專利名稱：編碼設(shè)備及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及運動圖片編碼用的速率控制(rate control) 0
背景技術(shù)：
根據(jù)對利用JPEG或H. 264進行了標準化的DCT系數(shù)進行量化的編碼方法，例如， 在編碼時DCT系數(shù)的量化寬度以幀為單位變化，以減小圖像的比特率。被稱為速率控制的技術(shù)通過改變量化寬度以適合所指定的速率來控制圖像的比特率。
由于量化寬度相對于圖像質(zhì)量或大小為非線性值空間，因此難以使用量化寬度本身來控制速率。因而，在實際的速率控制中，利用被稱為量化參數(shù)的更容易控制的數(shù)值空間來進行用于速率控制的計算，將量化參數(shù)轉(zhuǎn)換成量化寬度，從而對DCT系數(shù)進行量化以進行編碼。隨著量化參數(shù)的值減小，要獲取的圖像的圖像質(zhì)量提高。然而，速率也增大。隨著量化參數(shù)的值增大，圖像質(zhì)量下降。然而，速率也減小。另一方面，例如，日本特開2006-109420 公開了用于控制量化參數(shù)、以使得速率和量化參數(shù)的乘積可以為恒定值的方法。
在針對視頻編碼的速率控制中，針對各幀、塊或這兩者調(diào)整圖像質(zhì)量和速率之間的平衡以確定量化參數(shù)，并且連續(xù)控制多個幀的速率以適合預定速率。例如，如果估計為在開始對幀或塊進行編碼時、速率(實際比特率)將大于指定速率，則減小量化參數(shù)以進行編碼。相反，如果估計為實際比特率將小于指定速率，則必須增大量化參數(shù)以進行編碼。這里，將實際比特率作為通過對直到前一幀或前一塊的圖像進行編碼所生成的流的比特率來處理。當對最后幀完成編碼時，流本身的比特率是實際比特率。
過去已經(jīng)提出了各種量化參數(shù)計算方法。例如，日本特開2006-74347描述了基于緩沖器的占有率和圖像的復雜度來計算量化參數(shù)。
當由于增大量化參數(shù)進行編碼、圖像質(zhì)量劣化時，感知到量化噪聲。在這種情況下，當量化參數(shù)在時間上迅速變化時，量化噪聲增加或減少。這使量化噪聲閃爍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明可以抑制量化參數(shù)的變化并減少量化噪聲的閃爍。
根據(jù)本發(fā)明的方面，提供了一種編碼設(shè)備用的控制方法，所述編碼設(shè)備進行比特率控制，所述控制方法包括以下步驟獲取步驟，用于獲取第一量化參數(shù)作為對速率控制單位進行量化要使用的量化參數(shù)；第一計算步驟，用于根據(jù)預設(shè)速率和實際編碼后的速率控制單位的速率計算評價值；第一設(shè)置步驟，用于如果所述評價值在預定范圍內(nèi)，則將通過所述獲取步驟獲取的第一量化參數(shù)設(shè)置為對速率控制單位進行量化要使用的量化參數(shù)；以及第二設(shè)置步驟，用于如果所述評價值不在所述預定范圍內(nèi)，則基于計算出的評價值設(shè)置第二量化參數(shù)設(shè)置作為對速率控制單位進行量化要使用的量化參數(shù)。
本發(fā)明可以抑制量化參數(shù)的變化并減少量化噪聲的閃爍。
通過以下參考附圖對典型實施例的說明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。
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圖1是編碼設(shè)備的框圖。
圖2是速率控制單元中的控制的流程圖。
圖3示出量化參數(shù)變化的示例。
圖4是第二實施例的速率控制單元中的控制的流程圖。
圖5是第三實施例的速率控制單元中的控制的流程圖。
圖6是本發(fā)明可應(yīng)用于的計算機的硬件結(jié)構(gòu)示例。
