng)度越大，那么將減小調(diào)節(jié)強(qiáng)度Ipt(t)；連續(xù)若干幀編碼的量化參數(shù)值變化的頻率和強(qiáng)度越小，那么將增大調(diào)節(jié)強(qiáng)度Ipt(t)。本發(fā)明基于率失真模型確定量化參數(shù)值從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定度較高的可變比特率調(diào)整來控制碼率，實(shí)際輸出像素點(diǎn)比特與目標(biāo)像素點(diǎn)比特非常接近，實(shí)際輸出像素點(diǎn)能快速更近目標(biāo)像素點(diǎn)比特的變化。
【專利說明】低延遲視頻編碼可變比特率碼率控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及視頻圖像壓縮編碼技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]碼率控制是視頻圖像編碼器一端的集成模塊。在視頻編碼中低延遲(Low-delay)特指在幀間預(yù)測編碼過程中僅包含幀內(nèi)預(yù)測1-幀和單向預(yù)測P-幀，不使用雙向預(yù)測即不采用B-幀結(jié)構(gòu)編碼。低延遲編碼是快速進(jìn)行的順序編碼，特點(diǎn)是編碼順序和播放順序一致。最常見的低延遲編碼為“IPP..”或“IPP..1PP..”結(jié)構(gòu)。
[0003]對于目標(biāo)比特率(TBR)單位比特每秒(bps)在編碼開始時(shí)被設(shè)置，在編碼過程中的任意時(shí)刻都可以被改寫。當(dāng)TBR初始設(shè)置后，不被改寫的情況稱為恒定比特率(CBR)，被改寫一次或一次以上的情況稱為可變比特率(VBR)。
[0004]對編碼比特率的調(diào)整通過控制編碼輸入量化參數(shù)Q來實(shí)現(xiàn)，量化參數(shù)Q是一個(gè)非負(fù)整數(shù)。在 MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、H.261、H.263、WMV1、WMV2、RV10、RV20 等編碼器中其合理取值范圍在[2，31]，在H.264/AVC、H.264/SVC、HEVC等編碼器中其合理取值范圍在[0,51]。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能合理調(diào)節(jié)量化參數(shù)Q的基于可變比特率的碼率控制方法。
[0006]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所才采用的技術(shù)方案是，低延遲視頻編碼中基于可變比特率的碼率控制方法，包括:
[0007]在當(dāng)前的編碼時(shí)刻t，如當(dāng)前編幀為1-幀時(shí)，使用量化參數(shù)Q:
【權(quán)利要求】
1.低延遲視頻編碼可變比特率碼率控制方法，其特征在于，包括: 在當(dāng)前的編碼時(shí)刻t，如當(dāng)前編幀為1-幀時(shí)，使用的量化參數(shù)Q是:
2.如權(quán)利要求1所述低延遲視頻編碼可變比特率碼率控制方法，其特征在于，還包括，通過當(dāng)前的量化參數(shù)Q來調(diào)節(jié)當(dāng)前編碼幀率Fc，當(dāng)量化參數(shù)Q的取值在低段區(qū)間，在不高于幀率上限范圍內(nèi)增加當(dāng)前編碼幀率F。；當(dāng)量化參數(shù)Q的取值在高段區(qū)間，在不低于幀率下限范圍內(nèi)降低當(dāng)前編碼幀率F。；當(dāng)量化參數(shù)Q的取值在中段區(qū)間，保持當(dāng)前編碼幀率F。不變； 當(dāng)上一編碼時(shí)刻中的編碼幀率F。變化后，需要根據(jù)新的編碼幀率F。重新確定


像素點(diǎn)目標(biāo)比特Tbpp
3.如權(quán)利要求2所述低延遲視頻編碼可變比特率碼率控制方法，其特征在于，通過幀率變化因子P來調(diào)節(jié)當(dāng)前編碼幀率
4.如權(quán)利要求2所述低延遲視頻編碼可變比特率碼率控制方法，其特征在于，當(dāng)前的量化參數(shù)Q表示為在當(dāng)前編碼時(shí)刻t為止的最近I秒編碼中使用的量化參數(shù)的平均值泛，
5.如權(quán)利要求2所述低延遲視頻編碼可變比特率碼率控制方法，其特征在于，幀率下限為IOHz，幀率上限1OOHz。
6.如權(quán)利要求2所述低延遲視頻編碼可變比特率碼率控制方法，其特征在于，所述低段區(qū)間為合法量化參數(shù)Q值取值范圍中低段20%，高段區(qū)間為合法量化參數(shù)Q值取值范圍中高段20%，量化參數(shù)Q值取值范圍中剩余的60%為中段區(qū)間。
7.如權(quán)利要求1所述低延遲視頻編碼可變比特率碼率控制方法，其特征在于，還包括當(dāng)前圖像組GOP調(diào)節(jié)，所述GOP調(diào)節(jié)包括以下步驟: 1)計(jì)算當(dāng)前幀的灰度直方圖； 2)通過當(dāng)前幀的灰度直方圖與上一幀的灰度直方圖計(jì)算兩相鄰幀的相似度指標(biāo)；所述相似度指標(biāo)通過余弦相似度表示:
8.如權(quán)利要求7所述低延遲視頻編碼可變比特率碼率控制方法，其特征在于，引入線性相關(guān)系數(shù)，與余弦相似度一起來表征相似度指標(biāo)；

9.如權(quán)利要求8所述低延遲視頻編碼可變比特率碼率控制方法，其特征在于，相似度指標(biāo)為余弦相似度與線性相關(guān)系數(shù)的乘積，或者為線性相關(guān)系數(shù)的平方與余弦相似度的乘積。`
【文檔編號(hào)】H04N19/124GK103686172SQ201310711663
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】田玲, 羅光春, 周益民 申請人:電子科技大學(xué)