专利名称：编码设备及其控制方法
技术领域：
本发明涉及运动图片编码用的速率控制(rate control) 0
背景技术：
根据对利用JPEG或H. 264进行了标准化的DCT系数进行量化的编码方法，例如， 在编码时DCT系数的量化宽度以帧为单位变化，以减小图像的比特率。被称为速率控制的技术通过改变量化宽度以适合所指定的速率来控制图像的比特率。
由于量化宽度相对于图像质量或大小为非线性值空间，因此难以使用量化宽度本身来控制速率。因而，在实际的速率控制中，利用被称为量化参数的更容易控制的数值空间来进行用于速率控制的计算，将量化参数转换成量化宽度，从而对DCT系数进行量化以进行编码。随着量化参数的值减小，要获取的图像的图像质量提高。然而，速率也增大。随着量化参数的值增大，图像质量下降。然而，速率也减小。另一方面，例如，日本特开2006-109420 公开了用于控制量化参数、以使得速率和量化参数的乘积可以为恒定值的方法。
在针对视频编码的速率控制中，针对各帧、块或这两者调整图像质量和速率之间的平衡以确定量化参数，并且连续控制多个帧的速率以适合预定速率。例如，如果估计为在开始对帧或块进行编码时、速率(实际比特率)将大于指定速率，则减小量化参数以进行编码。相反，如果估计为实际比特率将小于指定速率，则必须增大量化参数以进行编码。这里，将实际比特率作为通过对直到前一帧或前一块的图像进行编码所生成的流的比特率来处理。当对最后帧完成编码时，流本身的比特率是实际比特率。
过去已经提出了各种量化参数计算方法。例如，日本特开2006-74347描述了基于缓冲器的占有率和图像的复杂度来计算量化参数。
当由于增大量化参数进行编码、图像质量劣化时，感知到量化噪声。在这种情况下，当量化参数在时间上迅速变化时，量化噪声增加或减少。这使量化噪声闪烁。
发明内容
本发明可以抑制量化参数的变化并减少量化噪声的闪烁。
根据本发明的方面，提供了一种编码设备用的控制方法，所述编码设备进行比特率控制，所述控制方法包括以下步骤获取步骤，用于获取第一量化参数作为对速率控制单位进行量化要使用的量化参数；第一计算步骤，用于根据预设速率和实际编码后的速率控制单位的速率计算评价值；第一设置步骤，用于如果所述评价值在预定范围内，则将通过所述获取步骤获取的第一量化参数设置为对速率控制单位进行量化要使用的量化参数；以及第二设置步骤，用于如果所述评价值不在所述预定范围内，则基于计算出的评价值设置第二量化参数设置作为对速率控制单位进行量化要使用的量化参数。
本发明可以抑制量化参数的变化并减少量化噪声的闪烁。
通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。
3
图1是编码设备的框图。
图2是速率控制单元中的控制的流程图。
图3示出量化参数变化的示例。
图4是第二实施例的速率控制单元中的控制的流程图。
图5是第三实施例的速率控制单元中的控制的流程图。
图6是本发明可应用于的计算机的硬件结构示例。
具体实施例方式第一实施例 以下将参考附图基于实施例来详细说明本发明。以下的实施例的结构仅用于例示，并且本发明不局限于例示的这些结构。
图1示出根据本发明第一实施例的编码设备的示例。编码设备100包括DCT单元 101、量化单元102、可变长度编码单元103、逆量化单元104、逆DCT单元105、解块滤波器单元106、帧内预测单元107、帧间预测单元108、运动估计单元109和速率控制器110。以下将说明具有该结构的编码设备所进行的操作。
首先，将说明可以仅利用帧内的数据进行解码的帧内编码宏块的编码。宏块通常为16 X 16像素的块，并且包括各自均作为以下将说明的DCT变换或帧内预测的单位的多个块。以像素为单位计算在所输入的视频信号中要编码的各宏块的像素值、与在帧内预测单元107中生成的要编码的宏块的像素预测值之间的差，以生成16X 16像素的差值块。
接着，DCT单元101对差值块进行DCT变换。通常按4X4像素或8X8像素的块进行该处理，并且输出频率成分的系数数据。将该系数数据输入至量化单元102，并在量化单元102中对该系数数据进行量化。可变长度编码单元103对量化后的系数数据进行可变长度编码。此外，逆量化单元104和逆DCT单元105对量化后的系数数据进行解码，并以像素为单位将逆DCT单元105的输出与宏块的像素预测值相加，并且将其转换成16X16的解码像素。将由此产生的解码像素输入至帧内预测单元107。帧内预测单元107生成之后要编码的周围的宏块的像素预测值。
接着，将说明通过帧之间的预测对帧间编码宏块进行的编码。运动估计单元109 在要编码的当前块(运动补偿的单位块)和基准帧像素之间进行匹配处理，由此算出误差最小的向量值。基于运动估计结果，计算帧间预测单元108输出的要编码的宏块的像素预测值与视频信号中要编码的宏块的像素值之间的差值，并将该差值输入至DCT单元101。后续处理与帧内编码宏块编码基本相同。以像素为单位将在逆DCT单元105中解码后的系数与宏块的像素预测值相加。将由此产生的解码像素通过解块滤波器单元106输入至帧间预测单元108，从而减轻视觉块失真。
