[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于權(quán)重窗口模型的H.264/AVC宏塊級(jí)碼率控制算法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110232053.2
• 申請(qǐng)日: 2011-08-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102271248A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范益波;鐘慧波;沈沙;趙晉;劉家良;曾曉洋
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04N7/24
• 分類(lèi)號(hào): H04N7/24
• 代理公司: 上海正旦專(zhuān)利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

1.一種基于權(quán)重窗口模型的QP計(jì)算模和MAD預(yù)測(cè)模型，其特征在于，由當(dāng)前宏塊和其周?chē)?個(gè)宏塊組成一個(gè)3x3的窗口；同樣，對(duì)于前一幀，與當(dāng)前宏塊相同位置的宏塊和它周?chē)?個(gè)宏塊組成一個(gè)3x3的窗口；設(shè)MB0～MB8依次分別代表在當(dāng)前編碼幀的當(dāng)前宏塊，以及該當(dāng)前宏塊的左邊，右邊，上邊，下邊，左上，右上，左下，右下位置的宏塊；

QP計(jì)算模型如下式所示：

???????(3)

其中：

???????(4)

?????????(5)

??????????????????????????(6)

為當(dāng)前宏塊的QP值，α_k和β_k是權(quán)重參數(shù)，其取值與其所在的位置有關(guān)，Wc和Wp分別表示在當(dāng)前幀和前一幀中的窗口，0~8對(duì)應(yīng)的是MB0~MB8宏塊位置，表示當(dāng)前幀的窗口中相應(yīng)k位置宏塊的QP，k為0~8的整數(shù)，表示前一幀窗口中相應(yīng)k位置宏塊的QP；表示當(dāng)前幀的窗口中相應(yīng)k位置宏塊的MAD，表示前一幀窗口中相應(yīng)k位置宏塊的MAD；表示當(dāng)前宏塊編碼所用比特?cái)?shù)，表示前一幀窗口中相應(yīng)k位置宏塊編碼所用比特?cái)?shù)；權(quán)重參數(shù)取值如下：

，????????????????????????(7)

MAD的預(yù)測(cè)模型如下式所示：

?(8)

其中M_P的計(jì)算方法為：

???????????????????????????(9)

在上述兩式中表示當(dāng)前宏塊的MAD預(yù)測(cè)值，其中和代表值和上述一致，γ_l?和β_k為MAD計(jì)算時(shí)所用到的權(quán)重，其中β_k由（7）給出，γ_l取值如下所示：

???????????????????????????????????????????(10)。

2.一種基于如權(quán)利要求1所述的QP計(jì)算模和MAD預(yù)測(cè)模型的H.264/AVC宏塊級(jí)碼率控制算法，其特征在于具體步驟為：

對(duì)于GOP（畫(huà)面組）中的第一個(gè)I幀和P幀，采用參考軟件中的算法計(jì)算得到初始QP，設(shè)是前一幀的所有宏塊MAD的平均值，是當(dāng)前幀前一個(gè)宏塊的QP值；根據(jù)預(yù)測(cè)得到的MAD值和當(dāng)前幀所有已編碼宏塊的平均MAD值來(lái)得到比特分?jǐn)?shù)，具體如下式所示：

??????????????????????(11)

其中和?分別表示當(dāng)前宏塊的目標(biāo)比特?cái)?shù)和當(dāng)前幀的剩余比特?cái)?shù)，?表示當(dāng)前幀中所有已編碼宏塊的平均MAD值，表示當(dāng)前幀剩余的未編碼的宏塊數(shù)目；通過(guò)減去已編碼宏塊所用比特?cái)?shù)來(lái)更新；

如果當(dāng)前宏塊為當(dāng)前幀的第一個(gè)宏塊，那么當(dāng)前宏塊的QP設(shè)為，對(duì)于當(dāng)前幀的其它宏塊，QP的計(jì)算方法為：如果當(dāng)前幀的剩余比特?cái)?shù)為負(fù)值，則當(dāng)前QP直接設(shè)為+1，否則，先給當(dāng)前宏塊分配比特?cái)?shù)，然后通過(guò)權(quán)利要求1中的QP計(jì)算模型得到QP，并且，?QP首先由下式來(lái)限定：

????????(12)

為了保證圖像的平滑性，QP進(jìn)一步由下式來(lái)限定：

??????????????????(13)

最后，QP需要滿(mǎn)足H.264/AVC的規(guī)定，即限定在1～51內(nèi)：

????????????????????????????(14)

在完成一個(gè)宏塊的編碼后，記錄編碼信息，包括：實(shí)際MAD，?實(shí)際所用的QP，?實(shí)際編碼所用的比特?cái)?shù)，更新剩余比特?cái)?shù)。