[發明專利]基于編解碼端緩存的視頻編碼碼率控制系統和方法

有效

• 申請號: 201210213441.0
• 申請日: 2012-06-26
• 公開（公告）號: CN102761741A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 張金雷;張冬;李斌;李禮;李厚強
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/50
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種視頻編碼碼率控制系統，包括編碼端和解碼端，所述編碼端通過視頻傳輸信道與所述解碼端相連接，所述編碼端包括視頻編碼裝置、編碼端緩存裝置和碼率控制裝置，所述解碼端包括解碼端緩存裝置和視頻解碼裝置，其特征在于，

所述編碼端還包括虛擬解碼端緩存裝置，用于模擬所述解碼端緩存裝置在每一時刻的緩存狀態，并且

所述碼率控制裝置用于根據所述編碼端緩存裝置的緩存狀態和虛擬解碼端緩存裝置模擬的解碼端緩存裝置的緩存狀態，控制視頻編碼裝置的編碼碼率。

2.如權利要求1所述的視頻編碼碼率控制系統，其特征在于，所述虛擬解碼端緩存裝置用于估算所述解碼端緩存裝置的滿度，并且所述視頻編碼裝置根據所述編碼端緩存裝置的滿度和所述虛擬解碼端緩存裝置所估算的解碼端緩存裝置的滿度對視頻編碼的目標比特數進行約束。

3.如權利要求2所述的視頻編碼碼率控制系統，其特征在于，當所述編碼端緩存裝置的滿度大于或等于滿度閾值，或者當所述編碼端的時延大于或等于時延閾值，編碼端開始向解碼端傳輸編碼視頻；當所述解碼端緩存裝置的滿度大于或等于滿度閾值，或者當所述解碼端的時延大于或等于時延閾值，解碼端開始解碼視頻。

4.如權利要求3所述的視頻編碼碼率控制系統，其特征在于，所述編碼端緩存裝置的滿度閾值、解碼端緩存裝置的滿度閾值是相同的或者分別獨立設定的；所述編碼端緩存裝置的時延閾值、解碼端緩存裝置的時延閾值也是相同的或者分別獨立設定的。

5.如權利要求4所述的視頻編碼碼率控制系統，其特征在于，所述虛擬解碼端緩存裝置根據下式估算所述解碼端緩存裝置的滿度：

其中：

表示第i時刻解碼端緩存裝置的滿度；?表示第i+1時刻解碼端緩存裝置的滿度；D_i表示第i時刻解碼的比特數；R_i表示解碼端接收的碼?率；f表示幀率，?表示相鄰兩幀之間的時間間隔；所述的第i時刻表示編碼第i幀的時刻。

6.如權利要求5所述的視頻編碼碼率控制系統，其特征在于，所述編碼端緩存裝置還用于根據下式計算所述編碼端緩存裝置的滿度：

其中：

表示第i時刻編碼端緩存裝置的滿度；?表示第i+1時刻編碼端緩存裝置的滿度；E_i表示第i時刻編碼的比特數；S_i表示編碼端發送的碼率。

7.如權利要求6所述的視頻編碼碼率控制系統，其特征在于，在CBR情況下，所述碼率控制裝置按照下式對視頻編碼的目標比特數進行約束：

LowerBound≤E_i≤UpperBound，LowerBound表示碼率下界，UpperBound表示碼率上界，并且

，其中：R表示視頻傳輸信道的帶寬；Δt表示編解碼時延之和，即發送時延與解碼時延之和；k為時刻參數；B^d表示解碼端緩存裝置的最大容量；B^e表示編碼端緩存裝置的最大容量。

8.如權利要求6所述的視頻編碼碼率控制系統，其特征在于，在VBR情況下，所述碼率控制裝置按照下式對視頻編碼的目標比特數進行約束：

LowerBound≤E_i≤UpperBound，LowerBound表示碼率下界，UpperBound表示碼率上界，并且

，其中：Δt表示編解碼端的時延之和；k為時刻參數；B^d表示解碼端緩存裝置的最大容量；B^e表示編碼端緩存裝置的最大容量。

9.一種視頻編碼碼率控制方法，用于控制編碼端和解碼端進行視頻數據傳輸時的編碼碼率，所述編碼端通過視頻傳輸信道與所述解碼端相連接，編碼端包括編碼端緩存裝置，解碼端包括解碼端緩存裝置，其特征在于，該方法包括如下步驟：?

模擬所述解碼端緩存裝置在每一時刻的緩存狀態；以及

根據所述編碼端緩存裝置的緩存狀態和模擬的解碼端緩存裝置的緩存狀態，控制視頻編碼的編碼碼率。