[發明專利]一種適用于視頻壓縮的自適應宏塊級碼率控制系統及控制方法

在審

• 申請號: 201810132809.8
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108174210A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 何利蓉;肖文勇;王華
• 申請（專利權）人: 杭州雄邁集成電路技術有限公司
• 主分類號: H04N19/146
• 分類號: H04N19/146;H04N19/176
• 代理公司: 浙江納祺律師事務所 33257
• 代理人: 鄭滿玉

一種適用于視頻壓縮的自適應宏塊級碼率控制系統及控制方法，它包括：圖像分割模塊，用于將一幀圖像分割成為16X16的宏塊；圖像復雜度計算模塊，用于將分割后的宏塊輸入到圖像復雜度計算模塊，通過計算一幀圖像中像素值與區域內像素值的絕對誤差和，計算出宏塊域內圖像像素值的波動變化頻率，從而得到圖像復雜度MAD；宏塊量化參數計算模塊，包括精度選擇模塊和QP區間判斷模塊，將預設的區間閾值和精度控制參數以及圖像復雜度MAD輸入到精度選擇模塊計算其精度；再將確定過精度的宏塊圖像復雜度MAD_out送入QP區間判斷模塊，判斷宏塊所屬QP區間，計算出宏塊QP偏移量，并與幀級QP疊加計算得到宏塊級QP值，從而實現自適應宏塊級碼率控制。

技術領域

本發明涉及一種碼率控制系統及方法，具體是一種適用于視頻壓縮的自適應宏塊級碼率控制系統及控制方法，應用于視頻編碼和解碼時宏塊級碼分配控制，屬于視頻編解碼技術領域。

背景技術

視頻編碼中的碼率控制直接影響著碼流帶寬和圖像質量，是視頻編碼的重要技術之一，在視頻存儲和傳輸等應用中起著重要的的作用。在滿足視頻傳輸帶寬約束的條件下，提高編碼圖像的質量，獲得符合人眼視覺特性的均勻圖像質量是碼率控制的一個期望的目標。

在目前已有的視頻編碼碼率控制方法中，為了使視頻在編碼過程中輸出碼率更加精確，通常都會將碼率控制到宏塊級成度，但在提升碼率控制精確程度的同時，會造成一幀圖像質量不均勻的結果，使得圖像主觀效果減弱，觀賞效果不佳。而影響碼率的主要因素有：編碼模式、幀率、量化參數QP和編碼的幀復雜程度。量化參數QP值的選取對碼率控制最為關鍵。對一幀圖像來說，若宏塊的QP取值過大，解碼圖像會產生較強的失真和塊效應；若宏塊的QP取值過小，則圖像編碼后的碼率會過大，在實時傳輸視頻會出現卡頓現象；因此，在編碼的碼率控制過程中，根據目標碼率和當前已經編碼的圖像，預測即將編碼的圖像復雜程度，選取適合的量化參數QP，成為碼率控制的關鍵技術；而目前市場上并沒有效率高且能自適應量化參數QP的現有技術，以致于無法對碼率進行有效控制以獲得符合人眼視覺特性的均勻圖像質量。

發明內容

本發明提供一種能有效提高視頻圖像質量，有效解決視頻圖像在解碼時造成失真問題，并能很好消除視頻圖像在播放解碼時帶來的塊效應以及視頻傳輸過程中造成的卡頓現象的一種適用于視頻壓縮的自適應宏塊級碼率控制系統及控制方法。

為實現上述目的，本發明提供如下的技術方案：

一種適用于視頻壓縮的自適應宏塊級碼率控制系統,它包括：

圖像分割模塊，用于將一幀圖像分割成大小為16x16的宏塊；

圖像復雜度計算模塊，用于將分割后的宏塊輸入到圖像復雜度計算模塊，通過計算一幀圖像中像素值與區域內像素值的絕對誤差和，計算出宏塊域內圖像像素值的波動變化頻率，從而得到圖像復雜度MAD；

宏塊量化參數計算模塊，包括精度選擇模塊和QP區間判斷模塊，將預設的區間閾值和精度控制參數以及圖像復雜度MAD輸入到精度選擇模塊計算其精度；再將確定過精度的宏塊圖像復雜度MAD_out送入QP區間判斷模塊，判斷宏塊所屬QP區間，計算出宏塊QP偏移量，并與幀級QP疊加計算得到宏塊級QP值，從而實現自適應宏塊級碼率控制。

一種適用于視頻壓縮的自適應宏塊級碼率控制方法，包括以下三個步驟:

1)用圖像分割模塊將一幀圖像分割成大小為16x16的宏塊；

2)用圖像復雜度計算模塊分別計算步驟1)中各個宏塊的圖像復雜度，通過計算一幀圖像中像素值與區域內像素值的絕對誤差和，計算出宏塊域內圖像像素值的波動變化頻率，以獲取宏塊復雜度MAD；

3)將區間閾值和精度控制參數以及步驟2)中輸出的宏塊圖像復雜度MAD輸入到宏塊量化參數計算模塊進行處理，計算出宏塊QP偏移量，并與幀級QP疊加計算得到宏塊級QP，從而實現自適應宏塊級碼率控制。