速率控制器110计算量化单元102中要使用的量化参数。速率控制器110针对各帧确定量化参数，以使得实际比特率可以为指定速率的90%。
图2是速率控制器110中计算量化参数的方法的流程图。
在步骤S201中，速率控制器110获取基准量化参数(base qp)作为对要编码的帧进行量化要使用的量化参数。根据本实施例，通过对先前GOP (group of pictures，画面组)编码时使用的量化参数进行平均来获取基准量化参数。
接着，在步骤S202中，速率控制器110判断量化单元102要进行量化的帧是帧内编码帧还是帧间编码帧。如果该帧是帧内编码帧，则处理进入步骤S203。如果该帧是帧间编码帧，则处理进入步骤S204。
接着，在步骤S203中，速率控制器110将在步骤S201中获取的基准量化参数设置为对要编码的帧进行量化要使用的量化参数。
在步骤S204中，速率控制器110计算速率控制精度r (η)。速率控制精度r (η)是直到当前正在编码的GOP内的第η个帧的速率的评价值，并且是实际比特率相对于指定速率的比例。如果r(n) = 100，则实际比特率等于指定速率。如果r(n) > 100，则实际比特率高于指定速率。如果r(n) < 100，则实际比特率低于指定速率。
例如，在指定速率是接近于解码器中的缓冲量的最大值的值的情况下、并且当GOP 的速率控制精度超过100时，解码器的缓冲很可能溢出。因而，将速率控制精度控制为等于或低于100，这很重要。相反，如果GOP的速率控制精度过低，则以所分配的速率或更低的速率进行编码，从而影响了图像质量。因此，将速率控制精度控制为在100以下尽可能高的值，这很重要。
通过以下计算速率控制精度r (η) 表汰式1
权利要求
1.一种编码设备用的控制方法，所述编码设备进行比特率控制，所述控制方法包括以下步骤获取步骤，用于获取第一量化参数作为对速率控制单位进行量化要使用的量化参数；第一计算步骤，用于根据预设速率和实际编码后的速率控制单位的速率计算评价值；第一设置步骤，用于如果所述评价值在预定范围内，则将通过所述获取步骤获取的第一量化参数设置为对速率控制单位进行量化要使用的量化参数；以及第二设置步骤，用于如果所述评价值不在所述预定范围内，则基于计算出的评价值设置第二量化参数作为对速率控制单位进行量化要使用的量化参数。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，如果所述评价值高于所述预定范围的上限值，则所述第二设置步骤以所述第二量化参数比所述第一量化参数高的方式计算所述第二量化参数。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，如果所述评价值低于所述预定范围的下限值，则所述第二设置步骤以所述第二量化参数比所述第一量化参数低的方式计算所述第二量化参数。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述第一计算步骤计算实际编码后的速率控制单位的速率相对于预设速率的比例。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，基于要编码的帧与紧挨该要编码的帧之前的帧内编码帧之间的帧的数量，设置所述预定范围的上限值或下限值。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，如果要编码的帧与紧挨该要编码的帧之前的帧内编码帧之间的帧的数量低于或等于预定数量，则以扩展所述预定范围的方式设置所述上限值或下限值。
7.一种编码设备，其进行比特率控制，所述编码设备包括获取单元，用于获取第一量化参数作为对速率控制单位进行量化要使用的量化参数；第一计算单元，用于根据预设速率和实际编码后的速率控制单位的速率计算评价值；第一设置单元，用于如果所述评价值在预定范围内，则将所述获取单元获取的第一量化参数设置为对速率控制单位进行量化要使用的量化参数；以及第二设置单元，用于如果所述评价值不在所述预定范围内，则基于计算出的评价值设置第二量化参数作为对速率控制单位进行量化要使用的量化参数。
全文摘要
本发明涉及编码设备及其控制方法。在该编码设备用的控制方法中，所述编码设备进行比特率控制，所述控制方法包括以下步骤获取步骤，用于获取第一量化参数作为对速率控制单位进行量化要使用的量化参数；第一计算步骤，用于根据预设速率和实际编码后的速率控制单位的速率计算评价值；第一设置步骤，用于如果所述评价值在预定范围内，则将通过所述获取步骤获取的第一量化参数设置为对速率控制单位进行量化要使用的量化参数；以及第二设置步骤，用于如果所述评价值不在所述预定范围内，则基于计算出的评价值设置第二量化参数设置作为对速率控制单位进行量化要使用的量化参数。
文档编号H04N7/50GK102202220SQ20111008088
公开日2011年9月28日 申请日期2011年3月25日 优先权日2010年3月25日
发明者小林正明 申请人:佳能株式会社