一种视频编码码率控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种视频编码码率控制方法。
【背景技术】
[0002] 由于信道带宽和编码传输实时性，W及编解码器对缓冲区的要求，码率控制在编 码器中至关重要，一个好的码率控制方案，在网络实时传输和视频质量控制，W及编解码器 的成本控制上，能够发挥积极的作用。码率控制通过动态地调整编码参数，使得输出码率符 合目标码率的要求，影响码率的主要因素有：编码模式、帖率、量化参数QP(取值为0~51) 和编码帖复杂度。量化参数QP大小的选取是影响码率最关键的因素。QP越小，说明大部 分细节内容就能被保留，图像比较精细，但当前帖的码率升高；QP越大，说明一些细节信息 就会丢失，图像失真增加、视频图像质量下降，但当前帖的码率降低。其关系可W由图1，图 2所示。在编码的码率控制过程中，根据目标码率和当前已经编码的图像，预测即将编码的 图像复杂程度，选取合适的量化参数QP，成为码率控制的关键技术。
[0003] 尽管码率控制算法本身不是视频编码的标准部分，但基于其在实际视频编码系统 中的重要作用，各种视频编码标准都推荐了相应的码率控制算法，如MPEG-2的TM5、H. 263 的TMN8等。该些算法已经比较成熟，并在具体应用中取得了不错的效果。随着新的编码标 准压缩率越来越高，伴随着的是编码复杂度也越来越高。因此，对于图像的复杂程度的估算 的难度也越来越大，选择适当的量化参数也就变得十分困难，即便选取了比较合适的QP参 数，但是由于一帖当中的图像细节各有不同，粗趟的QP选择也会使得在同一帖图像中，细 节表现很差，观看者主观视觉上得不到优秀的体验。现有标准的经典码率控制算法很难直 接应用于越来越先进的视频编码器。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种视频编码码率控制 方法。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种视频编码码率控制方法， 包括W下步骤：
[0006] 1)在编码当前帖图像的过程中，计算当前帖图像每一个宏块的特征值化int;
[0007] 2)计算与当前帖图像同类型的上一帖图像的预测复杂度complex_predict_Fl和 复杂程度complex_prospect_Fl ;
[000引 3)利用上一帖图像的预测复杂度complex_predict_Fl和复杂程度complex_prospect_Fl计算当前帖图像的复杂程度complex_predict_F;
[0009] 4)结合当前帖图像的复杂程度complex_predict_F、虚拟参考编码器W及目标码 率，计算当前帖图像的帖级别的量化参数QP_INDEX;
[0010] W当QP_INDEX> 2时，把当前帖图像的帖级别的量化参数QP_INDEX值变化成 一个等差数列的QP_INDEX值表；（QP_INDEX-2,QP_INDEX-1,QP_INDEX，QP_INDEX+1，QP_ INDEX+2)，从而量化当前帖图像的宏块；所述等差数列的QP_INDEX值表如下；
[0011]
【主权项】
1. 一种视频编码码率控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 在编码当前帧图像的过程中，计算当前帧图像每一个宏块的特征值Taint ; 2) 计算与当前帧图像同类型的上一帧图像的预测复杂度complex_predict_Fl和复杂 程度 complex_prospect_Fl ; 3) 利用上一帧图像的预测复杂度complex_predict_Fl和复杂程度complex_ prospect_Fl计算当前帧图像的复杂程度complex_predict_F ; 4) 结合当前帧图像的复杂程度C〇mplex_predict_F、虚拟参考编码器以及目标码率， 计算当前帧图像的帧级别的量化参数QP_INDEX ; 5) 当QP_INDEX多2时，把当前帧图像的帧级别的量化参数QP_INDEX值变化成一个等 差数列的 QP_INDEX 值表：（QP_INDEX-2, QP_INDEX-1, QP_INDEX，QP_INDEX+1，QP_INDEX+2)， 从而量化当前帧图像的宏块；所述等差数列的
