宏块层中的码率的控制方法以及使用该方法的装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种宏块层中的码率的控制方法以及使用该方法的装置，该宏块层中的码率的控制方法包含以下步骤：根据上一帧的上一宏块的实际平均绝对差值计算目前帧的目前宏块的预测平均绝对差值；计算目前帧的目前宏块的实际平均绝对差值；执行调整程序，用以根据目前帧的目前宏块的实际平均绝对差值调整目前帧的目前宏块的预测平均绝对差值以获得目前帧的目前宏块的最终平均绝对差值；根据目前帧的所述目前宏块的最终平均绝对差值计算目前帧的目前宏块的量化参数；以及输出目前帧的目前宏块的量化参数给量化器。本发明专利技术可改善当视频序列的复杂度变化较大时产生的预测平均绝对差值的不准确及滞后性。

【技术实现步骤摘要】
宏块层中的码率的控制方法以及使用该方法的装置
本专利技术有关于一种视频处理技术，特别是一种宏块层中的码率控制方法以及使用该方法的装置。
技术介绍
码率控制用以为特定帧(frame)或宏块(MB,marcblock)决定使用多少比特来记录。视频编码的目标是为尽可能保留原始输入文档的品质的情况下，尽可能降低文档大小。码率控制是个重要的步骤，用以进行文档大小及品质间的权衡(tradeoff)。图1是为传统的视频编码系统的方块图。量化参数计算器(quantizationparametercalculator)110设置于帧内及帧间模式预测器(intra-and-inter-modepredictor)130、转换器(transformer)150及量化器(quantizer)170之前，使用码率控制演算法(ratecontrolalgorithm)为每一个宏块依据预测平均绝对差值(meanabsolutedifference,MAD)及码流预算(streambudget)计算量化参数。然而，当前宏块的量化参数计算只能依赖预测平均绝对差值，而没有考虑实际平均绝对差值，使得视频序列的复杂度变化较大时，码率控制演算法会受到预测平均绝对差值的不准确及滞后性(latency)的影响，无法达成码率控制的预期目标。因此，需要一种宏块层中的码率控制方法以及使用该方法的装置，用以解决如上所述的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的实施例提出一种宏块层中的码率的控制方法，包含以下步骤：根据上一帧的上一宏块的实际平均绝对差值计算目前帧的目前宏块的预测平均绝对差值；计算目前帧的目前宏块的实际平均绝对差值；执行调整程序，用以根据目前帧的目前宏块的实际平均绝对差值调整目前帧的目前宏块的预测平均绝对差值以获得目前帧的目前宏块的最终平均绝对差值；根据目前帧的所述目前宏块的最终平均绝对差值计算目前帧的目前宏块的量化参数；以及输出目前帧的目前宏块的量化参数给量化器，从而使得量化器于相应于目前帧的目前宏块的量化参数的码率控制下接着产生压缩后视频码流。本专利技术的实施例提出一种宏块层中的码率的控制装置，至少包含量化器；以及量化参数计算器，耦接于量化器。量化参数计算器根据上一帧的上一宏块的实际平均绝对差值计算目前帧的目前宏块的预测平均绝对差值；计算目前帧的目前宏块的实际平均绝对差值；执行调整程序，用以根据目前帧的目前宏块的实际平均绝对差值调整目前帧的目前宏块的预测平均绝对差值以获得目前帧的目前宏块的最终平均绝对差值；根据目前帧的所述目前宏块的最终平均绝对差值计算目前帧的目前宏块的量化参数；以及输出目前帧的目前宏块的量化参数给量化器，从而使得量化器于相应于目前帧的目前宏块的量化参数的码率控制下接着产生压缩后视频码流。目前宏块与上一宏块分别位于目前帧及上一帧的相同二维坐标，且上一帧的上一宏块的实际平均绝对差值反映相应于上一宏块的原始数据及预测数据间的差异程度。目前帧的目前宏块的实际平均绝对差值反映相应于目前宏块的原始数据及预测数据间的差异程度。本专利技术可改善当视频序列的复杂度变化较大时产生的预测平均绝对差值的不准确及滞后性。附图说明图1是为传统的视频编码系统的方块图。图2是依据本专利技术实施例的宏块层中的码率控制装置的方块图。图3是依据本专利技术实施例的宏块层中的码率控制装置的方块图。图4是依据本专利技术实施例的宏块层中的码率控制方法的方法流程图。图5是依据本专利技术实施例的目前宏块与上一宏块间的对应示意图。图6是依据本专利技术实施例的计算目前帧的目前宏块的实际平均绝对差值的硬件电路示意图。图7是依据本专利技术实施例的计算目前帧的目前宏块的预测平均绝对差值的硬件电路示意图。图8是依据本专利技术实施例的计算目前帧的目前宏块的增量的硬件电路示意图。