[發明專利]一種視頻編碼中的碼率控制方法及其裝置

有效

• 申請號: 201010152237.3
• 申請日: 2010-04-22
• 公開（公告）號: CN101795415A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 陳航鋒;譚熾烈;李聰廷;鄭曉先
• 申請（專利權）人: 杭州華三通信技術有限公司
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/24;H04N7/50
• 代理公司: 北京鑫媛睿博知識產權代理有限公司 11297
• 代理人: 龔家驊

技術領域

本發明涉及通信領域的視頻編碼技術，特別是涉及一種視頻編碼中的碼率控制方法及其裝置。?

背景技術

在目前的視頻編碼壓縮技術中，采集的原始視頻數據經過編碼壓縮后，編碼出來的碼流雖然得到了較高的壓縮比，但是其碼率是變化的。而在視頻通信領域，通信信道帶寬都是恒定、有限的，碼率不斷變化的碼流不適合在恒定信道中傳輸。所以，在視頻編碼中引入了碼率控制，如圖1所示，目的是將編碼器產生的碼流碼率控制在一定波動范圍之內。?

碼率控制的基本原理是通過不停地調整編碼量化參數(QuantizationParameter，QP)來控制碼流緩沖區中比特的占有度，使其在一定程度上盡量保持穩定，不出現上溢和下溢的情況，從而保持碼率的穩定。但是另一方面，編碼量化參數QP的變化直接影響圖像質量。QP反映了空間細節壓縮情況，如果QP小，則大部分細節得以保留，此時圖像質量好而碼率高；如果QP大，則一些細節就會被丟失，此時碼率小但是圖像失真加強，圖像質量下降。所以，如何在控準碼率的前提之下盡可能地提升編碼圖像質量，是碼率控制方法的一個重要問題。?

在一種傳統的碼率控制方案中，先根據已編碼幀信息預測待編碼幀的復雜度，并預算該幀的編碼比特數，再根據反饋的虛擬緩沖區填充度確定參考量化步長，最后計算宏塊的空間活動性和宏塊實際量化參數QP。該方法可如圖2所示，利用預分配的目標編碼比特數、預測的圖像復雜度和反饋的虛擬緩沖區占有度等信息來調整QP值。?

在另一種傳統的碼率控制方案中，在正式編碼之前先進行預編碼，得到碼率分配、圖像復雜度、QP分布等信息，在正式編碼時綜合這些信息再次進行碼率控制。該方法可如圖3所示，利用兩次編碼來達到更精準的碼率控制?效果。?

發明人實現本發明的過程中，發現現有技術至少存在以下缺陷：?

圖2所示的碼率控制方案，一方面，在某些特殊場景時目標比特率分配步驟會存在較大偏差；另一方面，由于預算得到的編碼比特數較固定，因此不能隨實際編碼場景的不同而變化，容易導致碼率控制不準和編碼比特數分配不均；再一方面，容易導致量化不均勻，圖像質量差異大；?

圖3所示的碼率控制方案，由于采用了兩次編碼，因此增加了碼率控制的運算復雜度，不適合于實時系統中的應用。?

發明內容

本發明提供了一種視頻編碼中的碼率控制方法及其裝置，用以實現在控準碼率的前提之下提升編碼圖像質量。?

本發明提供的視頻編碼中的碼率控制方法，應用于以行宏塊作為最小運算單元的碼率控制過程，該方法針對當前行宏塊，包括以下步驟：?

獲取當前幀的初始碼率控制參數，根據編碼場景調整獲取到的初始碼率控制參數；?

根據調整后的當前幀的初始碼率控制參數、已編碼行宏塊的編碼結果反饋信息，以及編碼場景，確定當前行的QP值；?

反饋根據當前行的QP值對當前行進行宏塊編碼后所得到的編碼結果信息。?

其中，根據編碼場景調整獲取到的初始碼率控制參數，包括：根據編碼場景調整當前幀的目標碼率，或調整當前幀的初始QP值和目標碼率。?

其中，根據編碼場景調整當前幀的目標碼率，包括：?

當前幀為I幀編碼，且該當前幀的上一個已編碼幀的碼率與該已編碼幀的目標碼率相比得到的碼率變化超過設定范圍的上限值，則將當前幀的目標碼率減小；?

或者，當前幀的為I幀編碼，且該當前幀的上一個已編碼幀的碼率與該已編碼幀的目標碼率相比得到的碼率變化超過設定范圍的下限值，則將當前幀的目標碼率增加。?

上述方法中，根據編碼場景調整當前幀的初始QP值和目標碼率，包括：?

當前幀為非I幀編碼，且該當前幀的上一個已編碼幀的碼率與該已編碼幀的目標碼率相比得到的碼率變化超過設定范圍時，通過調整QP調整因子，使根據該QP調整因子得到的當前幀的初始QP值與上一個已編碼幀的初始QP值的變化在設定范圍之內；?

或者，當前幀的初始QP值與其上一個已編碼幀的初始QP相比得到的QP變化超過設定閾值范圍的上限值，則減少重新確定當前幀的初始QP值，使減小后的QP值與上一個已編碼幀的初始QP值的變化達到該設定范圍的上限值；或者，當前幀的初始QP值與其上一個已編碼幀的初始QP相比得到的QP變化超過設定范圍閾值的下限值，則增加當前幀的初始QP值，使增加后的QP值與上一個已編碼幀的初始QP值達到該設定范圍的下限值。?

根據本發明的方法，確定當前行的QP值，包括：?