QP INDEX值表如下： 当QP_INDEX = O时，把当前帧图像的帧级别的量化参数QP_INDEX值变化成一个等差 数列的 QP_INDEX 值表：（QP_INDEX，QP_INDEX+1, QP_INDEX+2, QP_INDEX+3, QP_INDEX+4)，从 而量化当前帧图像的宏块：所述等差数列的QP INDEX倌表如下：
当QP_INDEX = 1时，把当前帧图像的帧级别的量化参数QP_INDEX值变化成一个等差 数列的 QP_INDEX 值表：（QP_INDEX-1，QP_INDEX, QP_INDEX+1，QP_INDEX+2, QP_INDEX+3)， 从而量化当前帧图像的宏块，实现宏块级别的码率控制；所述等差数列的QP_INDEX值表如 下：
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2. 根据权利要求1所述的视频编码码率控制方法，其特征在于，宏块的特征值Taint的 计算过程包括以下步骤： 1) 把一个宏块分为16个小块，每一个小块即是一个4x4的矩阵，每一个4x4的矩阵 和对应的参考块取绝对差值后，进行哈达玛变换，形成一个系数矩阵，因此一个宏块会有16 个4x4的系数矩阵，把每一个4x4的系数矩阵的AC系数分为AC高频块、AC低频块，同时把 16个小块的DC系数组成一个4x4的DC系数矩阵，将所述DC系数矩阵分为DC高频块、DC 低频块； 2) 分别将一个宏块内的所有AC高频块系数相加，并将所有AC高频块的和相加，得到 AC高频和SUM_AC_H，同理得到AC低频和SUM_AC_L ;将所述DC高频块中的所有系数相加， 得到DC高频和SUM_DC_H，同理得到DC低频和SUM_DC_L ; 3)利用下式计算宏块的特征值Taint : Taint = (SUM_AC_LxO. 5+SUM_AC_H)/(SUM_DC_L+SUM_DC_H xO.5)〇
3. 根据权利要求1所述的视频编码码率控制方法，其特征在于，complex_prospect_Fl 计算公式为：complex_prospect_Fl = cabac_bits X QP_INDEX ;其中，cabac_bits 为所述 上一帧图像熵编码后产生的bit数。
4. 根据权利要求3所述的视频编码码率控制方法，其特征在于，当前帧图像的复杂程 度complex_predict_F的计算方法为： 若当前帧图像是某种类型帧的第一帧，则complex_predict_F = complex_prospect_ Fl ;否则，对于I帧、P帧、B帧三种不同类型的图像，利用下式计算当前帧图像的复杂程度 complex_predict_F ： I 1)?? ：complex_predict_F = (complex_predict_Fl+complex_prospect_Fl) /2 ； P 帧：complex_predict_F = (3*complex_predict_Fl+complex_prospect_Fl) /M ； B 帧：complex_predict_F = (7*complex_predict_Fl+complex_prospect_Fl) /N ； 其中，M = 2~6 ;N = 5~12。
5. 根据权利要求4所述的视频编码码率控制方法，其特征在于，M = 4 ;N = 8。
【专利摘要】本发明公开了一种视频编码码率控制方法，在编码当前帧图像的过程中，计算当前帧图像每一个宏块的特征值；计算与当前帧图像同类型的上一帧图像的预测复杂度和复杂程度；利用上一帧图像的预测复杂度和复杂程度计算当前帧图像的复杂程度结合当前帧图像的复杂程度、虚拟参考编码器以及目标码率，计算当前帧图像的QP_INDEX；得到QP_INDEX后，把当前帧图像的帧级别的QP_INDEX值变化成一个等差数列的QP_INDEX值表，从而量化当前帧图像的宏块。本发明方法实现简单，且对于运动场景有着比较好的关联度，能直接应用于视频编码器。
【IPC分类】H04N19-124, H04N19-146, H04N19-14
【公开号】CN104754335
【申请号】CN201510102199
【发明人】苏洋, 姜黎, 李淼, 秦刚
【申请人】湖南国科微电子有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月9日