图9是依据本专利技术实施例的计算目前帧的目前宏块的增量的硬件电路示意图。图10是依据本专利技术实施例的宏块层中的码率控制方法的方法流程图。其中，附图中符号的简单说明如下：VIN：原始视频序列；VOUT：压缩后视频码流；Q：量化参数；110：量化参数计算器；130：帧内及帧间模式预测器；150：转换器；170：量化器；OriPixels：原始像素；CstPixels：重建像素；210：帧内及帧间模式预测器；230：转换器；250：量化参数计算器；270：量化器；281：反量化器；283：反转换器；290：熵编码器；310：帧内及帧间模式预测器；330：转换器；350：量化参数计算器；370：量化器；381：反量化器；383：反转换器；390：熵编码器；S410～S470：方法步骤；510：上一帧；510_0：上一宏块；530：目前帧；530_0：目前宏块；RealMADi-1,0：上一帧的上一宏块的实际平均绝对差值；PredMADi,0：目前帧的目前宏块的预测平均绝对差值；OriPixel0,0～OriPixelm,n：原始像素；CstPixel0,0～CstPixelm,n：重建像素；610_0_0～610_m_n：比较器；630_0_0～630_m_n：切换器；O10,0～O1m,n、O20,0～O2m,n：切换器的输出端；650_0_0～650_m_n：减法器；670：加法器；RealMADi,j：第i帧的第j个宏块的实际平均绝对差值；RealMADi-1,j：第i-1帧的第j个宏块的实际平均绝对差值；a1、a2：线性预测模型的参数；710：乘法器；730：加法器；PredMADi,j：第i帧的第j个宏块的预测平均绝对差值；αi,j：第i帧的第j个宏块的调整系数；810：减法器；830：乘法器；Deltai,j：第i帧的第j个宏块的增量；910：加法器；FinMADi,j：第i帧的第j个宏块的最终平均绝对差值；S1010～S1050方法步骤。具体实施方式以下说明为完成专利技术的较佳实现方式，其目的在于描述本专利技术的基本精神，但并不用以限定本专利技术。实际的
技术实现思路
必须参考之后的权利要求范围。必须了解的是，使用于本说明书中的“包含”、“包括”等词，用以表示存在特定的技术特征、数值、方法步骤、操作处理、元件以及/或组件，但并不排除可加上更多的技术特征、数值、方法步骤、操作处理、元件、组件，或以上的任意组合。于权利要求中使用如“第一”、“第二”、“第三”等词用来修饰权利要求中的元件，并非用来表示之间具有优先权顺序，先行关系，或者是一个元件先于另一个元件，或者是执行方法步骤时的时间先后顺序，仅用来区别具有相同名字的元件。图2是依据本专利技术实施例的宏块层中的码率控制装置的方块图。帧内及帧间模式预测器(intra-and-inter-modepredictor)210可使用现有的码率-失真最佳化(rate-distortionoptimization,RDO)技术或其他演算法，为每一个宏块(macroblock,MB)在极大化视觉品质及极小化需要的比特率的条件下，获得最佳的帧内及帧间预测模式。宏块可为8x8、8x16、16x8、16x16或其他大小的块。帧内及帧间模式预测器210可使用全域搜寻(fullsearch)的方式进行移动预估及帧内预测。转换器(transformer)230为每一个需要进行帧内编码的宏块，可使用现有的离散余弦转换(discretecosinetrans本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宏块层中的码率的控制方法，其特征在于，包含：根据上一帧的上一宏块的实际平均绝对差值计算目前帧的目前宏块的预测平均绝对差值，其中，所述目前宏块与所述上一宏块分别位于所述目前帧及所述上一帧的相同二维坐标，且所述上一帧的所述上一宏块的所述实际平均绝对差值反映相应于所述上一宏块的原始数据及重建后数据间的差异程度；计算所述目前帧的所述目前宏块的实际平均绝对差值，其中，所述目前帧的所述目前宏块的所述实际平均绝对差值反映相应于所述目前宏块的原始数据及重建后数据间的差异程度；执行调整程序，用以根据所述目前帧的所述目前宏块的所述实际平均绝对差值调整所述目前帧的所述目前宏块的所述预测平均绝对差值以获得所述目前帧的所述目前宏块的最终平均绝对差值；根据所述目前帧的所述目前宏块的所述最终平均绝对差值计算所述目前帧的所述目前宏块的量化参数；以及输出所述目前帧的所述目前宏块的所述量化参数给量化器，从而使得所述量化器于相应于所述目前帧的所述目前宏块的所述量化参数的码率控制下接着产生压缩后视频码流。

【技术特征摘要】
