基于视频编码标准的图像编码码率控制方法技术

本发明专利技术公布一种基于视频编码标准的图像编码码率控制方法，通过二次编码的方法精准控制图像编码码率，进行第一次编码过程包括获得第一次编码的帧级初始量化参数、当前要编码的CTU的量化参数和第二次编码所需的初始量化参数；再用第一次编码过程中获得的第二次编码所需的初始量化参数作为帧级初始量化参数进行第二次编码。该方法通过二次编码的方法解决一次编码方法的码率控制算法所导致的码率控制不准和质量不均衡的问题,明显的提高了编码图像的主客观性能,满足了图像编码的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像压缩技术，尤其涉及一种基于视频编码标准的图像编码码率控制方法。
技术介绍
新一代静态图像压缩标准JPEG2000是目前主流的图象编码压缩标准，该标准广泛应用在自然图像、计算机图像、医学图像、遥感图像和复合文本等静态图像领域。2013年初ITU-T视频编码专家组和MPEG专家组联合开发完成第三代视频压缩编码标准HEVC。第三代视频压缩编码标准HEVC采用了新的基于R-λ模型的一次编码，其帧级初始量化参数QPinit的计算根据式1得到： λ = α ( C R t arg et ) β Q P init = 4.2005 ln ( λ ) + 13.7122 ]]> (式1)式1中，C代表在图像编码中图像或区域的复杂度；Rtarget为图像或者区域的目标码率；α和β为图像拟合系数，在图像编码中，由于无法利用帧间相关性来进行动态调整，α和β只能采用固定的系数6.7542和1.7860。计算得到帧级初始量化参数QPinit后，在编码每一个编码树单元CTU(Coding Tree Unit)的时候，需要根据图像或者区域的目标码率Rtarget、已经编码的码字、未编码的CTU的复杂度信息，对当前要编码的CTU计算得到当前CTU的量化参数QPi，来保证最终编码得到的码字接近Rtarget。其中，当前编码CTU分配的码字通过式2计算得到： R t arg et CTU ( i ) = ω ( i ) R left ω ( i ) = C CTU ( i ) Σ j = i M - 1 C CTU ( j ) ]]> (式2)式2中，ω(i)为当前编码CTU的复杂度CCTU(i)和所有未编码的CTUs的复杂度的比值，M为一帧图像的CTU的个数，为当前编码CTU分配的码字，CCTU(i)为当前编
码的CTU的复杂度，CCTU(j)为所有未编码的CTUs中第j个CTU块的复杂度；Rleft为编码到当前的CTU所剩余的码字。当前CTU的量化参数QPi通过式3计算得到： λ i = α ( C CTU ( i ) R t arg et CTU ( i ) ) β 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于视频编码标准的图像编码码率控制方法，通过二次编码的方法精准控制图像编码码率，具体包括如下步骤：1)进行第一次编码，包括步骤1.1)～1.4)：1.1)获得第一次编码的帧级初始量化参数；1.2)用步骤1.1)所述第一次编码的帧级初始量化参数作为第一个CTU单元的量化参数对第一个CTU单元进行编码；1.3)针对第一个CTU单元之后的每一个CTU单元，获得当前编码CTU单元分配的码字，通过所述当前编码CTU单元分配的码字,计算得到用于计算当前CTU量化参数对应的量化步长，再计算得到当前要编码的CTU单元的量化参数，再对相应的CTU单元进行编码；1.4)获得第二次编码所需的初始量化参数，具体包括：首先，通过式9计算获得图像的量化步长：Qstep=C/Σi=0M(CCTU(i)/Qstepi)]]>                        (式9)式9中，C为图像复杂度，Qstep为图像的量化步长，CCTU(i)为当前编码的CTU单元的复杂度，Qstepi为第一次编码得到的每个CTU单元的量化步长，M为图像包含的CTU单元的个数；然后，根据量化步长和量化参数的关系计算得到量化参数，作为第二次编码所需的初始量化参数；2)进行第二次编码，包括步骤2.1)～2.2)：2.1)用步骤1.4)获得的第二次编码所需的初始量化参数，作为第一个CTU单元的量化参数对第一个CTU单元进行编码；2.2)针对第一个CTU单元之后的每一个CTU单元，获得当前编码CTU单元分配的码字，通过所述当前编码CTU单元分配的码字,计算得到用于计算当前CTU单元量化参数对应的量化步长，再计算得到当前要编码的CTU单元的量化参数，再对相应的CTU单元进行编码。...

【技术特征摘要】
1.一种基于视频编码标准的图像编码码率控制方法，通过二次编码的方法精准控制图像编码码率，具体包括如下步骤：1)进行第一次编码，包括步骤1.1)～1.4)：1.1)获得第一次编码的帧级初始量化参数；1.2)用步骤1.1)所述第一次编码的帧级初始量化参数作为第一个CTU单元的量化参数对第一个CTU单元进行编码；1.3)针对第一个CTU单元之后的每一个CTU单元，获得当前编码CTU单元分配的码字，通过所述当前编码CTU单元分配的码字,计算得到用于计算当前CTU量化参数对应的量化步长，再计算得到当前要编码的CTU单元的量化参数，再对相应的CTU单元进行编码；1.4)获得第二次编码所需的初始量化参数，具体包括：首先，通过式9计算获得图像的量化步长： Qstep = C / Σ i = 0 M ( C CTU ( i ) / Qstep i ) ]]> (式9)式9中，C为图像复杂度，Qstep为图像的量化步长，CCTU(i)为当前编码的CTU单元的复杂度，Qstepi为第一次编码得到的每个CTU单元的量化步长，M为图像包含的CTU单元的个数；然后，根据量化步长和量化参数的关系计算得到量化参数，作为第二次编码所需的初始量化参数；2)进行第二次编码，包括步骤2.1)～2.2)：2.1)用步骤1.4)获得的第二次编码所需的初始量化参数，作为第一个CTU单元的量化参数对第一个CTU单元进行编码；2.2)针对第一个CTU单元之后的每一个CTU单元，获得当前编码CTU单元分配的码字，通过所述当前编码CTU单元分配的码字,计算得到用于计算当前CTU单元量化参数对应的量化步长，再计算得到当前要编码的CTU单元的量化参数，再对相应的CTU单元进行编码。2.如权利要求1所述基于视频编码标准的图像编码码率控制方法，其特征是，步骤1.4)所述获得图像的量化步长，具体是通过式11计算得到的： Qstep = Σ i = 0 M Qstep i / M ]]> (式11)式11中，Qstep为图像量化步长；Qstepi为第一次编码得到的每个CTU单元的量化步长；M为图像的CTU单元个数。3.如权利要求1所述基于视频编码标准的图像编码码率控制方法，其特征是，步骤1.4)所述获得第二次编码所需的初始量化参数，具体是通过式12计算得到的： QP init 1 = Σ i = 0 M QP i / M ]]> (式12)式12中，为第二次编码所需的初始量化参数；QPi为第一次编码得到的每个CTU单元的量化参数；M为图像的CTU单元个数。4.如权利要求1所述基于视频编码标准的图像编码码率控制方法，其特征是，在步骤1.3)所述计算得到当前要编码的CTU单元的量化参数之后，将所述计算得到的当前要编码的CTU单元量化参数通过式7进行限位操作：限位操作后的QPi＝clip...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨名远，张广耀，宋磊，贾惠柱，解晓东，
申请(专利权)人：北京博雅华录视听技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11