一種基于滑動窗口的碼率控制方法和裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于滑動窗口的碼率控制方法和裝置，通過在待處理的圖像幀前后分別設(shè)置一定寬度的窗口，通過對比窗口內(nèi)圖像幀的平均比特率與在前全部幀的平均比特率并結(jié)合溢出參數(shù)，判斷是否滿足處理條件；在滿足處理條件時，使用參照窗口內(nèi)圖像幀的平均幀率和平均復(fù)雜度得到的新參數(shù)替換現(xiàn)有技術(shù)中的溢出參數(shù)，來計算量化參數(shù)，進一步調(diào)整所述圖像幀的分辨率。本發(fā)明通過設(shè)置窗口，判斷待處理的圖像幀前后一定區(qū)間內(nèi)的圖像幀的比特率和復(fù)雜度，針對突變的視頻場景可以更好地調(diào)整圖像幀的分辨率，增強視頻的表現(xiàn)效果，提高用戶觀看體驗。
【專利說明】
-種基于滑動窗口的碼率控制方法和裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種基于滑動窗口的碼率控制方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在視頻處理技術(shù)中，碼率控制是一種視頻編碼的優(yōu)化算法，用于實現(xiàn)對視頻流碼 流大小的控制。研究視頻編碼技術(shù)的目的，是為了在有限的帶寬中傳輸盡可能清晰的視頻。 在視頻帖中，通常將帖序列中的帖分為I、P、B =種，I是內(nèi)部編碼帖，P是前向預(yù)測帖，B是雙 向內(nèi)插帖，排成如IBBPBBPBBPBBPBBP...樣式，運種連續(xù)的帖圖片組合即為GOP(畫面組， Group OfPicture)，一個GOP中包括1個I帖和一定數(shù)量的B帖和P帖。其中I帖為顯示視頻畫 面的關(guān)鍵帖，用于描述靜態(tài)圖像，B帖和P帖則通過描述I帖圖像中每個像素的變化量形成動 態(tài)圖像。
[0003] VBR(Variable Bit Rate,動態(tài)比特率)技術(shù)是一種較為常用的碼率控制技術(shù)，在 一些VBR技術(shù)中，通過一定算法控制I、B、P帖的清晰度，從而達到控制視頻碼率的目的。例 如，當視頻圖像中運動圖像多時，I帖中像素的變化數(shù)和變化量較多，所W其后綴的B帖和P 帖數(shù)據(jù)量都較大，導(dǎo)致視頻的碼率增加，此時為了控制碼率，會采取改變GOP長度(增加B帖 和P帖，降低I帖出現(xiàn)的頻率）W及降低各帖清晰度(例如將I帖的邊緣進行模糊處理)的方式 來降低整體的碼率。
[0004] 現(xiàn)有的VBR技術(shù)可W通過調(diào)整局部帖的排列方式和清晰度實現(xiàn)動態(tài)控制視頻碼 率，但是對于算法的要求較為精確，否則會出現(xiàn)各種各樣的問題。例如，上面介紹了在運動 圖像多、通過降低各帖清晰度來降低碼率時，用于直接調(diào)整清晰度的參數(shù)是QP(量化參數(shù)， Quantizer Parameter)，而QP又與在前全部帖的平均比特率和預(yù)期比特率(在進行視頻編 碼前預(yù)設(shè)的一個確定的參照值)的偏移幅度(通常稱為溢出參數(shù)，overflow)呈正相關(guān)，也就 是說，在前帖的平均比特率偏移越多，ovedlow的值越大，QP的值也就越大，對當前帖進行 編碼時的清晰度也就越低。但運種調(diào)整方式存在一個問題，當經(jīng)歷一系列運動圖像后，突然 切換至靜態(tài)圖像時，QP受限于其計算方式，仍然會取較大的值，運就導(dǎo)致靜態(tài)圖像的清晰度 很低，影響了觀看效果;或者在相反的場景中，由靜態(tài)圖像突然切換至運動圖像時，會導(dǎo)致 碼率瞬間升高，導(dǎo)致視頻編碼和傳輸負載大幅增加，嚴重影響視頻流楊度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種基于滑動窗口的碼率控制方法和裝置，用 W實現(xiàn)通過滑動窗口預(yù)測視頻內(nèi)容的突變，根據(jù)預(yù)測結(jié)果控制后續(xù)帖的清晰度，W達到在 控制視頻流碼率的情況下盡可能平衡視頻清晰度，保證觀看效果和視頻流楊度。
[0006] 基于上述目的本發(fā)明公開的一種基于滑動窗口的碼率控制方法，包括：
[0007] 在實時轉(zhuǎn)碼的過程中，統(tǒng)計全部已編碼圖像帖的平均比特率，得到第一平均比特 率.
[000引在對圖像帖進行編碼時，計算所述圖像帖前N帖的平均比特率，得到第二平均比特 率.
