低延迟编码自适应QP Offset调节方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于视频编码技术领域。具体地说，是设及在低延迟（low-delay,LD)编码 结构下的一种自适应QPOffset调节方法。在有最大QPOffset限制条件下，本发明的目 标是通过自适应调节方法，进而给出帖编码量化参数怕巧值，W提升编码性能。
【背景技术】
[0002] 目前主流的视频编码器中，大部分都采用分层的QPOffset设置来进行编码。该 种分层的QPOffset在编码过程中是按经验值来设定且在编码过程中是不作改变的。在视 频编码过程中，信源内容中运动剧烈的图像帖对后续图像帖的影响要远远小于运动缓慢时 的情况，因此运动剧烈的图像帖应该分配较大的QPOffset,运动缓慢的图像帖应该分配较 小的QPOffset。预设定并保持固定值不变的分层QPOffset技术没有考虑到视频信源内 容的变化，将引起编码性能的降低。因此，视频源的运动剧烈程度不同，用于编码的量化参 数QP也应不同。
[0003] 针对上述情况，为了提升编码性能，解决分层QPOffset技术中存在的非自适应问 题，本发明给出了一种针对低延迟编码的自适应QPOffset调节方法。本发明方法将视频 源内容的变化程度考虑到分层的QPOffset调节中。
【发明内容】
[0004] 本发明将视频源运动剧烈程度考虑到QPOffset的分配策略中来，首先构造信源 失真时域传播链，然后通过源端失真统计来计算当前编码帖运动的剧烈程度和对后续编码 帖的影响，最后给出自适应的当前编码帖的QPOffset值。本发明采用的技术方案如下：
[0005] 1.帖级源失真的估算
[0006] 在编码过程中，编码单元W原始帖为参考帖，运动估值后得到的残差的均方差，记 做源运动补偿失真'。根据整编码单元的像素值F 计算出源失真A子。
[0007]
【主权项】
1. 一种低延迟编码自适应QP Offset调节方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤一、帧级源失真的估算 在编码过程中，编码单元以原始帧为参考帧，运动估值后得到的残差的均方差，记做源 运动补偿失真D°KP;根据整编码单元U i的像素值F tii，计算出源失真
其中，t表示当前编码时刻，i表示一帧图像分割成块的块番号； 将编码单元的源失真转化为帧的源失真，根据编码单元Ii的源失真，计算得到 编码时刻t的帧的源失真
其中，M是第t帧中所有编码单元个数； 步骤二、QP Offset自适应调节 将视频源运动剧烈程度考虑到自适应的QP Offset调节方法中，根据帧级源端失真 Aqmct，可以估计出当前帧运动的剧烈程度，利用公式⑶
计算出当前第t帧的运动剧烈程度，用mt表示； 根据运动强度mt，计算其微分项如公式（4)所示，
计算其积分项如公式（5)所示，
其中1为GOP的长度，w为滑动窗口的长度； 对当前帧的运动剧烈程度mJi行处理，利用公式
计算出QP Offset的增量，从而对每帧的QP Offset进行自适应调节；其中，AQPt°ffset 表示QP Offset增量，f为比例因子；
计算出当前帧的QP Offset 不同编码器预给出的QP Offset最大值不同，用max{QP°ffset}表示编码器预设的极大 QPOffset值；将调节后的QP Offset限制max{QP°ffset}以内并绑定在合理区间，如公式（8) 所示
在编码时刻t，使用公式（9)计算出当前帧的QP，用于当前帧的编码 QP1=QP1-W (9) 其中，QPbase表示编码器预设的基准QP值，通常就是首I-帧QP值；QP t表示t时刻用于 编码的QP值。
2. 如权利要求1所述的一种低延迟编码自适应QP Offset调节方法，其特征在于：公 式（1)的计算利用帧间运动估值算法、全搜索法或快速搜索算法。
3. 如权利要求1所述的一种低延迟编码自适应QP Offset调节方法，其特征在于：G0P 的长度在low-delay编码中取值为4。
4. 如权利要求1所述的一种低延迟编码自适应QP Off set调节方法，其特征在于：关 键帧f值的取值范围在区间[120, 240]中，默认取值为180 ;非关键帧f值的取值范围在区 间[70, 140]中，默认取值为105。
5. 如权利要求1所述的一种低延迟编码自适应QP Offset调节方法，其特征在于：滑 动窗口 w的值优选为其GOP的长度1加1。
【专利摘要】本发明公开了一种低延迟编码自适应QP Offset调节方法，属于视频编码技术领域，涉及在低延迟(low-delay,LD)编码结构下的一种自适应QP Offset调节方法。本发明将视频源运动剧烈程度考虑到QP Offset的分配策略中来，首先构造信源失真时域传播链，然后通过源端失真统计来计算当前编码帧运动的剧烈程度和对后续编码帧的影响，最后给出自适应的当前编码帧的QP Offset值。
【IPC分类】H04N19-126, H04N19-146
【公开号】CN104837015
【申请号】CN201510217441
【发明人】周益民, 朱策, 钟敏, 罗敏珂
【申请人】电子科技大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月30日