具體實施例方式第一實施例 以下將參考附圖基于實施例來詳細說明本發(fā)明。以下的實施例的結(jié)構(gòu)僅用于例示，并且本發(fā)明不局限于例示的這些結(jié)構(gòu)。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的編碼設(shè)備的示例。編碼設(shè)備100包括DCT單元 101、量化單元102、可變長度編碼單元103、逆量化單元104、逆DCT單元105、解塊濾波器單元106、幀內(nèi)預測單元107、幀間預測單元108、運動估計單元109和速率控制器110。以下將說明具有該結(jié)構(gòu)的編碼設(shè)備所進行的操作。
首先，將說明可以僅利用幀內(nèi)的數(shù)據(jù)進行解碼的幀內(nèi)編碼宏塊的編碼。宏塊通常為16 X 16像素的塊，并且包括各自均作為以下將說明的DCT變換或幀內(nèi)預測的單位的多個塊。以像素為單位計算在所輸入的視頻信號中要編碼的各宏塊的像素值、與在幀內(nèi)預測單元107中生成的要編碼的宏塊的像素預測值之間的差，以生成16X 16像素的差值塊。
接著，DCT單元101對差值塊進行DCT變換。通常按4X4像素或8X8像素的塊進行該處理，并且輸出頻率成分的系數(shù)數(shù)據(jù)。將該系數(shù)數(shù)據(jù)輸入至量化單元102，并在量化單元102中對該系數(shù)數(shù)據(jù)進行量化?？勺冮L度編碼單元103對量化后的系數(shù)數(shù)據(jù)進行可變長度編碼。此外，逆量化單元104和逆DCT單元105對量化后的系數(shù)數(shù)據(jù)進行解碼，并以像素為單位將逆DCT單元105的輸出與宏塊的像素預測值相加，并且將其轉(zhuǎn)換成16X16的解碼像素。將由此產(chǎn)生的解碼像素輸入至幀內(nèi)預測單元107。幀內(nèi)預測單元107生成之后要編碼的周圍的宏塊的像素預測值。
接著，將說明通過幀之間的預測對幀間編碼宏塊進行的編碼。運動估計單元109 在要編碼的當前塊(運動補償?shù)膯挝粔K)和基準幀像素之間進行匹配處理，由此算出誤差最小的向量值?；谶\動估計結(jié)果，計算幀間預測單元108輸出的要編碼的宏塊的像素預測值與視頻信號中要編碼的宏塊的像素值之間的差值，并將該差值輸入至DCT單元101。后續(xù)處理與幀內(nèi)編碼宏塊編碼基本相同。以像素為單位將在逆DCT單元105中解碼后的系數(shù)與宏塊的像素預測值相加。將由此產(chǎn)生的解碼像素通過解塊濾波器單元106輸入至幀間預測單元108，從而減輕視覺塊失真。
速率控制器110計算量化單元102中要使用的量化參數(shù)。速率控制器110針對各幀確定量化參數(shù)，以使得實際比特率可以為指定速率的90%。
圖2是速率控制器110中計算量化參數(shù)的方法的流程圖。
在步驟S201中，速率控制器110獲取基準量化參數(shù)(base qp)作為對要編碼的幀進行量化要使用的量化參數(shù)。根據(jù)本實施例，通過對先前GOP (group of pictures，畫面組)編碼時使用的量化參數(shù)進行平均來獲取基準量化參數(shù)。
接著，在步驟S202中，速率控制器110判斷量化單元102要進行量化的幀是幀內(nèi)編碼幀還是幀間編碼幀。如果該幀是幀內(nèi)編碼幀，則處理進入步驟S203。如果該幀是幀間編碼幀，則處理進入步驟S204。
接著，在步驟S203中，速率控制器110將在步驟S201中獲取的基準量化參數(shù)設(shè)置為對要編碼的幀進行量化要使用的量化參數(shù)。
在步驟S204中，速率控制器110計算速率控制精度r (η)。速率控制精度r (η)是直到當前正在編碼的GOP內(nèi)的第η個幀的速率的評價值，并且是實際比特率相對于指定速率的比例。如果r(n) = 100，則實際比特率等于指定速率。如果r(n) > 100，則實際比特率高于指定速率。如果r(n) < 100，則實際比特率低于指定速率。
例如，在指定速率是接近于解碼器中的緩沖量的最大值的值的情況下、并且當GOP 的速率控制精度超過100時，解碼器的緩沖很可能溢出。因而，將速率控制精度控制為等于或低于100，這很重要。相反，如果GOP的速率控制精度過低，則以所分配的速率或更低的速率進行編碼，從而影響了圖像質(zhì)量。因此，將速率控制精度控制為在100以下盡可能高的值，這很重要。