[0009] 使用所述第一平均比特率除W預(yù)期比特率得到溢出參數(shù)；
[0010] 判斷是否同時滿足所述第二平均比特率與所述第一平均比特率的比值大于第一 比特率闊值，且所述溢出參數(shù)大于第一參數(shù)闊值；
[0011] 若滿足，計算所述圖像帖前N帖的平均復(fù)雜度，得到第一平均復(fù)雜度;計算所述圖 像帖后n帖的平均復(fù)雜度，得到第二平均復(fù)雜度，所述N與n均為正整數(shù);使用所述第二平均 比特率與所述第一平均比特率的比值，乘W所述第二平均復(fù)雜度與所述第一平均復(fù)雜度的 比值得到的結(jié)果替換所述溢出參數(shù)，來計算所述圖像帖的量化參數(shù)，使用所述量化參數(shù)調(diào) 整所述圖像帖的清晰度。
[0012] 可選的，所述第一比特率闊值的取值范圍是[5/4,9/4];所述第一參數(shù)闊值的取值 范圍是[0.9,1.1]。
[0013] 可選的，方法還包括：
[0014] 判斷是否同時滿足所述第二平均比特率與所述第一平均比特率的比值大于第二 比特率闊值，且所述溢出參數(shù)大于第二參數(shù)闊值;所述第二比特率闊值小于所述第一比特 率闊值，所述第二參數(shù)闊值大于所述第一參數(shù)闊值；
[0015] 若滿足，計算所述圖像帖前N帖的平均復(fù)雜度，得到第一平均復(fù)雜度;計算所述圖 像帖后n帖的平均復(fù)雜度，得到第二平均復(fù)雜度;使用所述第二平均比特率與所述第一平均 比特率的比值，乘W所述第二平均復(fù)雜度與所述第一平均復(fù)雜度的比值得到的結(jié)果替換所 述溢出參數(shù)，計算所述圖像帖的量化參數(shù)，所述N與n均為正整數(shù)。
[0016] 可選的，所述第二比特率闊值的取值范圍是[1，2];所述第二參數(shù)闊值的取值范圍 是[1.1,1.3]。
[0017] 可選的，方法還包括：
[0018] 判斷是否同時滿足所述第二平均比特率與所述第一平均比特率的比值小于第= 比特率闊值，且所述溢出參數(shù)大于第=參數(shù)闊值;所述第=比特率闊值小于所述第一比特 率闊值；
[0019] 若滿足，計算所述圖像帖前N帖的平均復(fù)雜度，得到第一平均復(fù)雜度;計算所述圖 像帖后n帖的平均復(fù)雜度，得到第二平均復(fù)雜度;使用所述第二平均比特率與所述第一平均 比特率的比值，乘W所述第二平均復(fù)雜度與所述第一平均復(fù)雜度的比值得到的結(jié)果替換所 述溢出參數(shù)，計算所述圖像帖的量化參數(shù)，所述N與n均為正整數(shù)。
[0020] 可選的，所述第=比特率闊值的取值范圍是[0.6,0.引；所述第=參數(shù)闊值的取值 范圍是[1.1,1.3]。
[0021 ] 可選的，所述N的取值范圍是[150，500 ]，所述n的取值范圍是[15，50]，N/n的取值 范圍是[8，12]。
[0022] 基于上述目的本發(fā)明公開的一種基于滑動窗口的碼率控制裝置，包括：
[0023] 比特率單元，用于在實時轉(zhuǎn)碼的過程中，統(tǒng)計全部已編碼圖像帖的平均比特率，得 到第一平均比特率;在對圖像帖進行編碼時，計算所述圖像帖前N帖的平均比特率，得到第 二平均比特率;使用所述第一平均比特率除W預(yù)期比特率得到溢出參數(shù)；
[0024] 第一比較單元，用于判斷是否同時滿足所述第二平均比特率與所述第一平均比特 率的比值大于第一比特率闊值，且所述溢出參數(shù)大于第一參數(shù)闊值；
[0025] 復(fù)雜度單元，用于在所述第一比較單元判定滿足條件后，計算所述圖像帖前N帖的 平均復(fù)雜度，得到第一平均復(fù)雜度;計算所述圖像帖后n帖的平均復(fù)雜度，得到第二平均復(fù) 雜度，所述N與n均為正整數(shù)；
[0026] 計算單元，用于在所述第一比較單元判定滿足條件后，使用所述第二平均比特率 與所述第一平均比特率的比值，乘W所述第二平均復(fù)雜度與所述第一平均復(fù)雜度的比值得 到的結(jié)果替換所述溢出參數(shù)，來計算所述圖像帖的量化參數(shù)，使用所述量化參數(shù)調(diào)整所述 圖像帖的清晰度。
[0027] 可選的，所述第一比特率闊值的取值范圍是[5/4,9/4];所述第一參數(shù)闊值的取值 范圍是[0.9,1.1]。
[002引可選的，裝置還包括：
[0029] 第二比較單元，用于判斷是否同時滿足所述第二平均比特率與所述第一平均比特 率的比值大于第二比特率闊值，且所述溢出參數(shù)大于第二參數(shù)闊值;所述第二比特率闊值 小于所述第一比特率闊值，所述第二參數(shù)闊值大于所述第一參數(shù)闊值；
[0030] 所述復(fù)雜度單元還用于在所述第二比較單元判定滿足條件后，計算所述圖像帖前 N帖的平均復(fù)雜度，得到第一平均復(fù)雜度;計算所述圖像帖后n帖的平均復(fù)雜度，得到第二平 均復(fù)雜度，所述N與n均為正整數(shù)；
[0031] 所述計算單元還用于在所述第二比較單元判定滿足條件后，使用所述第二平均比 特率與所述第一平均比特率的比值，乘W所述第二平均復(fù)雜度與所述第一平均復(fù)雜度的比 值得到的結(jié)果替換所述溢出參數(shù)，來計算所述圖像帖的量化參數(shù)。
[0032] 可選的，所述第二比特率闊值的取值范圍是[1，2];所述第二參數(shù)闊值的取值范圍 是[1.1,1.3]。
[0033] 可選的，裝置還包括：
[0034] 第二比較單元，用于判斷是否同時滿足所述第二平均比特率與所述第一平均比特 率的比值小于第=比特率闊值，且所述溢出參數(shù)大于第=參數(shù)闊值;所述第=比特率闊值 小于所述第一比特率闊值；
