本發(fā)明涉及視頻編碼碼率控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于H.265/MPEG-HHEVC（HighEfficiencyVideoCoding）視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的碼率控制模型更新方法。

背景技術(shù)：
在視頻編碼與傳輸應(yīng)用中，新一代高性能視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)H.265/MPEG-HHEVC（HighEfficiencyVideoCoding）由ISO-IEC/MPEG和ITU-T/VCEG兩大國際標(biāo)準(zhǔn)化組織成立的視頻編碼聯(lián)合開發(fā)小組(JCT-VC)開發(fā)，與H.264/AVC相比，在相同的視覺質(zhì)量下，HEVC能使比特率降低一半。作為新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，HEVC仍然屬于預(yù)測加變換的混合編碼框架，它也包含了幀內(nèi)預(yù)測、幀間預(yù)測、正交變換、量化、濾波、熵編碼等編碼模塊，但在各個編碼環(huán)節(jié)都進(jìn)行了細(xì)致的優(yōu)化與改進(jìn)，HEVC標(biāo)準(zhǔn)編碼方法如附圖1所示。在視頻編碼碼率控制算法中，率失真R-D(Rate-Distortion)性能是需要考慮的問題。一個良好的碼率控制算法可以在精確達(dá)到目標(biāo)碼率的同時達(dá)到盡量小的編碼失真。碼率控制問題可以被轉(zhuǎn)化成如公式（1）所示的率失真優(yōu)化問題，通過這個優(yōu)化問題編碼器將在編碼比特數(shù)不超過目標(biāo)比特數(shù)的情況下，選擇使失真最小化的參數(shù)作為最優(yōu)的編碼參數(shù)。（1）其中，{Para}表示編碼參數(shù)集合，包括模式、運(yùn)動信息、量化參數(shù)QP等。λ是拉格朗日乘子，表示R-D曲線的斜率絕對值。視頻編碼提供了很大的編碼靈活性，編碼器可以自由的選擇各種編碼參數(shù)的組合。選擇不同的參數(shù)會對最終視頻的編碼比特率產(chǎn)生非常重要的影響。因此，碼率控制算法會使得編碼器在一些離散的合法的編碼參數(shù)集合中選擇合適的編碼參數(shù)，進(jìn)而達(dá)到目標(biāo)碼率。HEVC使用雙曲線模型來精確刻畫編碼算法中的R-D碼率失真模型。如公式（2）所示，其中D表示經(jīng)過壓縮編碼后的視頻失真；R表示壓縮后的比特率，以每像素消耗比特bpp(bitperpixel)為單位；C和K是和序列特性相關(guān)的模型參數(shù)，不同的視頻序列C、K的取值不同。（2）在碼率控制時，HEVC采用了一種新穎的基于R-λ模型的λ域碼率控制算法。在這種碼率控制算法中，在R-D碼率失真模型的基礎(chǔ)上通過碼率R和編碼使用的拉格朗日乘子λ之間建立數(shù)學(xué)關(guān)系，并利用調(diào)整λ的方法達(dá)到所期望的目標(biāo)碼率。如公式（3）所示，可以通過該公式計算拉格朗日乘子λ，其中α=CK，β=－K－1。因此α和β這兩個參數(shù)也與序列的特性相關(guān)，不同序列具有不同的取值。（3）由公式（3）進(jìn)一步得到碼率R與λ關(guān)系，如公式（4）所示。（4）由公式（4）可知碼率R完全由拉格朗日乘子λ所決定。λ與R-D曲線的關(guān)系示意圖如附圖2所示。λ是由所有實(shí)際工作點(diǎn)的凸包絡(luò)決定的R-D曲線的斜率絕對值，碼率R和拉格朗日乘子λ之間存在著一一對應(yīng)關(guān)系。由于R-D曲線是凸函數(shù)，基于某個λ值計算最小化公式（1）等效于使用斜率絕對值為λ值的直線去逼近R-D曲線，而此直線僅會和R-D曲線相切于一點(diǎn)。因此，λ值能夠決定碼率R和視頻失真D。在碼率控制過程中，HEVC根據(jù)緩沖區(qū)的占有情況在對每一級別的編碼單元分配合適數(shù)量的比特，通常包括圖片組GOP(GroupofPictures)級、圖片級和基本單元級(CodingUnit)。為了達(dá)到所分配的某個目標(biāo)碼率R，編碼器將根據(jù)公式（3）決定相關(guān)聯(lián)的λ值，并將其用于編碼過程。當(dāng)編碼使用的λ值確定后，所有其他的編碼參數(shù)均應(yīng)由率失真優(yōu)化RDO(Rate-DistortionOptimization)決定。但在公式（3）中，由于不同的序列往往擁有不同的α和β值，即使對于同一序列，處于不同級別的圖片也可能擁有完全不相同的α和β。為了使α和β值可以隨著視頻序列的特性自適應(yīng)更新，HEVC采用如下模型更新算法，如公式（5）、公式（6）與公式（7）所示。