[發明專利]基于對數R-Q模型和層次化比特分配的碼率控制方法

有效

• 申請號: 201310545397.8
• 申請日: 2013-11-06
• 公開（公告）號: CN103561266B
• 公開（公告）日: 2016-11-02
• 發明（設計）人: 白旭;梁曉傳
• 申請（專利權）人: 北京牡丹電子集團有限責任公司數字電視技術中心
• 主分類號: H04N19/124
• 分類號: H04N19/124;H04N19/50
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王利文

技術領域

本發明屬于視頻圖像編碼技術領域，尤其是一種基于對數R-Q模型和層次化比特分配的碼率控制方法。

背景技術

碼率控制是視頻編碼中的一個基本課題，對于視頻編碼標準的應用有著重要意義。在視頻的傳輸、存儲過程當中，網絡帶寬、存儲資源都是有限的，碼率控制的作用就是在最大限度保證視頻編碼質量的前提下，使得輸出的碼流能夠滿足傳輸、存儲限制。因此，碼率控制對于視頻編碼標準的應用有著極其重要的作用。

為了應對日益增長的視頻消費需求，在2010年，ITU聯合ISO/IEC開始著手制定新一代的視頻編碼標準——高效視頻編碼（HEVC，High?Efficiency?Video?Coding），旨在能夠相對于目前最流行的H.264有進一步提升，目標為降低50%的碼率。在2013年年初，該標準發布，ITU、ISO/IEC分別命名為ITU-TH.265和ISO/IEC?23008-2。相對以往編碼標準，HEVC編碼器引入了很多新的編碼技術，諸如四叉樹劃分、非對稱塊劃分、并行編碼技術等，復雜度更高，其碼率控制更具挑戰性。

在已有的HEVC碼率控制算法中，絕大多數是將過去視頻編碼標準的碼率控制算法直接應用到HEVC標準當中，未考慮到HEVC引入的一些新技術、新特性，沒有很好的針對性，碼率控制的精確度不高。Matteo?Naccari和Fernando?Pereira(“Quadratic?Modeling?Rate?Control?in?the?Emerging?HEVC?Standard”,Picture?Coding?Symposium(PCS),2012.IEEE,2012,pp.401-404.)提出一種二次模型，是對H.264視頻編碼標準的移植，實驗測試結果表明，其碼率控制精確度并不理想；Yeo-Jin?Yoon等（“ANew?Rate?Control?Method?for?Hierarchical?Video?Coding?in?HEVC”，Broadband?Multimedia?Systems?and?Broadcasting(BMSB),2012?IEEE?International?Symposium?on.IEEE,2012,pp.1-4.）提出一種指數模型的碼率控制方法，碼率分配只做到了幀級別，沒有更精細的劃分，碼率控制不夠精確。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種設計合理、能夠提高碼率控制精確度和視頻質量保真的基于對數R-Q模型和層次化比特分配的碼率控制方法。

本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種基于對數R-Q模型和層次化比特分配的碼率控制方法，包括以下步驟：

步驟1、計算圖像待編碼區域的內容復雜度，進行層次化的比特分配；

步驟2、使用對數R-Q模型，計算圖像待編碼區域量化步長；

步驟3、完成一個編碼單元的編碼過程，更新模型參數，然后進行下一個編碼單元的編碼，直到完成整個視頻序列的編碼。

而且，所述步驟1計算圖像待編碼區域的內容復雜度的方法為：

ω=MADLCU2]]>

式中：ω表示編碼單元的復雜度，MAD_LCU為當前編碼單元的平均絕對差，該MAD_LCU的計算公式為：

MADLCU=1NpixelsΣ|predi-orgi|]]>