[0035] 所述復(fù)雜度單元還用于在所述第=比較單元判定滿足條件后，計算所述圖像帖前 N帖的平均復(fù)雜度，得到第一平均復(fù)雜度;計算所述圖像帖后n帖的平均復(fù)雜度，得到第二平 均復(fù)雜度，所述N與n均為正整數(shù)；
[0036] 所述計算單元還用于在所述第=比較單元判定滿足條件后，使用所述第二平均比 特率與所述第一平均比特率的比值，乘W所述第二平均復(fù)雜度與所述第一平均復(fù)雜度的比 值得到的結(jié)果替換所述溢出參數(shù)，來計算所述圖像帖的量化參數(shù)。
[0037] 可選的，所述第=比特率闊值的取值范圍是[0.6,0.引；所述第=參數(shù)闊值的取值 范圍是[1.1,1.3]。
[0038] 可選的，所述N的取值范圍是[150，500 ]，所述n的取值范圍是[15，50]，N/n的取值 范圍是[8，12]。
[0039] 從上面所述可W看出，本發(fā)明公開的一種基于滑動窗口的碼率控制方法和裝置， 通過在待處理的圖像帖前后分別設(shè)置一定寬度的窗口，通過對比窗口內(nèi)圖像帖的平均比特 率與在前全部帖的平均比特率并結(jié)合溢出參數(shù)，判斷是否滿足處理條件;在滿足處理條件 時，使用參照窗口內(nèi)圖像帖的平均帖率和平均復(fù)雜度得到的新參數(shù)替換現(xiàn)有技術(shù)中的溢出 參數(shù)，來計算量化參數(shù)，進一步調(diào)整所述圖像帖的分辨率。本實施例通過設(shè)置窗口，判斷待 處理的圖像帖前后一定區(qū)間內(nèi)的圖像帖的比特率和復(fù)雜度，針對突變的視頻場景可W更好 地調(diào)整圖像帖的分辨率，增強視頻的表現(xiàn)效果，提高用戶觀看體驗。
【附圖說明】
[0040]圖1為本發(fā)明提供的一種基于滑動窗口的碼率控制方法的實施例的流程示意圖； [0041 ]圖2為本發(fā)明提供的一種基于滑動窗口的碼率控制方法的實施例的應(yīng)用場景的曲 線示意圖；
[0042] 圖3為本發(fā)明提供的一種基于滑動窗口的碼率控制方法的可選實施例地流程示意 圖；
[0043] 圖4為本發(fā)明提供的一種基于滑動窗口的碼率控制方法的可選實施例地流程示意 圖；
[0044] 圖5為本發(fā)明提供的一種基于滑動窗口的碼率控制方法的實施例的框圖。
【具體實施方式】
[0045] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，W下結(jié)合具體實施例，并參照 附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0046] 圖1為本發(fā)明提供的一種基于滑動窗口的碼率控制方法的實施例的流程示意圖。 如圖所示，本發(fā)明公開的一種基于滑動窗口的碼率控制方法的實施例，包括：
[0047] S10,在實時轉(zhuǎn)碼的過程中，統(tǒng)計全部已編碼圖像帖的平均比特率，得到第一平均 比特率。對于單一視頻文件的實時轉(zhuǎn)碼過程而言，第一平均比特率即為已編碼圖像帖的平 均比特率;對于視頻直播、轉(zhuǎn)播等的實時轉(zhuǎn)碼過程而言，由于直播或轉(zhuǎn)播內(nèi)容也是按照一定 時間長度為單位劃分視頻段執(zhí)行，所W在直播或轉(zhuǎn)播的場景下，第一平均比特率即為將當 前視頻段作為獨立的視頻文件，計算該視頻段已編碼圖像帖的平均比特率。
[0048] Sll，在對圖像帖進行編碼時，計算所述圖像帖前N帖的平均比特率，得到第二平均 比特率。
[0049] S12,使用所述第一平均比特率除W預(yù)期比特率得到溢出參數(shù)。溢出參數(shù)用于衡量 視頻文件已轉(zhuǎn)碼部分的平均比特率相對于預(yù)期比特率的偏移幅度。溢出參數(shù)的數(shù)值大于1， 說明視頻文件已轉(zhuǎn)碼部分的平均比特率高于預(yù)期比特率，而溢出參數(shù)的數(shù)值相對于1的偏 移值越大，則說明視頻文件已轉(zhuǎn)碼部分的平均比特率高出預(yù)期比特率的幅度越大。
[0050] S13,判斷是否同時滿足所述第二平均比特率與所述第一平均比特率的比值大于 第一比特率闊值，且所述溢出參數(shù)大于第一參數(shù)闊值。
[0051] 所述第二平均比特率與所述第一平均比特率的比值，表示所述圖像帖前N帖的平 均比特率與全部已編碼圖像帖的平均比特率的比值，其表示的含義是所述圖像帖前N帖的 比特率處于何種狀態(tài)。若運一比值大于1，說明前N帖相對于在前帖的比特率處于較高水平； 運一比值偏離1的幅度越大，說明前N帖比在前帖高出的比特率越多。所述溢出參數(shù)已經(jīng)說 明過，是用于衡量視頻文件已轉(zhuǎn)碼部分的平均比特率相對于預(yù)期比特率的偏移幅度。
[0052] 本步驟判斷的場景為，當視頻的總體平均比特率高于預(yù)期比特率達到一定程度 時，是否同時滿足在前N帖的平均比特率也大于在前全部帖的平均比特率達到一定程度。若 滿足，則此時可W判斷量化參數(shù)QP的取值較大，參照現(xiàn)有技術(shù)，如果出現(xiàn)后續(xù)圖像帖平均帖 率驟降，例如視頻由動態(tài)圖像切換至靜態(tài)圖像，QP受限于其計算方式，仍然會取較大的值， 運就導(dǎo)致靜態(tài)圖像的清晰度很低，影響了觀看效果。
