专利名称：基于关键帧码率-量化模型的多视点视频码率控制方法
技术领域：
本发明涉及一种多视点视频码率控制技术，尤其是涉及一种基于关键帧码率-量化模型的多视点视频码率控制方法。
背景技术：
为了满足人们对视频的质量和内容越来越高的多样性要求，具有3D视觉功能的多视点视频技术正越来越受到学术界和工业界 的重视，并成为近年来视频研究的热点之一。码率控制是多视点视频相关应用中的关键技术之一，它要在时间上合理分配码率，防止缓冲区的溢出，同时还要在各个视点之间进行合理的码率分配，以保证视点间视频质量的均衡性。国际标准化组织JVT (Joint Video Team) —直致力于多视点视频编码标准的制定，并提出了 JMVC(Joint Multi-view Video Coding)作为公共研究平台。在JMVC中采用了 HBP (Hierarchical B Pictures)预测编码结构,采用了视差补偿预测和运动补偿预测去除各种时间、空间和视点间冗余，进一步提高编码压缩效率。但是，视差补偿和运动补偿原来是针对二维视频的码率控制模型，因此不能直接应用于多视点视频编码，目前JMVC尚未给出码率控制模型。目前，有学者已经提出了一些多视点视频的码率控制方法，但这些码率控制方法都只是简单地把H. 264中的一些码率控制提案拓展到多视点视频中，没有着重考虑多视点视频的特殊性，如与单通道I帧类似的关键帧的码率-量化模型分析和HBP的特殊结构等都是多视点视频码率控制中急需考虑的问题。在采用HBP预测编码结构的MVC中，将一组图像组定义为一个GOP (GroupofPicture)，而每个GOP的第I帧即为关键帧，有效进行关键帧码率控制将有助于提高整个GOP的编码质量。在传统的单通道码率控制算法中，所有量化参数的调整都只针对P帧或B中贞，而I巾贞仅仅采用前一个GOP的所有P巾贞/B巾贞的平均QP (QuantizationParameter)值来进行编码，若前一个GOP的所有P帧/B帧的平均QP值较大，则将导致I帧的QP选取较大，使得整个序列的图像质量降低。此外，编码帧的比特数不仅取决于QP的大小，而且与编码图像的复杂度有关，因此应拟合出I帧的码率和QP的关系模型，将此模型应用于I帧的QP的求取中。总之，I帧的码率控制主要是如何建立合适的I帧码率-量化模型以确定准确的量化参数，因此在多视点视频中要着重分析HBP结构中的关键帧的码率与量化参数的关系，拟合出关键帧的R-QP曲线应用于码率控制中关键帧的QP设置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在保证码率控制精度的前提下，能够有效的提高率失真性能和视频编码质量的基于关键帧码率-量化模型的多视点视频码率控制方法。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种基于关键帧码率-量化模型的多视点视频码率控制方法，其特征在于包括以下步骤①定义输入的多视点视频中当前正在处理的第k’个视点视频为当前视点视频，其中，k’表示视点的编号，k’的初始值为I ;②将当前视点视频划分成多个图像组，每个图像组在AVC编码格式下包括I巾贞、P帧和B帧三种类型的图像，每个图像组中的第I帧为关键帧；③计算预分配给当前视点视频的目标比特数，记为Tview(k’ )，Tview(k') =TtotalXW(k/ )，其中，Tttrtal表示输入的多视点视频的总目标比特数，w(k’)表示输入的多视点视频中的第k’个视点视频的比例权重；④给当前视点视频中的每个图像组预分配目标比特数，并设置当前视点视频中的每个图像组中的关键帧的编码量化参数，具体过程为④-I、计算预分配给当前视点视频中的第i个图像组的目标比特数，记为f(i，O)，
权利要求
