專(zhuān)利名稱(chēng)：低比特率視頻預(yù)測(cè)幀碼率控制算法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及低比特率視頻編碼領(lǐng)域，特別是一種低比特率視頻預(yù)測(cè)幀碼率控制 (Rate Control)算法。
背景技術(shù)：
碼率控制在視頻編碼方面扮演著關(guān)鍵角色。一方面它根據(jù)指定的應(yīng)用環(huán)境管制編 碼數(shù)據(jù)流，提高編碼質(zhì)量；另一方面它并不標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，不同的通信信道環(huán)境，不同的存儲(chǔ)媒 介特性有著不同的碼率控制算法。

發(fā)明內(nèi)容
當(dāng)前在低比特率視頻編碼領(lǐng)域已有的碼率控制算法都在假定編碼幀率固定的基 礎(chǔ)上進(jìn)行比特分配，在提高空間品質(zhì)方面發(fā)展成熟，但在提高時(shí)間品質(zhì)方面力量不足。當(dāng)相 鄰幀的圖像質(zhì)量發(fā)生波動(dòng)，或者運(yùn)動(dòng)圖像急劇變化，都會(huì)帶來(lái)計(jì)算復(fù)雜度上升、延時(shí)加長(zhǎng)， 給上述假定幀率固定的算法在滿(mǎn)足時(shí)間品質(zhì)方面提出挑戰(zhàn)。在低比特視頻編碼應(yīng)用中，由于I幀通常具有高的空間質(zhì)量，而P幀和B幀的空間 質(zhì)量在I幀之后逐漸遞減，當(dāng)帶寬變窄時(shí)候，I幀H. 263的做法是減少I(mǎi)幀的數(shù)量。這樣在 I幀之間將有大量的P幀和B幀，I幀的編碼錯(cuò)誤將會(huì)在隨后的P幀和B幀中積累、傳播。 控制錯(cuò)誤的積累和傳播對(duì)上述假定幀率固定的算法在低比特視頻領(lǐng)域應(yīng)用提出挑戰(zhàn)。本低比特率視頻預(yù)測(cè)幀碼率控制算法將在時(shí)間和空間品質(zhì)之間做出很好的動(dòng)態(tài) 平衡，改善當(dāng)相鄰幀的圖像質(zhì)量發(fā)生波動(dòng)或者運(yùn)動(dòng)圖像急劇變化時(shí)人的視覺(jué)體驗(yàn)，并且能 使錯(cuò)誤傳播在GOP(圖片組，以下出現(xiàn)都簡(jiǎn)寫(xiě)為G0P)這級(jí)得到有效控制。本算法包含編碼 幀率控制和比特分配這兩個(gè)方面。由于本算法不對(duì)I幀進(jìn)行碼率控制和比特分配，因此在 GOP中不計(jì)入I幀。本發(fā)明包含編碼幀率控制和比特分配是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)1.每個(gè)GOP分為M個(gè)sub-G0P(子圖像組，以下出現(xiàn)簡(jiǎn)寫(xiě)為sub-GOP)，每個(gè)sub-GOP 由12個(gè)幀組成，編號(hào)從1到12。以sub-GOP為幀率控制的基本單位。2.當(dāng)編碼幀率為 1/η，(η= 1,2,3,4,6)時(shí)，在一個(gè) sub-GOP 中把幀號(hào)為 l+j*n_n (j 為正整數(shù))的幀定為奇編碼幀。當(dāng)編碼幀率為1/η，(η = 1,2,3,4,6)時(shí)，在一個(gè)sub-GOP 中把幀號(hào)為j*n(j為正整數(shù))的幀定為偶編碼幀，偶編碼幀包含當(dāng)η = 12時(shí)，使用6號(hào)幀 的情況。3.根據(jù)以下法則選取編碼幀進(jìn)行編碼當(dāng)前sub-GOP使用奇編碼幀，下一個(gè) sub-GOP也使用奇編碼幀；當(dāng)前sub-GOP使用偶編碼幀，且編碼幀率不為1/12時(shí)，下一個(gè) sub-GOP也使用偶編碼幀；當(dāng)前sub-GOP編碼幀率為1/12時(shí)，下一個(gè)sub-GOP使用奇編碼 幀，且?guī)蕿?/6。4.計(jì)算SUb-GOP內(nèi)運(yùn)動(dòng)活躍度，公式如下
權(quán)利要求