1.一种宏块层中的码率的控制方法，其特征在于，包含：根据上一帧的上一宏块的实际平均绝对差值计算目前帧的目前宏块的预测平均绝对差值，其中，所述目前宏块与所述上一宏块分别位于所述目前帧及所述上一帧的相同二维坐标，且所述上一帧的所述上一宏块的所述实际平均绝对差值反映相应于所述上一宏块的原始数据及重建后数据间的差异程度；计算所述目前帧的所述目前宏块的实际平均绝对差值，其中，所述目前帧的所述目前宏块的所述实际平均绝对差值反映相应于所述目前宏块的原始数据及重建后数据间的差异程度；执行调整程序，用以根据所述目前帧的所述目前宏块的所述实际平均绝对差值调整所述目前帧的所述目前宏块的所述预测平均绝对差值以获得所述目前帧的所述目前宏块的最终平均绝对差值；根据所述目前帧的所述目前宏块的所述最终平均绝对差值计算所述目前帧的所述目前宏块的量化参数；以及输出所述目前帧的所述目前宏块的所述量化参数给量化器，从而使得所述量化器于相应于所述目前帧的所述目前宏块的所述量化参数的码率控制下接着产生压缩后视频码流。2.根据权利要求1所述的宏块层中的码率的控制方法，其特征在于，所述目前帧的所述目前宏块的所述预测平均绝对差值使用线性预测模型计算。3.根据权利要求2所述的宏块层中的码率的控制方法，其特征在于，所述目前帧的所述目前宏块的所述预测平均绝对差值使用以下公式计算：PredMADi,j＝a1xRealMADi-1,j+a2；其中，PredMADi,j代表所述目前帧中所述目前宏块的所述预测平均绝对差值，RealMADi-1,j代表所述上一帧的所述上一宏块的所述实际平均绝对差值，以及a1及a2为所述线性预测模型的参数。4.根据权利要求3所述的宏块层中的码率的控制方法，其特征在于，a1及a2为依据历史数据使用最小二乘法拟合出的参数。5.根据权利要求1所述的宏块层中的码率的控制方法，其特征在于，所述目前帧的所述目前宏块的所述实际平均绝对差值使用以下公式计算：其中，RealMADi,j代表所述目前帧中所述目前宏块的所述实际平均绝对差值，M代表所述目前宏块的行总数，N代表所述目前宏块的列总数，PredPixelm，n代表所述目前帧中所述目前宏块中第m行第n列的预测像素值，以及OriPixelm，n代表所述目前帧中所述目前宏块中第m行第n列的原始像素值。6.根据权利要求1所述的宏块层中的码率的控制方法，其特征在于，调整程序包含：依据所述目前帧的所述目前宏块的所述预测平均绝对差值及所述实际平均绝对差值、以及所述目前帧的所述目前宏块之前所有宏块的累计增量计算所述目前帧的所述目前宏块的调整系数；依据所述目前帧的所述目前宏块的所述预测平均绝对差值、所述实际平均绝对差值及所述调整系数计算所述目前帧的所述目前宏块的增量；以及依据所述目前帧的所述目前宏块的所述预测平均绝对差值及所述增量计算所述目前帧的所述目前宏块的所述最终平均绝对差值。7.根据权利要求6所述的宏块层中的码率的控制方法，其特征在于，所述目前帧的所述目前宏块的所述调整系数大于0以及小于或等于1。8.根据权利要求6所述的宏块层中的码率的控制方法，其特征在于，所述目前帧的所述目前宏块的所述调整系数使用以下公式计算：其中，αi,j代表所述目前帧中所述目前宏块的所述调整系数，代表所述目前帧中从第0个宏块至第j-1个宏块的累计增量，以及RealMADi,j代表所述目前帧中所述目前宏块的所述实际平均绝对差值。9.根据权利要求6所述的宏块层中的码率的控制方法，其特征在于，所述目前帧的所述目前宏块的所述增量使用以下公式计算：Deltai,j＝αi,jx(RealMADi,j-PredMADi,j)；其中，Deltai,j代表所述目前帧中所述目前宏块的所述增量，αi,j代表所述目前帧中所述目前宏块的所述调整系数，RealMADi,j代表所述目前帧中所述目前宏块的所述实际平均绝对差值，以及PredMADi,j代表所述目前帧中所述目前宏块的所述预测平均绝对差值。10.根据权利要求6所述的宏块层中的码率的控制方法，其特征在于，所述目前帧的所述目前宏块的所述最终平均绝对差值使用以下公式计算：FinMADi,j＝PredMADi,j+Deltai,j；其中，FinMADi,j代表所述目前帧中所述目前宏块的所述最终平均绝对差值，PredMADi,j代表所述目前帧中所述目前宏块的所述预测平均绝对差值，以及Deltai,j代表所述目前帧中所述目前宏块的增量。11.一种宏块层中的码率的控制装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵永涛，陈瑞阳，王伟，
申请(专利权)人：上海兆芯集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31