[0053] 如果舍棄上述判定條件中的任意一項，得到的結(jié)果都是不準確的。例如，舍棄判斷 是否同時滿足所述第二平均比特率與所述第一平均比特率的比值大于第一比特率闊值，僅 判斷所述溢出參數(shù)是否大于第一參數(shù)闊值，則無法有效判定場景突變的情形;又如，舍棄判 斷所述溢出參數(shù)是否大于第一參數(shù)闊值，僅判斷是否滿足所述第二平均比特率與所述第一 平均比特率的比值大于第一比特率闊值，則有可能出現(xiàn)下面的場景:視頻開場時持續(xù)為靜 態(tài)的低比特率畫面，此時依照現(xiàn)有技術(shù)計算得到的量化參數(shù)數(shù)值較??；突然有靜態(tài)場景切 換至高比特率的動態(tài)場景，則滿足了判定條件，依照本實施例計算量化參數(shù);但實際上，由 于在前全部圖像帖的平均比特率低于預(yù)期比特率，因此即使發(fā)生場景切換，在整體的平均 比特率不超過預(yù)期比特率前，量化參數(shù)依舊處于一個較小值，視頻圖像比較清晰，沒有必要 采用本實施例的方法確定量化參數(shù)。因此，兩項判定條件缺一不可。
[0054] S14,若滿足，計算所述圖像帖前N帖的平均復(fù)雜度，得到第一平均復(fù)雜度;計算所 述圖像帖后n帖的平均復(fù)雜度，得到第二平均復(fù)雜度，所述N與n均為正整數(shù);使用所述第二 平均比特率與所述第一平均比特率的比值，乘W所述第二平均復(fù)雜度與所述第一平均復(fù)雜 度的比值得到的結(jié)果替換所述溢出參數(shù)，來計算所述圖像帖的量化參數(shù)，使用量化參數(shù)調(diào) 整所述圖像帖的清晰度。步驟中的復(fù)雜度是一個用于描述圖像帖的復(fù)雜程度的值，例如當 圖像帖用于表現(xiàn)動態(tài)圖像時，其復(fù)雜度會高于用于表現(xiàn)靜態(tài)圖像的圖像帖;復(fù)雜度的具體 獲取方法屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再寶述。
[0055] 步驟S14中，所述第二平均比特率與所述第一平均比特率的比值與所述溢出參數(shù) 相比，可W更加精確地表示所述帖前N帖的比特率相對全部在前帖平均比特率的變化趨勢， 運一比值大于1，說明前N帖的比特率相對在前全部帖的比特率而言處于上升狀態(tài)，運一比 值大于1的幅度越大，說明前N帖的比特率相對在前全部帖的比特率而言上升的幅度越大。
[0056] 步驟S14中，所述第二平均復(fù)雜度與所述第一平均復(fù)雜度的比值，則用于表示所述 帖后n帖相對于前N帖的復(fù)雜度，運一比值大于1，說明后n帖的復(fù)雜度高于前N帖的復(fù)雜度， 也就是說，所述帖正處于一個復(fù)雜度上升的帖區(qū)間內(nèi)（例如視頻由靜態(tài)圖像轉(zhuǎn)換至動態(tài)圖 像）；相反，若運一比值小于1，說明后n帖的復(fù)雜度小于前N帖的復(fù)雜度，所述帖處于一個復(fù) 雜度下降的帖區(qū)間內(nèi)（例如視頻由動態(tài)圖像轉(zhuǎn)換至靜態(tài)圖像）。
[0057] W計算式來表示步驟S14為:使用
I換所述溢出參數(shù)，來計 算所述圖像帖的量化參數(shù)。式中bi trate_N表示所述帖前N帖的平均比特率，bi trate_al 1表 示全部已編碼圖像帖的平均比特率，cmplx_n表示所述帖后n帖的平均復(fù)雜度，cmplx_N表示 所述帖前N帖的平均復(fù)雜度。
[005引通過一個場景對本實施例方法的實現(xiàn)方式進行說明：假設(shè)某一帖之前部分帖的比 特率較高，該帖之后部分帖的比特率較低，該帖恰好處于比特率由高到低的下降曲線上。貝U 若按照現(xiàn)有技術(shù)的方法計算溢出參數(shù)，由于所述帖前全部已編碼圖像帖的平均比特率下降 的幅度很小，所W該帖的溢出參數(shù)和在前數(shù)帖的溢出參數(shù)相比，變化量很小，甚至溢出參數(shù) 還可能會有增加，運就導(dǎo)致量化參數(shù)數(shù)值依舊維持在一個較大值，使得對該帖及其后續(xù)部 分帖進行編碼時使用的量化系數(shù)維持在一個較大值，影響低比特率部分的清晰度。
[0化9]若采用本實施例提供的方法，首先1 的值，考慮該帖所處的位置，
必然為一個較大的值;進一步計算 ，考慮該帖處與高比特率帖和 低比特率帖之間，因此
么然為一個較小的值;二者相乘，最終得到值小于現(xiàn)有技 術(shù)中的溢出參數(shù)，從而使計算得到的量化參數(shù)取得一個較小的值，提升了該帖的清晰度。 [0060]繼續(xù)針對上述場景，討論現(xiàn)有技術(shù)和本申請?zhí)峁┑姆椒▽τ谝曨l平均比特率的影 響。
[0061 ]圖2為本發(fā)明提供的一種基于滑動窗口的碼率控制方法的實施例的應(yīng)用場景的曲 線示意圖。參考圖2,不再討論對某一具體帖的調(diào)整，而是考慮使用不同方法得到的實時比 特率曲線。圖2中a曲線為采用現(xiàn)有技術(shù)處理后的實時比特率曲線，b曲線為采用本實施例提 供的方法處理后的實時比特率曲線;對比二者可W發(fā)現(xiàn)，b曲線較a曲線更為平滑，也就是說 本實施提供的方法在控制平均比特率的力度方面低于現(xiàn)有技術(shù)，但是得到的圖像要遠比現(xiàn) 有技術(shù)處理得到的圖像清晰。事實上，實施轉(zhuǎn)碼得到的視頻的平均比特率由于受到良好的 控制，并不會產(chǎn)生非常大的起伏，因此本實施例的方法在運方面并不會對視頻整體產(chǎn)生不 良影響。所W整體來看，本實施例提供的方法可W在維持平均比特率穩(wěn)定的前提下，加速視 頻場景發(fā)生切換時清晰度改變的速率，從而增強視頻的表現(xiàn)效果，提高用戶觀看體驗。
[0062] 從上面所述可W看出，本實施例提供的方法通過在待處理的圖像帖前后分別設(shè)置 一定寬度的窗口，通過對比窗口內(nèi)圖像帖的平均比特率與在前全部帖的平均比特率并結(jié)合 溢出參數(shù)，判斷是否滿足處理條件;在滿足處理條件時，使用參照窗口內(nèi)圖像帖的平均帖率 和平均復(fù)雜度得到的新參數(shù)替換現(xiàn)有技術(shù)中的溢出參數(shù)，來計算量化參數(shù)，進一步調(diào)整所 述圖像帖的分辨率。本實施例通過設(shè)置窗口，判斷待處理的圖像帖前后一定區(qū)間內(nèi)的圖像 帖的比特率和復(fù)雜度，針對突變的視頻場景可W更好地調(diào)整圖像帖的分辨率，增強視頻的 表現(xiàn)效果，提高用戶觀看體驗。
