[發明專利]一種視頻編碼的碼率控制方法

有效

• 申請號: 200710043384.5
• 申請日: 2007-07-03
• 公開（公告）號: CN101094411A
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發明（設計）人: 歐陽超;何輝;黃為
• 申請（專利權）人: 芯瀚電子技術（上海）有限公司
• 主分類號: H04N7/32
• 分類號: H04N7/32;H04N7/26
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 王潔

技術領域

本發明涉及數字視頻處理領域，尤其涉及一種視頻編碼的碼率控制(Rate?control)方法。

背景技術

隨著多媒體通信業務的快速增長和互聯網的迅速發展，對視頻編碼技術的要求日益提高。現有的國際視頻編碼標準包括MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、H.263和H.264/AVC等。其中，碼率控制方法是視頻編碼的核心技術之一，所述方法的目的是：在給定目標比特率及緩存容量的條件下，盡可能提高壓縮視頻流的視頻質量，有效抑制視頻序列的質量波動并減少跳幀次數。因此，碼率控制方法需根據已編碼圖像信息，對當前(當前幀或當前場)圖像分配合理的量化系數，使輸出圖像符合編碼要求的目標碼率并盡可能保持圖像的質量。

現有的碼率控制方法，例如，MPEG-2標準的測試模型5(TM5，TestModel?5)、H.263標準的測試模型8(TMN8，Test?Model?Near?8)、MPEG-4標準的驗證模型8(VM8，Verification?Model?Version?8)、H.264標準的的碼率控制模型(JVT-G012)，都能對編碼器的輸出碼率較好地進行控制。但是，現有的碼率控制方法的不足之處在于：

1)需使用已編碼的視頻圖像信息，估計當前視頻圖像的復雜度。而當視頻序列運動非常劇烈，場景切換頻繁或圖像特征發生明顯變化時，估計模型所引起的較大誤差會導致碼率分配的不合理，使編碼器的編碼性能急劇下降，從而導致視頻質量惡化；

2)需占用較多緩存空間，同時，采用的復雜度估計模型和率失真(Rate-distortion)估計模型包含大量的浮點計算，從而給編碼器增加了極大的計算負荷，不利于硬件實現，不適用于實時編碼領域。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供了一種復雜度較低，利用編碼器進行預編碼的碼率控制方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種視頻編碼的碼率控制方法，包括如下步驟：

A)、判斷當前視頻圖像的類型，如類型為單向幀間預測編碼圖像(P)，執行步驟B)，如類型為幀內預測編碼圖像(I)或雙向幀間預測編碼圖像(B)，執行步驟C)；

B)、對視頻圖像進行預編碼，計算出當前視頻圖像的復雜度；

C)、根據復雜度和目標碼率，計算當前視頻圖像的量化系數；

D)、根據調整后的量化系數對視頻圖像進行正常編碼，編碼完成后，更新碼率控制模型的參數。

進一步地，所述步驟B)中預編碼的編碼參數至少包括圖像編碼范圍、搜索范圍、參考圖像數目、熵編碼模式。

進一步地，所述步驟B)中預編碼的配置包括

1)、只對圖像的中心部分進行預編碼，所述中心部分約為圖像全幅面的1/9；

2)、對于幀間預測模式，只考慮單參考圖像；

3)、使用更小的搜索范圍，如為正常編碼搜索范圍的1/4；

4)、在運動搜索時，決定子塊分割模式；

5)、當為幀間預測(Inter?prediction)模式時，選擇最小的絕對變換差值，決定幀間預測宏塊的最佳塊類型和分割模式；

6)、不進行運動補償或者只進行1/2像素精度的運動補償；

7)、對于幀內預測(Intra?prediction)模式，只考慮16×16塊分割模式，不考慮平面預測模式；

8)、當為幀內預測模式時，選擇最小的絕對變換差值，決定幀內預測宏塊的最佳分割模式；并通過配置5)和配置8)的最佳分割模式結果，決定采用幀內預測模式或者幀間預測模式；

9)、累加預編碼過程中的每個宏塊的最小的絕對變換差值，計算出復雜度，并返回給碼率控制器；

10)、編碼器將不對運動補償和幀內預測結果進行熵編碼，編碼系統無輸出。

進一步地，所述步驟C)進一步包括如下步驟：

C1)、判斷當前視頻圖像的類型，如類型為單向幀間預測編碼圖像，執行步驟C2)，如類型為幀內預測編碼圖像或雙向幀間預測編碼圖像，直接計算得出該圖像的量化系數即可；

C2)、對平均復雜度進行估計；

C3)、計算拉格朗日系數；

C4)、根據已編碼比特數調節拉格朗日系數；

C5)、據拉格朗日系數計算出對應的量化系數。