1.一種低比特率視頻預(yù)測(cè)幀碼率控制算法，其特征在于，包括如下步驟1)劃分子圖像組SUb-GOP。2)在子圖像組中劃分奇編碼幀和偶編碼幀。3)根據(jù)選取法則對(duì)選取編碼幀進(jìn)行編碼。4)計(jì)算sub-GOP內(nèi)運(yùn)動(dòng)活躍度。5)計(jì)算下一個(gè)sub-GOP運(yùn)動(dòng)活躍度估計(jì)值。6)計(jì)算判決因子t。7)根據(jù)判決因子進(jìn)行判決。8)通過(guò)求解代價(jià)函數(shù)確定比特分配。
2.如權(quán)利要求1所述的低比特率視頻預(yù)測(cè)幀碼率控制算法，其特征在于所述步驟1)中 劃分子圖像組sub-GOP的原則每個(gè)GOP分為M個(gè)sub-GOP，每個(gè)sub-GOP由12個(gè)幀組成，編號(hào)從1到12。
3.如權(quán)利要求1所述的低比特率視頻預(yù)測(cè)幀碼率控制算法，其特征在于所述步驟2)中 在子圖像組中劃分奇編碼幀和偶編碼幀的原則當(dāng)編碼幀率為1/η, (η = 1,2,3,4,6)時(shí)，在一個(gè)sub-GOP中把幀號(hào)為l+j*n_n(j為正 整數(shù))的幀定為奇編碼幀。當(dāng)編碼幀率為1/η，(η = 1,2,3,4,6)時(shí)，在一個(gè)sub-GOP中把 幀號(hào)為j*n(j為正整數(shù))的幀定為偶編碼幀，偶編碼幀包含當(dāng)η = 12時(shí)，使用6號(hào)幀的情 況。
4.如權(quán)利要求1所述的低比特率視頻預(yù)測(cè)幀碼率控制算法，其特征在于所述步驟3)中 對(duì)選取編碼幀進(jìn)行編碼的選取法則當(dāng)前sub-GOP使用奇編碼幀，下一個(gè)sub-GOP也使用奇編碼幀；當(dāng)前sub-GOP使用偶編 碼幀，且編碼幀率不為1/12時(shí)，下一個(gè)sub-GOP也使用偶編碼幀；當(dāng)前sub-GOP編碼幀率為 1/12時(shí)，下一個(gè)sub-GOP使用奇編碼幀，且?guī)蕿?/6。
5.如權(quán)利要求1所述的低比特率視頻預(yù)測(cè)幀碼率控制算法，其特征在于所述步驟4)中計(jì)算sub-GOP內(nèi)運(yùn)動(dòng)活躍度的公式
6.如權(quán)利要求1所述的低比特率視頻預(yù)測(cè)幀碼率控制算法，其特征在于所述步驟5)中 計(jì)算下一個(gè)sub-GOP運(yùn)動(dòng)活躍度估計(jì)值的公式
7.如權(quán)利要求1所述的低比特率視頻預(yù)測(cè)幀碼率控制算法，其特征在于所述步驟6)中 計(jì)算判決因子的公式
8.如權(quán)利要求1所述的低比特率視頻預(yù)測(cè)幀碼率控制算法，其特征在于所述步驟7)中 根據(jù)判決因子進(jìn)行判決的原則如果|t| < T，編碼幀率不變；如果t > T，編碼幀率降一級(jí)；如果t < T，編碼幀率升一 級(jí)。其中，T為從第一個(gè)sub-GOP起的運(yùn)動(dòng)活躍度的平均值。
9.如權(quán)利要求1所述的低比特率視頻預(yù)測(cè)幀碼率控制算法，其特征在于所述步驟8)中 確定比特分配所需求解的代價(jià)函數(shù)的公式
10.如權(quán)利要求1所述的低比特率視頻預(yù)測(cè)幀碼率控制算法，其特征在于所述步驟9) 中確定比特分配所需求解的代價(jià)函數(shù)應(yīng)該滿(mǎn)足的條件滿(mǎn)足關(guān)系Xi彡Xj，當(dāng)i彡j時(shí)。
全文摘要
一種應(yīng)用于低比特視頻編碼領(lǐng)域的通過(guò)變化編碼幀率的碼率控制算法。當(dāng)前在低比特視頻編碼方面已有的碼率控制算法都在幀率固定的假定下對(duì)宏塊進(jìn)行比特分配。碼率控制算法要滿(mǎn)足在可容忍的時(shí)間延遲內(nèi)調(diào)整編碼幀率的要求。本碼率控制算法將在時(shí)域和空域方面做權(quán)衡來(lái)增強(qiáng)低比特碼率下的視頻體驗(yàn)。該算法只小幅度增加計(jì)算量就可以獲得很高的編碼效率。本算法完全兼容H.263+的比特流格式。
文檔編號(hào)H04N7/26GK102148975SQ20101010643
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月4日
發(fā)明者楊華嵐 申請(qǐng)人:成都市世嘉電子實(shí)業(yè)有限公司