[0063] 需要說明的是，本發(fā)明實施例中所有使用"第一"和"第二"的表述均是為了區(qū)分兩 個相同名稱非相同的實體或者非相同的參量，可見"第一""第二"僅為了表述的方便，不應(yīng) 理解為對本發(fā)明實施例的限定，后續(xù)實施例對此不再一一說明。
[0064] 在可選的實施例中，所述第一比特率闊值的取值范圍是[5/4,9/4];所述第一參數(shù) 闊值的取值范圍是[0.9,1.1]。
[0065] 所述第二平均比特率與所述第一平均比特率的比值，表示所述圖像帖前N帖的平 均比特率與全部已編碼圖像帖的平均比特率的比值，其表示的含義是所述圖像帖前N帖的 比特率處于何種狀態(tài)。若運一比值大于1，說明前N帖相對于全部在前帖的比特率處于較高 水平。而第一比特率闊值正是用于衡量運一"較高水平"高于在前帖的比特率的程度，若第 一比特率闊值取值過低，則會導(dǎo)致判定條件過低，無法有效識別前N帖高于全部在前帖的平 均比特率的情景;若第一比特率闊值取值過高，則會導(dǎo)致判定條件過高，實踐中很難滿足判 定條件而無法使用本實施例提供的方法進行處理；[5/4,9/4]是通過試驗取得的優(yōu)選取值 范圍。進一步，所述第一比特率闊值的取值為7/4,同樣是通過試驗取得的較佳值。
[0066] 所述溢出參數(shù)用于衡量視頻文件已轉(zhuǎn)碼部分的平均比特率相對于預(yù)期比特率的 偏移幅度。溢出參數(shù)的數(shù)值大于1，說明視頻文件已轉(zhuǎn)碼部分的平均比特率高于預(yù)期比特 率，而溢出參數(shù)的數(shù)值相對于1的偏移值越大，則說明視頻文件已轉(zhuǎn)碼部分的平均比特率高 出預(yù)期比特率的幅度越大。溢出參數(shù)是現(xiàn)有技術(shù)中用于計算量化參數(shù)，進一步調(diào)整圖像帖 清晰度的直觀參數(shù);在判定前N帖相對于全部在前帖的平均比特率處于較高水平后，還需要 進一步判定溢出參數(shù)是否大于一定數(shù)值，從而判定量化參數(shù)是否處于較大值，而判定的闊 值就是第一參數(shù)闊值。所述第一參數(shù)闊值不宜過低，否則運一闊值就失去了意義;所述第一 參數(shù)闊值也不宜過高，否則會導(dǎo)致判定條件過高，實踐中很難滿足判定條件而無法使用本 實施例提供的方法進行處理；通過試驗選取所述第一參數(shù)闊值的優(yōu)選取值范圍是[0.9， 1.1 ]。較佳的，所述第一參數(shù)闊值的取值為1，同樣是通過試驗取得的較佳值。
[0067] 圖3為本發(fā)明提供的一種基于滑動窗口的碼率控制方法的可選實施例地流程示意 圖。如圖所示，在可選的實施例中，方法還包括：
[0068] S20,判斷是否同時滿足所述第二平均比特率與所述第一平均比特率的比值大于 第二比特率闊值，且所述溢出參數(shù)大于第二參數(shù)闊值;所述第二比特率闊值小于所述第一 比特率闊值，所述第二參數(shù)闊值大于所述第一參數(shù)闊值。
[0069] 若滿足，執(zhí)行步驟S14。
[0070] 所述第二比特率闊值的取值范圍是[1，2];所述第二參數(shù)闊值的取值范圍是[1.1， 1.3]，所述取值范圍均為通過試驗取得的較佳值。優(yōu)選的，所述第二比特率闊值的取值為3/ 2,所述第二參數(shù)闊值的取值為1.2。
[0071] 本實施例規(guī)定了判定執(zhí)行本實施例步驟的另外一種條件。所述第二比特率闊值小 于所述第一比特率闊值，也就是說，同前一實施例相比，在根據(jù)本實施例規(guī)定的條件進行判 斷時，滿足條件的所述第二平均比特率與所述第一平均比特率的比值可W稍小，體現(xiàn)在具 體場景即為在前寬度為N的窗口內(nèi)圖像帖的比特率高出在前全部帖的比特率的幅度稍??； 所述第二參數(shù)闊值大于所述第一參數(shù)闊值，也就是說，同前一實施例相比，在根據(jù)本實施例 規(guī)定的條件進行判斷時，滿足條件的溢出參數(shù)一定要稍大，體現(xiàn)在具體場景即為在前全部 帖的平均比特率高出預(yù)期比特率的幅度稍大。在上述情境下，同樣可W適用本實施例提供 的方法。
[0072] 圖4為本發(fā)明提供的一種基于滑動窗口的碼率控制方法的可選實施例地流程示意 圖。如圖所示，在可選的實施例中，方法還包括：
[0073] S30,判斷是否同時滿足所述第二平均比特率與所述第一平均比特率的比值小于 第=比特率闊值，且所述溢出參數(shù)大于第=參數(shù)闊值;所述第=比特率闊值小于所述第一 比特率闊值。
[0074] 若滿足，執(zhí)行步驟S14。
[0075] 所述第=比特率闊值的取值范圍是[0.6,0.引；所述第=參數(shù)闊值的取值范圍是 [1.1，1.3]。所述取值范圍均為通過試驗取得的較佳值。優(yōu)選的，所述第=比特率闊值的取 值為0.7，所述第二參數(shù)闊值的取值為1.2。
[0076] 本實施例的判定條件適用于與前述實施例相反的場景。前述實施例均適用于視頻 由動態(tài)圖像切換至靜態(tài)圖像的場景，需要通過調(diào)整量化參數(shù)避免視頻圖像發(fā)生模糊。本實 施例則適用于視頻由靜態(tài)圖像切換至動態(tài)圖像的場景，需要通過調(diào)整量化參數(shù)避免因量化 參數(shù)變化不及時，導(dǎo)致視頻實時比特率驟增影響正常播放過程。
