[發明專利]一種穩定視頻質量的碼率控制方法

有效

• 申請號: 200810239482.0
• 申請日: 2008-12-11
• 公開（公告）號: CN101754003A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 董云杰
• 申請（專利權）人: 北京威速科技有限公司
• 主分類號: H04N7/24
• 分類號: H04N7/24;H04N7/26
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王朋飛

技術領域

本發明涉及圖像傳輸技術，具體涉及一種穩定視頻質量的碼率控制方法。

背景技術

在進行數據信號傳輸時，因為視頻數據量很大，信道帶寬相對較小，需要對視頻信號進行壓縮，對視頻信號壓縮的目的在于壓縮視頻數據量，實現在有限信道帶寬條件下的視頻傳輸。當前一般采用PSNR(peak?signal-to-noise?ratio，峰值信噪比)作為評價視頻質量的客觀標準，與峰值信噪比相比，SSIM(structural?similarity，結構化相似度)能夠更好的反映HSV(human?visual?system，人眼視覺系統)特性，同時它具有歸一化的特性。與視頻質量相關的碼率控制方案是視頻編碼的一個重要研究方向，碼率控制有兩個主要的領域：CBR(constantbit?rate，恒定碼率)控制與VBR(Variant?Bit?rate，可變碼率)控制。CBR以控制恒定碼率為目的，當發生場景變化時，必須對大運動的視頻分配較多碼率才能保證高質量的視頻，同時還要保證輸出碼率的基本恒定。在實時視頻通信應用中，考慮到延時的約束，必須采用單通道(1-PASS)碼率控制算法，這樣的話，當發生場景變化、視頻存在大運動時，既不允許采用雙通道(2-PASS)算法重新優化視頻幀間的碼率分配，也不允許大的輸出碼率波動，因此大運動視頻所獲得的碼率不足以支撐較高的視頻質量，也就必然導致視頻質量的下降；VBR允許碼率根據場景的復雜度在一定范圍內變化，通過碼率在一定范圍內的變動來換取較平穩的主觀視頻質量，但當前的很多VBR算法不能滿足可平滑調控穩定視頻質量的要求，而且運算復雜，實現困難，VBR算法大至被分為多通道與單通道兩類，多通道技術可以提供較好的視頻質量，但是由于其運算復雜度高及非實時性的特點，無法在實時視頻通信系統中使用，實時視頻通信系統一般采用單通道VBR方法。大多數現有單通道VBR算法采用如圖1所示的開環結構，算法關注在某個參考碼率及基于該參考碼率的波動范圍約束下如何更好的分配、控制圖像層或宏塊層的比特率，以達到PSNR的提升，從而提高視頻質量；其中有一類單通道VBR算法不關心參考碼率，而僅設定一個恒定的量化參數QP，但這種算法得到的視頻輸出碼率很不穩定，不適合網絡視頻等對帶寬有控制要求的應用場合。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種穩定視頻質量的碼率控制方法。

本發明提供一種穩定視頻質量的碼率控制方法，包括以下步驟：S1：估計P幀類型圖像復雜度或者I幀類型圖像的復雜度；S2：獲得第k幀圖像的預分配碼率；S3：根據得到的P幀類型圖像復雜度和第k幀圖像的預分配碼率或者是I幀類型圖像復雜度和第k幀圖像的預分配碼率計算出第k幀的量化參數QP_k；S4：編碼器按照量化參數QP_k來編碼調節壓縮率，進而控制視頻輸出碼率。

其中，在步驟S1中，P幀類型圖像復雜度是通過如下公式計算得到：