[發明專利]基于結構相似度的高效視頻編碼感知碼率控制優化方法

有效

• 申請號: 201310632139.3
• 申請日: 2013-12-02
• 公開（公告）號: CN103634601B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 解偉;趙會玲;王琳;李小雨;張若璠;王宇鵬;黃承愷;王雪旸
• 申請（專利權）人: 國家廣播電影電視總局廣播科學研究院;北京郵電大學
• 主分類號: H04N19/147
• 分類號: H04N19/147
• 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

本發明屬于視頻編解碼技術領域，尤其是一種基于結構相似度的高效視頻編碼感知碼率控制優化方法。

背景技術

近年來，高清/超高清視頻編碼技術作為未來家庭影院、數字廣播電視、網絡視頻、高清電影等業務的基礎核心技術成為業界關注的焦點。針對高清/超高清視頻通信，現有的視頻編碼標準在壓縮比和實際的應用需求相比還有一定的差距。為此，國際標準化組織ISO/IEC（MPEG）和ITU-T啟動了下一代數字視頻壓縮標準的規劃——高效視頻編碼（High?Efficiency?Video?Coding,HEVC），目標是在H.264/AVC高檔次的基礎上，壓縮效率提高一倍以上。

HEVC依然沿用H.264的混合編碼框架，采用幀間和幀內預測編碼消除時間域和空間域的相關性，變換編碼對殘差進行變換編碼以消除空間相關性，熵編碼消除統計上的冗余度。在HEVC現有的碼率控制方法中，是通過以下流程完成碼率控制的：

1、比特分配

假設目標碼率為R_tar，幀率為f，則每幀圖像的平均目標碼率為

R_PicAvg＝^Rtar/_f

用N_coded表示已經編碼的幀數，R_coded表示這些已編碼幀所消耗的比特數。

（1）圖像組（Group?of?Picture，GOP）級的碼率分配

假設在當前GOP中有N_GOP幅圖像，SW是一個平滑窗的窗口大小，用來使得碼率變化更加平滑。在本方法中，SW的大小設為40，一個GOP的目標碼率由下式決定：

TAvgPic=RPicAvg·(Ncoded+SW)-RcodedSW]]>

T_GOP＝T_AvgPiciN_GOP

如果這SW個圖像每幅圖像實際分配了T_AvgPic比特，平滑窗口的目標則是在SW個圖像后實現目標碼率。同時，當前的緩沖器狀態和目標碼率被聯合考慮進來，式（*）也可以寫成另外一種形式：

TAvgPic=RPicAvg+RPicAvg·Ncoded-RcodedSW]]>

第一項R_PicAvg表示目標碼率，第二項R_PicAvg·N_coded-R_coded表示緩沖器狀態，從此式可以直觀的看到緩沖器狀態和目標碼率。

（2）幀級比特分配

設T_GOP是當前GOP的目標碼率，Coded_GOP是當前GOP已編碼比特數。ω是每一幅圖像在當前GOP中比特分配中的權重。因此，當前幀的目標碼率由下式決定：