[0077] 在可選的實施例中，所述N的取值范圍是[150，500]，所述n的取值范圍是[15，50]， N/n的取值范圍是[8，12LN的取值決定了對于在前一定數(shù)量帖圖像狀態(tài)的判斷準確度，N的 取值不宜過小，否則結(jié)果的隨機性過高，無法得到有效的判定結(jié)果;N的取值不宜過大，否則 無法應(yīng)用于長度較短的視頻，同時得到的結(jié)果也不再具有代表性。n的取值決定了對于在后 一定數(shù)量帖圖像狀態(tài)的判斷準確度，n的取值不宜小，否則結(jié)果的隨機性過高，無法得到有 效地判定結(jié)果;n的取值不宜過大，否則無法準確地確定一些突變的情況，同時n取值過大時 需要提前獲取更多的帖圖像，也不利于實時轉(zhuǎn)碼過程實現(xiàn)。同時，為了保證上述實施例中計 算結(jié)果和判斷結(jié)果的準確，N/n的取值范圍應(yīng)當處于[8，12]的區(qū)間內(nèi)，超出運一區(qū)間會導(dǎo)致 判斷結(jié)果不具有代表性，同時計算結(jié)果不準確的問題。
[0078] 優(yōu)選的，N的取值為200，n的取值為20。
[0079] 圖5為本發(fā)明提供的一種基于滑動窗口的碼率控制方法的實施例的框圖。如圖所 示，本發(fā)明公開一種基于滑動窗口的碼率控制裝置的實施例，包括：
[0080] 比特率單元40,用于在實時轉(zhuǎn)碼的過程中，統(tǒng)計全部已編碼圖像帖的平均比特率， 得到第一平均比特率;在對圖像帖進行編碼時，計算所述圖像帖前N帖的平均比特率，得到 第二平均比特率;使用所述第一平均比特率除W預(yù)期比特率得到溢出參數(shù)。
[0081] 第一比較單元41，用于判斷是否同時滿足所述第二平均比特率與所述第一平均比 特率的比值大于第一比特率闊值，且所述溢出參數(shù)大于第一參數(shù)闊值。
[0082] 復(fù)雜度單元42,用于在所述第一比較單元判定滿足條件后，計算所述圖像帖前N帖 的平均復(fù)雜度，得到第一平均復(fù)雜度;計算所述圖像帖后n帖的平均復(fù)雜度，得到第二平均 復(fù)雜度，所述N與n均為正整數(shù)。
[0083] 計算單元43,用于在所述第一比較單元判定滿足條件后，使用所述第二平均比特 率與所述第一平均比特率的比值，乘W所述第二平均復(fù)雜度與所述第一平均復(fù)雜度的比值 得到的結(jié)果替換所述溢出參數(shù)，來計算所述圖像帖的量化參數(shù)，使用所述量化參數(shù)調(diào)整所 述圖像帖的清晰度。
[0084] 從上面所述可W看出，本實施例提供的裝置通過在待處理的圖像帖前后分別設(shè)置 一定寬度的窗口，通過比特率單元40計算平均比特率，通過第一比較單元41對比窗口內(nèi)圖 像帖的平均比特率與在前全部帖的平均比特率并結(jié)合溢出參數(shù)，判斷是否滿足處理條件； 在滿足處理條件時，通過復(fù)雜度單元42計算平均復(fù)雜度，通過計算單元43使用參照窗口內(nèi) 圖像帖的平均帖率和平均復(fù)雜度得到的新參數(shù)替換現(xiàn)有技術(shù)中的溢出參數(shù)，來計算量化參 數(shù)，進一步調(diào)整所述圖像帖的分辨率。本實施例通過設(shè)置窗口，判斷待處理的圖像帖前后一 定區(qū)間內(nèi)的圖像帖的比特率和復(fù)雜度，針對突變的視頻場景可W更好地調(diào)整圖像帖的分辨 率，增強視頻的表現(xiàn)效果，提高用戶觀看體驗。
[0085] 在可選的實施例中，所述第一比特率闊值的取值范圍是[5/4,9/4];所述第一參數(shù) 闊值的取值范圍是[0.9,1.1]。
[00化]在可選的實施例中，裝置還包括：
[0087]第二比較單元44,用于判斷是否同時滿足所述第二平均比特率與所述第一平均比 特率的比值大于第二比特率闊值，且所述溢出參數(shù)大于第二參數(shù)闊值;所述第二比特率闊 值小于所述第一比特率闊值，所述第二參數(shù)闊值大于所述第一參數(shù)闊值；
[0088] 所述復(fù)雜度單元還用于在所述第二比較單元44判定滿足條件后，計算所述圖像帖 前N帖的平均復(fù)雜度，得到第一平均復(fù)雜度;計算所述圖像帖后n帖的平均復(fù)雜度，得到第二 平均復(fù)雜度，所述N與n均為正整數(shù)；
[0089] 所述計算單元還用于在所述第二比較單元44判定滿足條件后，使用所述第二平均 比特率與所述第一平均比特率的比值，乘W所述第二平均復(fù)雜度與所述第一平均復(fù)雜度的 比值得到的結(jié)果替換所述溢出參數(shù)，來計算所述圖像帖的量化參數(shù)。
[0090] 在可選的實施例中，所述第二比特率闊值的取值范圍是[1，2];所述第二參數(shù)闊值 的取值范圍是[1.1，1.3]。
[0091] 在可選的實施例中，裝置還包括：
[0092] 第=比較單元45,用于判斷是否同時滿足所述第二平均比特率與所述第一平均比 特率的比值小于第=比特率闊值，且所述溢出參數(shù)大于第=參數(shù)闊值;所述第=比特率闊 值小于所述第一比特率闊值；
[0093] 所述復(fù)雜度單元還用于在所述第=比較單元45判定滿足條件后，計算所述圖像帖 前N帖的平均復(fù)雜度，得到第一平均復(fù)雜度;計算所述圖像帖后n帖的平均復(fù)雜度，得到第二 平均復(fù)雜度，所述N與n均為正整數(shù)；
[0094] 所述計算單元還用于在所述第=比較單元45判定滿足條件后，使用所述第二平均 比特率與所述第一平均比特率的比值，乘W所述第二平均復(fù)雜度與所述第一平均復(fù)雜度的 比值得到的結(jié)果替換所述溢出參數(shù)，來計算所述圖像帖的量化參數(shù)。
[00M]在可選的實施例中，所述第=比特率闊值的取值范圍是[0.6,0.引；所述第=參數(shù) 闊值的取值范圍是[1.1，1.3]。
