[發明專利]基于視頻內容復雜度自適應的極低延遲高性能視頻編碼幀內碼率控制方法

有效

• 申請號: 201610006189.4
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN105681793B
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 何小海;林宏偉;付文杰;熊淑華;滕奇志;卿粼波
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H04N19/146
• 分類號: H04N19/146
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于視頻內容復雜度自適應的極低延遲高性能視頻編碼幀內碼率控制方法，在HEVC編碼標準中的碼率控制部分做了改進，其主要特征在于包括以下過程步驟：

(1)根據配置文件設置的目標碼率、幀率得到I幀的幀層目標比特和幀層標準目標比特，并設置緩沖區大小；

(2)判斷當前編碼幀是否為第一個I幀，若為第一個I幀，幀層目標比特為標準目標比特，若不是第一個I幀，幀層目標比特為經過緩沖區狀態調整后的標準目標比特，調整方法為：

其中，T_Fra(t)表示每幀的目標比特，Buf_SIZE表示緩沖區大小，Buf_Ful表示緩沖區滯留數據量，θ為調整系數，T_Tar表示目標比特，f表示幀率；

(3)判斷當前編碼幀是否為第一個I幀，若為第一個I幀，遍歷當前幀的每個LCU，求出其幀內梯度，將每個LCU的幀內梯度累加，得到幀層總梯度，若不為第一個I幀，則利用連續幀之間的復雜度相關性，由前一幀的幀層總梯度預測出當前I幀幀層總梯度；

(4)根據當前LCU行的梯度和占當前幀總梯度的比例分配每個LCU行的目標比特，并根據LCU行的尺寸得到每個LCU行的模擬帶寬；

(5)根據當前LCU的梯度占當前幀中LCU所在的LCU行的總梯度的比例分配每個LCU行的目標比特，并根據LCU行的尺寸得到每個LCU的模擬帶寬；

(6)進入到對每一幀的CU層進行預編碼的函數xCompressCU，對每個LCU進行編碼，其編碼實際比特與模擬帶寬的差值累加到緩沖區，得到已編碼幀累加的緩沖區滯留數據，并在下一幀的幀層比特分配時進行反饋調節，得到下一幀的目標比特。

2.如權利要求1所述的基于視頻內容復雜度自適應的極低延遲高性能視頻編碼幀內碼率控制方法，其特征在于，在步驟(2)中已編碼幀累加的緩沖區狀態對當前幀目標比特和當前幀內每個LCU行目標比特的調節，以及步驟(3)中對非第一個I幀梯度的預測。

3.如權利要求2所述的基于視頻內容復雜度自適應的極低延遲高性能視頻編碼幀內碼率控制方法，其特征在于所述幀層標準目標比特為配置文件設置的目標碼率除以幀率得到的每幀目標比特，未經緩沖區狀態調整，而所述幀層目標比特是經緩沖區狀態調整后的幀層目標比特。

4.如權利要求3所述的基于視頻內容復雜度自適應的極低延遲高性能視頻編碼幀內碼率控制方法，其特征在于所述緩沖區大小為幀層標準目標比特的三分之一。

5.如權利要求1至4任一所述的基于視頻內容復雜度自適應的極低延遲高性能視頻編碼幀內碼率控制方法，其特征在于對當前幀的幀復雜度的具體預測方法為，當前幀前j個LCU行的梯度累加和與前一幀前j個LCU行的梯度累加和相減，并求出相減后的差值與前一幀前j個LCU行的梯度累加和的比值，具體求解公式為：

其中，GPP_Sum,R(j,t)表示當前幀前j個LCU行的梯度累加和，GPP_Sum,R(j,t-1)表示前一幀前j個LCU行的梯度累加和，Sim即為幀間相似度， 若Sim的絕對值小于閾值T，則當前幀與前一幀為非相似幀，否則為相似幀。

6.如權利要求5所述的基于視頻內容復雜度自適應的極低延遲高性能視頻編碼幀內碼率控制方法，其特征在于所述LCU模擬帶寬為根據當前LCU的尺寸占幀尺寸的比例分配的LCU目標比特。

7.一種用于執行權利要求1至6任一所述基于視頻內容復雜度自適應的極低延遲高性能視頻編碼幀內碼率控制方法的HEVC視頻編碼器。