一种用于视频编码的码率控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于视频编码的快速码率控制方法及装置，其方法包括：设置视频序列的目标码率B以及目标帧率F；从第0个视频帧开始依次对第i个视频帧进行编码，直至视频序列的最后的一个视频帧；在第i个视频帧编码完成后，计算与第i个视频帧对应的C(i)；基于C(i)预测第i+1个视频帧所对应的量化参数QP(i+1)，并采用QP(i+1)对第i+1个视频帧进行编码。本发明专利技术的快速码率控制方法及装置，通过当前视频帧对应的计算复杂度参数等预测下一个视频帧的量化参数QP,进行下一个视频帧的编码，使视频帧在编码中占用比特数能够合理分配，能够对视频的码率进行控制，可以提高视频的观看质量，并可以提高编码效率，节省编码时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及视频编码
，特别涉及一种用于视频编码的码率控制方法及装置。
技术介绍
对于HEVC视频编码标准，其相对于H.264及AVS视频编码标准，具有更高的压缩性能，HEVC相对于老一代编码标准H.264及AVS视频编码标准其运算复杂度也相对大大提高。HEVC视频图像的每个像素都可以通过与其相关的像素预测来降低该像素的冗余。HEVC图像视频编码的预测技术分为帧内预测(Intra-prediction)和帧间预测(Inter-prediction)。帧间预测根据预测方向又分为前向预测和双向预测。如图1所示，用帧内预测编码的帧图像称为I(Intra)帧，用前向预测编码的帧图像称为P帧，用双向预测编码的帧图像称为B帧。在视频压缩中，一般压缩的力度越大，视频质量就会越差，视频的体积也相应越小。在视频压缩中，码率控制是视频编码器中必备的关键模块,一般要求在一段时间内其视频帧占用的体积的平均值是恒定的。HEVC的量化方案与先前的编码标准H.264/AVC的方案基本一致，其量化范围依然是0－51，其量化值每增加6，与之对应的量化步长将增长一倍。也就是说，QP参数控制视频压缩的体积大小，量化参数越大，视频体积越小，质量越差。量化参数越小，视频体积越大，质量越高。因此，在每帧视频分配比特数目时，通过调整量化参数QP实现调整视频帧占用的比特数目。目前，在视频编码中对于如何准确有效的确定每帧的量化参数进行码率控制还没有很好的方法，由于视频帧在编码中占用比特数数目设置不合理，使得图像的质量受到影响，影响用户的感受度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种用于视频编码的快速码率控制方法及装置。基于上述目的，本专利技术提供一种用于视频编码的快速码率控制方法，包括：设置视频序列的目标码率B以及目标帧率F；将所述视频序列分割为一个或多个图像组GOP；设置所述视频序列中的第0个视频帧对应的量化参数QP(0)的值，并设置与第0个视频帧对应的计算复杂度参数C(0)，从所述第0个视频帧开始依次对第i个视频帧进行编码，直至所述视频序列的最后的一个视频帧；其中，i为视频帧的编号，i>＝0；其中，在第i个视频帧编码完成后，计算与第i个视频帧对应的C(i)；基于所述C(i)预测第i+1个视频帧所对应的量化参数QP(i+1)，并采用所述QP(i+1)对第i+1个视频帧进行编码。可选地，所述按照预设的规则将所述视频流分割为一个或多个GOP包括：将所述视频流中的I帧或P帧作为分割帧；将所述视频流中的一个分割帧以及此分割帧与下一个分割帧之间的B帧组合为一个GOP。可选地，所述计算与第i个视频帧对应的C(i)包括：在第i个视频帧编码完成后，统计与第i个视频帧相对应的量化比例参数Qscale(i)和第i个视频帧编码占用的比特数B(i)，基于所述Qscale(i)和B(i)计算与第i个视频帧对应的C(i)。可选地，统计与第i+1个视频帧相对应的量化比例参数Qscale(i)使用的公式为：Qscale(i)=W×2QP(i)-126;]]>其中，当i＝0时，QP(0)为32，W为系数。可选地，基于所述Qscale(i)和B(i)计算与第i个视频帧对应的C(i)使用的公式为：C(i)＝C(i-1)+B(i)*Qscale(i)；其中，当i＝0时，C(i-1)＝0。可选地，基于所述C(i)预测第i+1个视频帧所对应的量化参数QP(i+1)包括：如果第i+1个视频帧为非B帧，则Qscale(i+1)=C(i)*FB*(i+1+1)2;]]>Qp(i+1)=12.0+log2Qscale(i+1)W.]]>可选地，如果第i+1个视频帧为B帧，则获取此B帧所在的GOP中的非B帧的量化参数Qp_nb和帧号i_nb；确定此B帧的量化参数QP_b＝Qp_nb+min(i+1－i_nb,5)。可选地，所述W为0.85。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种用于视频编码的快速码率控制装置，包括：视频参数设置模块，用于设置视频序列的目标码率B以及目标帧率F；图像分割模块，用于将所述视频序列分割为一个或多个图像组GOP；初始值设置模块，用于设置所述视频序列中的第0个视频帧对应的量化参数QP(0)的值，并设置与第0个视频帧对应的计算复杂度参数C(0)；视频编码模块，用于从所述第0个视频帧开始依次对第i个视频帧进行编码，直至所述视频序列的最后的一个视频帧；其中，i为视频帧的编号，i>＝0；量化参数统计模块，用于在第i个视频帧编码完成后，计算与第i个视频帧对应的C(i)；量化参数设置模块，用于基于所述C(i)预测第i+1个视频帧所对应的量化参数QP(i+1)；其中，所述视频编码模块采用所述QP(i+1)对第i+1个视频帧进行编码。可选地，所述图像分割模块具体用于将所述视频流中的I帧或P帧作为分割帧；将所述视频流中的一个分割帧以及此分割帧与下一个分割帧之间的B帧组合为一个GOP。可选地，所述量化参数统计模块具体用于在第i个视频帧编码完成后，统计与第i个视频帧相对应的量化比例参数Qscale(i)和第i个视频帧编码占用的比特数B(i)，基于所述Qscale(i)和B(i)计算与第i个视频帧对应的C(i)。可选地，所述量化参数统计模块统计与第i+1个视频帧相对应的量