[0096] 在可選的實施例中，所述N的取值范圍是[150，500]，所述n的取值范圍是[15，50]， N/n的取值范圍是[8,12]。
[0097] 從上面所述可W看出，本發(fā)明公開的一種基于滑動窗口的碼率控制方法和裝置通 過在待處理的圖像帖前后分別設(shè)置一定寬度的窗口，通過對比窗口內(nèi)圖像帖的平均比特率 與在前全部帖的平均比特率并結(jié)合溢出參數(shù)，判斷是否滿足處理條件;在滿足處理條件時， 使用參照窗口內(nèi)圖像帖的平均帖率和平均復(fù)雜度得到的新參數(shù)替換現(xiàn)有技術(shù)中的溢出參 數(shù)，來計算量化參數(shù)，進一步調(diào)整所述圖像帖的分辨率。本實施例通過設(shè)置窗口，判斷待處 理的圖像帖前后一定區(qū)間內(nèi)的圖像帖的比特率和復(fù)雜度，針對突變的視頻場景可W更好地 調(diào)整圖像帖的分辨率，增強視頻的表現(xiàn)效果，提高用戶觀看體驗。
[0098] 所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：W上任何實施例的討論僅為示例性的，并非 旨在暗示本公開的范圍（包括權(quán)利要求)被限于運些例子;在本發(fā)明的思路下，W上實施例 或者不同實施例中的技術(shù)特征之間也可W進行組合，步驟可W W任意順序?qū)崿F(xiàn)，并存在如 上所述的本發(fā)明的不同方面的許多其它變化，為了簡明它們沒有在細節(jié)中提供。
[0099] 另外，為簡化說明和討論，并且為了不會使本發(fā)明難W理解，在所提供的附圖中可 W示出或可W不示出與集成電路（IC)忍片和其它部件的公知的電源/接地連接。此外，可W W框圖的形式示出裝置，W便避免使本發(fā)明難W理解，并且運也考慮了 W下事實，即關(guān)于運 些框圖裝置的實施方式的細節(jié)是高度取決于將要實施本發(fā)明的平臺的（即，運些細節(jié)應(yīng)當 完全處于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解范圍內(nèi)）。在闡述了具體細節(jié)(例如，電路）W描述本發(fā)明的 示例性實施例的情況下，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，可W在沒有運些具體細節(jié) 的情況下或者運些具體細節(jié)有變化的情況下實施本發(fā)明。因此，運些描述應(yīng)被認為是說明 性的而不是限制性的。
[0100] 盡管已經(jīng)結(jié)合了本發(fā)明的具體實施例對本發(fā)明進行了描述，但是根據(jù)前面的描 述，運些實施例的很多替換、修改和變型對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說將是顯而易見的。例 如，其它存儲器架構(gòu)(例如，動態(tài)RAM(DRAM))可W使用所討論的實施例。
[0101] 本發(fā)明的實施例旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求的寬泛范圍之內(nèi)的所有運樣的替換、 修改和變型。因此，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何省略、修改、等同替換、改進 等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種基于滑動窗口的碼率控制方法，其特征在于，包括： 在實時轉(zhuǎn)碼的過程中，統(tǒng)計全部已編碼圖像幀的平均比特率，得到第一平均比特率； 在對圖像幀進行編碼時，計算所述圖像幀前N幀的平均比特率，得到第二平均比特率； 使用所述第一平均比特率除以預(yù)期比特率得到溢出參數(shù)； 判斷是否同時滿足所述第二平均比特率與所述第一平均比特率的比值大于第一比特 率閾值，且所述溢出參數(shù)大于第一參數(shù)閾值； 若滿足，計算所述圖像幀前N幀的平均復(fù)雜度，得到第一平均復(fù)雜度;計算所述圖像幀 后η幀的平均復(fù)雜度，得到第二平均復(fù)雜度，所述N與η均為正整數(shù);使用所述第二平均比特 率與所述第一平均比特率的比值，乘以所述第二平均復(fù)雜度與所述第一平均復(fù)雜度的比值 得到的結(jié)果替換所述溢出參數(shù)，來計算所述圖像幀的量化參數(shù)，使用所述量化參數(shù)調(diào)整所 述圖像幀的清晰度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一比特率閾值的取值范圍是[5/4， 9/4];所述第一參數(shù)閾值的取值范圍是[0.9，1.1]。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，方法還包括： 判斷是否同時滿足所述第二平均比特率與所述第一平均比特率的比值大于第二比特 率閾值，且所述溢出參數(shù)大于第二參數(shù)閾值;所述第二比特率閾值小于所述第一比特率閾 值，所述第二參數(shù)閾值大于所述第一參數(shù)閾值； 若滿足，計算所述圖像幀前Ν幀的平均復(fù)雜度，得到第一平均復(fù)雜度;計算所述圖像幀 后η幀的平均復(fù)雜度，得到第二平均復(fù)雜度;使用所述第二平均比特率與所述第一平均比特 率的比值，乘以所述第二平均復(fù)雜度與所述第一平均復(fù)雜度的比值得到的結(jié)果替換所述溢 出參數(shù)，計算所述圖像幀的量化參數(shù)，所述Ν與η均為正整數(shù)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二比特率閾值的取值范圍是[1，2]; 所述第二參數(shù)閾值的取值范圍是[1.1，1.3]。