[發明專利]一種HEVC編碼單元級碼率控制方法

有效

• 申請號: 201610073339.3
• 申請日: 2016-02-02
• 公開（公告）號: CN105554503B
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 張冬冬;黃佳禾
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: H04N19/146
• 分類號: H04N19/146;H04N19/147;H04N19/30;H04N19/70;H04N19/172
• 代理公司: 上?？坡蓪＠硎聞账?特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

本發明提供了一種HEVC編碼單元級碼率控制方法。利用LCU進一步劃分的編碼單元SubCU來進行P幀和B幀編碼單元級碼率控制初始化、比特數分配、編碼參數估計等過程。首先使用前一個同級幀的同一位置的LCU編碼信息來預測當前幀LCU是否劃分。對于預測為劃分的LCU，利用其SubCU的R?D模型在編碼單元級碼率控制初始化部分估計復雜度和權重。在比特數分配階段，分別考慮編碼器的狀態和當前LCU的復雜度，來計算當前LCU的目標比特數。在編碼參數估計階段使用SubCU的R?D模型估計當前LCU的編碼參數。

技術領域

本發明涉及高性能視頻編碼(High Efficiency Video Coding，HEVC)領域，特別涉及其中編碼單元級碼率控制方法。

背景技術

碼率控制算法作為視頻編碼應用中的一項關鍵技術，對于實際應用有著重要價值。在實際應用中，碼率控制算法可以根據目標碼率對視頻編碼，使視頻編碼后實際碼率接近目標碼率，同時盡可能地提高編碼后的質量。HEVC中采用了新的編碼結構如編碼單元(Coding Unit，CU)以及新的技術如自適應樣點補償等來提高編碼效率。相應的，HEVC中應采取新的編碼單元級碼率控制算法，以適應于HEVC新的編碼結構和技術，盡可能提高視頻編碼后的質量。

HEVC的測試軟件(HEVC Test Model，HM)所采用的CU的大小為64×64、32×32、16×16和8×8，分別對應CU的深度為0、1、2、3。其中深度為0的CU記為LCU(Largest CodingUnit)，深度為1的CU記為SubCU(Sub Coding Unit)。HM的編碼器采用遞歸的方式對LCU進行劃分，對于每一層的CU都要進行RDO來決定是否劃分為下一層。一般地，為了減少編碼參數所占比特數，編碼單元級碼率控制算法的目標一般只針對LCU，也可以叫做LCU級碼率控制算法。

HEVC現有標準將碼率控制算法分為三個級別：圖片組級、幀級、編碼單元級，并采用了一系列編碼單元級碼率控制方法：對于P、B幀中的LCU，使用R-λ模型描述比特數和編碼參數的關系。對LCU進行比特數分配的原則為期望視頻幀中各個LCU的編碼參數λ相等。在此基礎上，以當前幀目標比特數為約束條件，使用各個LCU的R-λ模型，可以解得各個LCU應分得的比特數。詳細實現可以參見文獻1(參見Li B,Li H,Li L,et al.Rate control by R-lambda model for HEVC[C]//JCTVC-K0103,JCTVC of ISO/IEC and ITU-T,11th meetingShanghai,China.2012)和文獻2(參見LJCTVC-M0036,“Adaptive bit allocation for R-lambda model rate control in HM,”Incheon,KR,18–26Apr.2013)。與較早的標準相比，該方法可以提高編碼質量，但沒有考慮到LCU的劃分結構與紋理特性，依然有改進的空間。文獻3(參見JCTVC-M0257,“Intra Frame Rate Control Based on SATD,”Incheon,KR,18–26Apr.2013)提出在I幀中，使用變換后絕對差值和(Sum of Absolute TransformedDifferences，SATD)描述編碼單元的紋理特性。并使用基于SATD的R-λ模型描述比特數和編碼參數的關系。對I幀中LCU使用其SATD值作為權重進行比特數分配。該方案只考慮了I幀的SubCU級碼率分配，而對P幀和B幀沒有設計相應方案。

發明內容

本發明的目的在于提供一種HEVC編碼單元級碼率控制方法。

本發明需要保護的技術方案為：

一種HEVC編碼單元級碼率控制方法，概括說，在編碼單元級碼率控制算法初始化階段，預測當前幀中各個LCU是否劃分。預測的依據為前一個同級幀的同一位置的LCU是否劃分。如果前一個同級幀的同一位置的LCU實際劃分，即預測此LCU也會劃分。反之，亦然。