化比例参数Qscale(i)使用的公式为：Qscale(i)=W×2QP(i)-126;]]>其中，当i＝0时，QP(0)为32，W为系数。可选地，所述量化参数统计模块基于所述Qscale(i)和B(i)计算与第i个视频帧对应的C(i)使用的公式为：C(i)＝C(i-1)+B(i)*Qscale(i)；其中，当i＝0时，C(i-1)＝0。可选地，如果第i+1个视频帧为非B帧，则所述量化参数设置模块基于所述C(i)预测第i+1个视频帧所对应的Qscale(i+1)和量化参数QP(i+1)使用的公式为：Qscale(i+1)=C(i)*FB*(i+1+1)2;]]>Qp(i+1)=12.0+log2Qscale(i+1)W.]]>可选地，如果第i+1个视频帧为B帧，则所述量化参数设置模块获取此B帧所在的GOP中的非B帧的量化参数Qp_nb和帧号i_nb；所述量化参数设置模块确定此B帧的量化参数QP_b＝Qp_nb+min(i+1–i_nb,5)。可选地，所述W为0.85。本专利技术的用于视频编码的快速码率控制方法和装置，通过与当前视频帧对应的量化比例参数、编码占用的比特数据、计算复杂度参数等数据预测下一个视频帧的量化比例参数、量化参数QP,进行下一个视频帧的编码，使视频帧在编码中占用比特数能够合理分配，能够对视频的码率进行控制，可以提高视频的观看质量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中I帧、P帧和B帧的预测原理示意图；图2为根据本专利技术的用于视频编码的快速码率控制方法的一个实施例的流程示意图；图3为根据本专利技术的用于视频编码的快速码本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于视频编码的码率控制方法，其特征在于，包括：设置视频序列的目标码率B以及目标帧率F；将所述视频序列分割为一个或多个图像组GOP；设置所述视频序列中的第0个视频帧对应的量化参数QP(0)的值，并设置与第0个视频帧对应的计算复杂度参数C(0)，从所述第0个视频帧开始依次对第i个视频帧进行编码，直至所述视频序列的最后的一个视频帧；其中，i为视频帧的编号，i>＝0；其中，在第i个视频帧编码完成后，计算与第i个视频帧对应的C(i)；基于所述C(i)预测第i+1个视频帧所对应的量化参数QP(i+1)，并采用所述QP(i+1)对第i+1个视频帧进行编码。

【技术特征摘要】
1.一种用于视频编码的码率控制方法，其特征在于，包括：设置视频序列的目标码率B以及目标帧率F；将所述视频序列分割为一个或多个图像组GOP；设置所述视频序列中的第0个视频帧对应的量化参数QP(0)的值，并设置与第0个视频帧对应的计算复杂度参数C(0)，从所述第0个视频帧开始依次对第i个视频帧进行编码，直至所述视频序列的最后的一个视频帧；其中，i为视频帧的编号，i>＝0；其中，在第i个视频帧编码完成后，计算与第i个视频帧对应的C(i)；基于所述C(i)预测第i+1个视频帧所对应的量化参数QP(i+1)，并采用所述QP(i+1)对第i+1个视频帧进行编码。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照预设的规则将所述视频流分割为一个或多个GOP包括：将所述视频流中的I帧或P帧作为分割帧；将所述视频流中的一个分割帧以及此分割帧与下一个分割帧之间的B帧组合为一个GOP。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述计算与第i个视频帧对应的C(i)包括：在第i个视频帧编码完成后，统计与第i个视频帧相对应的量化比例参数Qscale(i)和第i个视频帧编码占用的比特数B(i)，基于所述Qscale(i)和B(i)计算与第i个视频帧对应的C(i)。4.如权利要求3所述方法，其特征在于：统计与第i+1个视频帧相对应的量化比例参数Qscale(i)使用的公式为：Qscale(i)=W×2QP(i)-126;]]>其中，当i＝0时，QP(0)为32，W为系数。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：基于所述Qscale(i)和B(i)计算与第i个视频帧对应的C(i)使用的公式为：C(i)＝C(i-1)+B(i)*Qscale(i)；其中，当i＝0时，C(i-1)＝0。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述C(i)预测第i+1个视频帧所对应的量化参数QP(i+1)包括：如果第i+1个视频帧为非B帧，则Qscale(i+1)=C(i)*FB*(i+1+1)2;]]>Qp(i+1)=12.0+log2Qscale(i+1)W.]]>7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，包括：如果第i+1个视频帧为B帧，则获取此B帧所在的GOP中的非B帧的量化参数Qp_nb和帧号i_nb；确定此B帧的量化参数QP_b＝Qp_nb+min(i+1－i_nb,5)。8.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述W为0.85。9.一种用于视频编码的码率控制装置，其特征在于，包括：视频参数设置模块，用于设置视频序列的目标码率B以及目标帧率F；图像分割模块，用于将所述视频序列分割为一个或多...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡砚刚，白茂生，刘阳，杨帆，祁海，魏伟，
申请(专利权)人：乐视控股北京有限公司，乐视云计算有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11