1.一种基于关键帧码率-量化模型的多视点视频码率控制方法，其特征在于包括以下步骤 ①定义输入的多视点视频中当前正在处理的第k’个视点视频为当前视点视频，其中，k’表示视点的编号，k’的初始值为I ; ②将当前视点视频划分成多个图像组，每个图像组在AVC编码格式下包括I帧、P帧和B帧三种类型的图像，每个图像组中的第I帧为关键帧； ③计算预分配给当前视点视频的目标比特数，记为Tview(k’),Tview(k') =TtotalXw(k'),其中，Ttotal表示输入的多视点视频的总目标比特数，w(k')表示输入的多视点视频中的第k’个视点视频的比例权重； ④给当前视点视频中的每个图像组预分配目标比特数，并设置当前视点视频中的每个图像组中的关键帧的编码量化参数，具体过程为 ④-I、计算预分配给当前视点视频中的第i个图像组的目标比特数，记为f(i，0)，
2.根据权利要求I所述的基于关键帧码率-量化模型的多视点视频码率控制方法，其特征在于所述的步骤④-3的具体过程为 a、计算当前视点视频中的第i-1个图像组中的关键帧的编码复杂度，记为CK(i-l，0)，CK(i-l, 0) =Ak(i-1, 0) XQk(i-1, 0)，其中，AK(i-l，0)表示当前视点视频中的第i-1个图像组中的关键帧的编码实际比特数，QK(i_l，0)表示当前视点视频中的第i-1个图像组中的关键中贞的编码量化参数； b、计算当前视点视频中的第i-1个图像组中除关键帧外的每帧的编码复杂度，将当前视点视频中的第i-1个图像组中的第j帧的编码复杂度记为CB(i-l，j)，Cb(i-1, j) =Ab(i-1, j) XQb(i-1, j),然后计算当前视点视频中的第i_l个图像组中除关键帧外的所有帧的编码复杂度之和，记为
3.根据权利要求I所述的基于关键帧码率_量化模型的多视点视频码率控制方法，其特征在于所述的步骤④_3中C1=17. 96，C2=-O. 1704。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的基于关键帧码率-量化模型的多视点视频码率控制方法，其特征在于所述的步骤⑤_2中当当前视点视频中的图像组的长度为8时，分
5.根据权利要求4所述的基于关键帧码率-量化模型的多视点视频码率控制方法，其特征在于所述的步骤⑥-I中当前视点视频中的第i个图像组中的第j帧中的第k个宏块的MAD值MAD (j，k)的获取过程为根据当前视点视频中的第i个图像组中的第j_l帧中与第j帧中的第k个宏块相同位置的宏块的MAD值MAD (j-1，k)，线性预测出MAD (j，k)，MAD (j, k) =B1 X MAD (j-1, k)+a2，其中，&1和a2均为预测模型参数，的初始值为l，a2的初始值为0，在编码完一个宏块后采用线性回归技术更新和a2值。
全文摘要
本发明公开了一种基于关键帧码率-量化模型的多视点视频码率控制方法，其通过分四层来进行码率控制，分别为视点层、GOP层、帧层和宏块层，在视点层中根据各个视点实际编码的比例值分配视点间的码率；在GOP层中分配整个GOP的总码率和根据分析得到的关键帧的码率-量化参数模型计算每个GOP的关键帧的编码量化参数；在帧层中根据不同层次B帧的码率分配权重合理地分配码率；在宏块层中根据宏块的编码复杂度进行宏块的码率分配并求取宏块的编码量化参数，优点在于利用关键帧的码率-量化模型，且针对不同层次的B帧采用不平等码率分配策略，能更合理的进行目标比特分配，有效的进行码率控制，在保证码率控制精度的情况下提供较好的率失真性能和主观质量。
文档编号H04N7/50GK102970540SQ201210479090
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月21日 优先权日2012年11月21日
发明者蒋刚毅, 郑巧燕, 郁梅, 朱高锋, 邵枫, 彭宗举 申请人:宁波大学