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，方法還包括： 判斷是否同時滿足所述第二平均比特率與所述第一平均比特率的比值小于第三比特 率閾值，且所述溢出參數(shù)大于第三參數(shù)閾值;所述第三比特率閾值小于所述第一比特率閾 值； 若滿足，計算所述圖像幀前Ν幀的平均復(fù)雜度，得到第一平均復(fù)雜度;計算所述圖像幀 后η幀的平均復(fù)雜度，得到第二平均復(fù)雜度;使用所述第二平均比特率與所述第一平均比特 率的比值，乘以所述第二平均復(fù)雜度與所述第一平均復(fù)雜度的比值得到的結(jié)果替換所述溢 出參數(shù)，計算所述圖像幀的量化參數(shù)，所述Ν與η均為正整數(shù)。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述第三比特率閾值的取值范圍是[0.6， 〇. 8];所述第三參數(shù)閾值的取值范圍是[1.1，1.3]。7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任意一項所述的方法，其特征在于，所述Ν的取值范圍是[150， 500]，所述η的取值范圍是[15,50]，Ν/η的取值范圍是[8，12]。8. -種基于滑動窗口的碼率控制裝置，其特征在于，包括： 比特率單元，用于在實時轉(zhuǎn)碼的過程中，統(tǒng)計全部已編碼圖像幀的平均比特率，得到第 一平均比特率;在對圖像幀進行編碼時，計算所述圖像幀前Ν幀的平均比特率，得到第二平 均比特率;使用所述第一平均比特率除以預(yù)期比特率得到溢出參數(shù)； 第一比較單元，用于判斷是否同時滿足所述第二平均比特率與所述第一平均比特率的 比值大于第一比特率閾值，且所述溢出參數(shù)大于第一參數(shù)閾值； 復(fù)雜度單元，用于在所述第一比較單元判定滿足條件后，計算所述圖像幀前N幀的平均 復(fù)雜度，得到第一平均復(fù)雜度;計算所述圖像幀后η幀的平均復(fù)雜度，得到第二平均復(fù)雜度， 所述Ν與η均為正整數(shù)； 計算單元，用于在所述第一比較單元判定滿足條件后，使用所述第二平均比特率與所 述第一平均比特率的比值，乘以所述第二平均復(fù)雜度與所述第一平均復(fù)雜度的比值得到的 結(jié)果替換所述溢出參數(shù)，來計算所述圖像幀的量化參數(shù)，使用所述量化參數(shù)調(diào)整所述圖像 幀的清晰度。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述第一比特率閾值的取值范圍是[5/4， 9/4];所述第一參數(shù)閾值的取值范圍是[0.9，1.1]。10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，裝置還包括： 第二比較單元，用于判斷是否同時滿足所述第二平均比特率與所述第一平均比特率的 比值大于第二比特率閾值，且所述溢出參數(shù)大于第二參數(shù)閾值;所述第二比特率閾值小于 所述第一比特率閾值，所述第二參數(shù)閾值大于所述第一參數(shù)閾值； 所述復(fù)雜度單元還用于在所述第二比較單元判定滿足條件后，計算所述圖像幀前Ν幀 的平均復(fù)雜度，得到第一平均復(fù)雜度;計算所述圖像幀后η幀的平均復(fù)雜度，得到第二平均 復(fù)雜度，所述Ν與η均為正整數(shù)； 所述計算單元還用于在所述第二比較單元判定滿足條件后，使用所述第二平均比特率 與所述第一平均比特率的比值，乘以所述第二平均復(fù)雜度與所述第一平均復(fù)雜度的比值得 到的結(jié)果替換所述溢出參數(shù)，來計算所述圖像幀的量化參數(shù)。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述第二比特率閾值的取值范圍是[1， 2];所述第二參數(shù)閾值的取值范圍是[1.1，1.3]。12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，裝置還包括： 第三比較單元，用于判斷是否同時滿足所述第二平均比特率與所述第一平均比特率的 比值小于第三比特率閾值，且所述溢出參數(shù)大于第三參數(shù)閾值;所述第三比特率閾值小于 所述第一比特率閾值； 所述復(fù)雜度單元還用于在所述第三比較單元判定滿足條件后，計算所述圖像幀前Ν幀 的平均復(fù)雜度，得到第一平均復(fù)雜度;計算所述圖像幀后η幀的平均復(fù)雜度，得到第二平均 復(fù)雜度，所述Ν與η均為正整數(shù)； 所述計算單元還用于在所述第三比較單元判定滿足條件后，使用所述第二平均比特率 與所述第一平均比特率的比值，乘以所述第二平均復(fù)雜度與所述第一平均復(fù)雜度的比值得 到的結(jié)果替換所述溢出參數(shù)，來計算所述圖像幀的量化參數(shù)。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述第三比特率閾值的取值范圍是 [0.6，0.8];所述第三參數(shù)閾值的取值范圍是[1.1，1.3]。14. 根據(jù)權(quán)利要求8-13任意一項所述的裝置，其特征在于，所述Ν的取值范圍是[150， 500]，所述η的取值范圍是[15,50]，Ν/η的取值范圍是[8，12]。
【文檔編號】H04N21/2343GK105847805SQ201610195778
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月30日
【發(fā)明人】呂超, 魏偉, 白茂生, 蔡硯剛
【申請人】樂視控股（北京）有限公司, 樂視云計算有限公司