（5）（6）（7）這個更新算法是基于最小均方誤差LMS(LeastMeanSquare)方法，其中αold和βold分別表示原來編碼過程中使用的α和β；Rreal表示編碼后實(shí)際的碼率；λcomp表示基于實(shí)際碼率計算所得到的λ值；λreal表示原來編碼時使用的λ值；δα和δβ分別為利用最小均方誤差LMS方法進(jìn)行一次迭代所使用的迭代步長；αnew和βnew為更新后的模型參數(shù)。實(shí)際上，HEVC原有的算法中使用最小均方誤差LMS方法更新碼率控制模型參數(shù)時，其目標(biāo)是使實(shí)際使用的λreal與計算得到的λcomp之間的平方誤差達(dá)到最小，并以此調(diào)整α和β值。λreal與λcomp之間平方誤差如公式（8）所示。（8）但是由公式（5）可知，λcomp在計算時使用了原來模型的參數(shù)αold和βold，其本身并不能完全反映當(dāng)前序列的參數(shù)特征，因此以λreal與λcomp之間平方誤差來調(diào)整α和β值，所得到的更新模型只是近似逼近于當(dāng)前視頻序列的特征。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于HEVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的碼率控制模型更新方法，該方法能夠精確更新模型參數(shù)，從而獲得更精確的碼率控制效果。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于HEVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的碼率控制模型更新方法，針對不同視頻序列特征，按如下方法自適應(yīng)調(diào)整碼率控制模型的α參數(shù)和β參數(shù)：碼率控制模型α參數(shù)的更新方法：；碼率控制模型β參數(shù)的更新方法：；其中αnew為更新后的α參數(shù)，βnew為更新后的β參數(shù)，λold為基于目標(biāo)碼率R獲得的原λ值，Rreal為編碼后的實(shí)際碼率，D(Rreal)表示基于實(shí)際碼率編碼后的視頻失真。本發(fā)明的有益效果是能夠針對不同的視頻序列，精確更新模型參數(shù)，從而獲得更精確的碼率控制效果，特別是增強(qiáng)瞬間碼率控制精度，提高率失真性能。附圖說明圖1是HEVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是碼率控制中λ與R-D曲線的關(guān)系示意圖。圖3是本發(fā)明碼率控制模型更新方法示意圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明基于HEVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的碼率控制模型更新方法，針對不同視頻序列特征，按如下方法自適應(yīng)調(diào)整碼率控制模型的α參數(shù)和β參數(shù)：碼率控制模型α參數(shù)的更新方法：；碼率控制模型β參數(shù)的更新方法：；其中αnew為更新后的α參數(shù)，βnew為更新后的β參數(shù)，λold為基于目標(biāo)碼率R獲得的原λ值，Rreal為編碼后的實(shí)際碼率，D(Rreal)表示基于實(shí)際碼率的壓縮編碼后的視頻失真。下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。在碼率控制過程中，參數(shù)C與K或者α=CK與β=－K－1是和視頻序列特性相關(guān)的模型參數(shù)，由于這些參數(shù)估計誤差，從而使經(jīng)過壓縮編碼后所得到實(shí)際碼率Rreal與目標(biāo)碼率R有一定的偏差。如公式（9）所示，原來編碼過程中使用的參數(shù)分別為αold和βold，這兩個參數(shù)與實(shí)際的序列特性有所偏離，因此基于目標(biāo)碼率R獲得的λ值為λold：（9）對于一個特定的序列，不管λ值設(shè)置是否正確，其實(shí)際的參數(shù)αnew和βnew只與視頻內(nèi)容相關(guān)，不會因此而改變，當(dāng)獲得的λ值為λold時，編碼后的實(shí)際碼率Rreal滿足公式（10）：（10）根據(jù)公式（2）可知，對于一個確定的序列，基于實(shí)際碼率編碼后的視頻失真D(Rreal)滿足公式（11），其中視頻失真D(Rreal)在編碼過程中可通過計算直接獲得：（11）由于αnew=CK，βnew=－K－1，得到公式（12）與公式（13）：（12）（13）將公式（12）與（13）代入（11），得到公式（14）：（14）聯(lián)立公式（10）與公式（14），得到特定序列下的模型參數(shù)αnew和βnew，如公式（15）與公式（16）所示：（15）（16）以上是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本發(fā)明技術(shù)方案的范圍時，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。