通過以下計算速率控制精度r (η) 表汰式1
權(quán)利要求
1.一種編碼設(shè)備用的控制方法，所述編碼設(shè)備進行比特率控制，所述控制方法包括以下步驟獲取步驟，用于獲取第一量化參數(shù)作為對速率控制單位進行量化要使用的量化參數(shù)；第一計算步驟，用于根據(jù)預設(shè)速率和實際編碼后的速率控制單位的速率計算評價值；第一設(shè)置步驟，用于如果所述評價值在預定范圍內(nèi)，則將通過所述獲取步驟獲取的第一量化參數(shù)設(shè)置為對速率控制單位進行量化要使用的量化參數(shù)；以及第二設(shè)置步驟，用于如果所述評價值不在所述預定范圍內(nèi)，則基于計算出的評價值設(shè)置第二量化參數(shù)作為對速率控制單位進行量化要使用的量化參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，如果所述評價值高于所述預定范圍的上限值，則所述第二設(shè)置步驟以所述第二量化參數(shù)比所述第一量化參數(shù)高的方式計算所述第二量化參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，如果所述評價值低于所述預定范圍的下限值，則所述第二設(shè)置步驟以所述第二量化參數(shù)比所述第一量化參數(shù)低的方式計算所述第二量化參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述第一計算步驟計算實際編碼后的速率控制單位的速率相對于預設(shè)速率的比例。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，基于要編碼的幀與緊挨該要編碼的幀之前的幀內(nèi)編碼幀之間的幀的數(shù)量，設(shè)置所述預定范圍的上限值或下限值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制方法，其特征在于，如果要編碼的幀與緊挨該要編碼的幀之前的幀內(nèi)編碼幀之間的幀的數(shù)量低于或等于預定數(shù)量，則以擴展所述預定范圍的方式設(shè)置所述上限值或下限值。
7.一種編碼設(shè)備，其進行比特率控制，所述編碼設(shè)備包括獲取單元，用于獲取第一量化參數(shù)作為對速率控制單位進行量化要使用的量化參數(shù)；第一計算單元，用于根據(jù)預設(shè)速率和實際編碼后的速率控制單位的速率計算評價值；第一設(shè)置單元，用于如果所述評價值在預定范圍內(nèi)，則將所述獲取單元獲取的第一量化參數(shù)設(shè)置為對速率控制單位進行量化要使用的量化參數(shù)；以及第二設(shè)置單元，用于如果所述評價值不在所述預定范圍內(nèi)，則基于計算出的評價值設(shè)置第二量化參數(shù)作為對速率控制單位進行量化要使用的量化參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及編碼設(shè)備及其控制方法。在該編碼設(shè)備用的控制方法中，所述編碼設(shè)備進行比特率控制，所述控制方法包括以下步驟獲取步驟，用于獲取第一量化參數(shù)作為對速率控制單位進行量化要使用的量化參數(shù)；第一計算步驟，用于根據(jù)預設(shè)速率和實際編碼后的速率控制單位的速率計算評價值；第一設(shè)置步驟，用于如果所述評價值在預定范圍內(nèi)，則將通過所述獲取步驟獲取的第一量化參數(shù)設(shè)置為對速率控制單位進行量化要使用的量化參數(shù)；以及第二設(shè)置步驟，用于如果所述評價值不在所述預定范圍內(nèi)，則基于計算出的評價值設(shè)置第二量化參數(shù)設(shè)置作為對速率控制單位進行量化要使用的量化參數(shù)。
文檔編號H04N7/50GK102202220SQ20111008088
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者小林正明 申請人:佳能株式會社