[發明專利]一種視頻圖像編碼中的碼率控制方法及裝置

有效

• 申請號: 201310219528.3
• 申請日: 2013-06-04
• 公開（公告）號: CN104219522B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 郭宗明;孫俊;段一舟;陳科吉
• 申請（專利權）人: 北京大學;北大方正集團有限公司;北京北大方正電子有限公司
• 主分類號: H04N19/124
• 分類號: H04N19/124;H04N19/136;H04N19/176
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司11291
• 代理人: 黃志華

技術領域

本發明涉及視頻數據處理領域，尤其涉及一種視頻圖像編碼中的碼率控制方法及裝置。

背景技術

為了節約傳輸帶寬和存儲空間，以及支持數字電視廣播、遠程監控、數字視頻點播、無線多媒體通信等應用，視頻編碼已經成為國內外研究和工業應用的熱點之一。目前的視頻編碼標準所涉及的編碼技術主要包括：幀內預測、幀間預測、整數變換、重建圖像、碼率控制、量化，以及熵編碼和反量化反變換去塊效應濾波等，具體如圖1所示。

其中，碼率控制表示對輸出碼流比特數的控制，是視頻編碼中必不可少的技術，任何標準離開碼率控制，其應用都會受到限制，例如，在帶寬約束條件下的傳輸過程中，如果沒有合適的碼率控制方法，客戶端緩沖區就有可能發生溢出，即碼率控制的目的是保證在產生指定的目標碼率的條件下，能夠達到最優的圖像質量，并保證編解碼緩沖區不會發生溢出。QP（Quantization Parameter，量化參數）是對視頻圖像的編碼過程中獲取良好量化步長對視頻圖像進行量化的參數，由于QP值控制量化步長，而量化步長的大小將對輸出碼率造成較大的影響，因此，QP值為控制碼率的重要參數。

目前，通常采用JVT-G012算法對視頻序列的碼率進行控制，從而達到提高編碼后視頻圖像呈現質量的目的，即對整個視頻序列預設一個統一的目標碼率。采用JVT-G012算法控制視頻序列的碼率，能夠簡單地實現對整個視頻序列的控制，即采用同一個QP值對視頻序列對應的各個視頻圖像進行編碼，使整個視頻序列的碼率滿足目標碼率。但在上述方法中，視頻序列中的各個幀對應的碼率由上述目標碼率、當前碼流的尺寸、以及剩余幀數決定，僅保證整個序列的平均碼率滿足上述目標碼率即可，而在對視頻圖像的編碼過程中，無法保證對每一幀對應的視頻圖像進行編碼后得到的比特數目均保持恒定，此時，當需要在單位時間內輸出一個幀時，將導致單位時間內輸出的碼率無法達到恒定狀態，即部分幀對應較大的碼率，而另一部分幀對應較小的碼率，從而造成在一個視頻序列中不同幀對應的碼率出現較大的波動，從而降低了編碼精度；并且，當視頻序列中的某個幀對應一個較大的碼率時，由于帶寬限制，可能引起視頻圖像出現卡斷，影響畫面呈現效果問題。

由此可見，現有技術中，在對視頻圖像編碼的碼率控制過程中，存在視頻序列中各個幀對應的碼率差異大，編碼精度低，影響畫面呈現效果的問題。

發明內容

本發明實施例提供一種視頻圖像編碼中的碼率控制方法及裝置，用以解決現有技術在對視頻圖像編碼的碼率控制過程中，存在視頻序列中各個幀對應的碼率差異大，編碼精度低，影響被編碼后視頻圖像呈現效果的問題。

本發明實施例提供的具體技術方案如下：

一種視頻編碼方法，包括：

獲取視頻序列中的當前幀；

根據所述當前幀的屬性，判定所述當前幀不是起始幀或者場景變換幀時，將所述當前幀對應的視頻圖像塊劃分為預設數目的視頻圖像子塊，并分別獲取每一個視頻圖像子塊對應的像素平均梯度，以及根據當前幀對應的視頻圖像的各個像素點的像素值，確定當前幀對應的視頻圖像的量化參數閾值，根據所述量化參數閾值以及每一個視頻圖像子塊對應的像素平均梯度，分別獲取所述每一個視頻圖像子塊對應的量化參數QP值；

根據所述QP值對當前幀對應的視頻圖像進行編碼。

一種視頻圖像編碼中的碼率控制裝置，包括：

獲取單元，用于獲取視頻序列中的當前幀；

QP值獲取單元，用于根據所述當前幀的屬性，判定所述當前幀不是起始幀或者場景變換幀時，將所述當前幀對應的視頻圖像塊劃分為預設數目的視頻圖像子塊，并分別獲取每一個視頻圖像子塊對應的像素平均梯度，以及根據當前幀對應的視頻圖像的各個像素點的像素值，確定當前幀對應的視頻圖像的量化參數閾值，根據所述量化參數閾值以及每一個視頻圖像子塊對應的像素平均梯度，分別獲取所述每一個視頻圖像子塊對應的量化參數QP值；

編碼單元，用于根據所述QP值對當前幀對應的視頻圖像進行編碼。

本發明實施例中，獲取視頻序列中的當前幀，若該當前幀不是起始幀或者場景變換幀，則將當前幀對應的視頻圖像塊劃分為多個視頻圖像子塊，并根分別據視頻圖像子塊的復雜度，獲取每一個視頻圖像子塊對應的QP值；根據上述獲取的QP值對當前幀對應的視頻圖像進行編碼。采用本發明技術方案，根據當前幀對應的視頻圖像復雜度為視頻圖像的各個部分分配相應的QP值，從而避免了采用一個QP值對整個視頻序列對應的各個視頻圖像進行編碼時造成的編碼精度低的問題，保證了視頻序列中各個幀對應的碼率恒定，提高了編碼后視頻圖像的質量。

附圖說明