一种视频编码中比特分配的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种视频编码中比特分配的方法及系统，其中，该方法包括：获取当前图片的目标比特数；分别计算当前图片中每一基本单元BU原始比特数占当前图片原始比特数的比例根据该比例及当前图片目标比特数计算当前BU的目标比特数并进行分配。通过采用本发明专利技术公开的方法提高了视频质量及视觉体验。

【技术实现步骤摘要】
一种视频编码中比特分配的方法及系统本申请为申请号为201310115469.5，专利技术名称为一种视频编码中比特分配的方法及系统的分案申请。
本专利技术涉及视频编码
，尤其涉及一种视频编码中比特分配的方法及系统。
技术介绍
近年来，随着因特网(Internet)的迅猛发展，在互联网中针对视频的应用需求越来越多，而视频的数据量非常大，要想视频能在带宽有限的互联网中传输，必须解决的是视频压缩编码问题。目前，国际上有两个国际组织专门进行视频编码标准的制定工作，即ISO/IEC下的MPEG(MotionPictureExpertsGroup，运动图像专家组)和ITU-T(InternationalTelecommunicationUnion-Telecommunicationstandardizationsector，国际电信联盟电信标准化组)的VCEG(VideoCodingExpertsGroup，视频编码专家组)。成立于1986年的MPEG专门负责制定多媒体领域内的相关标准，主要应用于存储、广播电视、因特网或无线网上的流媒体等。ITU-T则主要制定面向实时视频通信领域的视频编码标准，如视频电话、视频会议等应用。在过去的几十年里，国际上已经成功制定了面向各种应用的视频编码标准，主要包括：用于VCD(VideoCompactDisc，影音光碟)的MPEG-1标准；用于DVD(DigitalVersatileDisc，数字多功能光盘)和DVB(DigitalVideoBroadcasting，数字广播视频)的MPEG-2标准；用于视频会议的H.261/H.263标准；允许对任意形状的对象编码的MPEG-4标准；相比之前标准性能大幅提升并得到广泛应用的H.264/AVC标准；以及面向高清视频的新一代视频编码标准HEVC(HighEfficiencyVideoCoding，高性能视频编码)标准。上述已经制定或正在制定的视频编码标准都属于混合视频编解码框架。所谓混合视频编解码，一般由以下几部分组成，预测(Prediction)、变换(Transform)、量化(Quantization)和熵编码(EntropyCoding)。上述几部分是组成视频编解码最基本的部分，在标准中也对预测、变换、量化以及熵编码的各种细节都做了明确的规定，但是对于仅存在于编码端的工具——码率控制(RateControl)并没有任何限制。对于性能优越，且期待得到广泛应用的视频编码标准而言，码率控制无疑是不可或缺的一部分。在没有码率控制的情况下，我们只能根据给定的QP(Quantizationparameter，量化参数)来进行编码，这就会使每一单位时间所产生的比特数随着视频内容的变化会有很大的不同，不能够适应通信信道的带宽。码率控制的目的就是根据通信信道的带宽来调节QP，使视频通信系统在一定数据带宽的限制下能有较稳定的传输码率以及较小的视频时延。当通信信道的带宽较大时，可以以一定的准则调小QP使产生的码流比特数尽量多来适应通信信道的带宽，同样，当通信信道的带宽较小时，可以相应适度调大QP。当然码流的比特率不可能和通信信道的带宽完全一样，所以在编码端和解码端都需要使用先入先出(FirstInFirstOut)的缓存器来平滑码流。码率控制一个核心的步骤是比特分配。具体的，包括GOP级比特分配、图片级比特分配与BU级比特分配；其中，每一GOP中包括多个图片，每一图片中又包括多个BU。现有技术中，HEVC码率控制的图片级比特分配：其主要任务是指把每个GOP的目标比特数分配到GOP内的每个图片中，其使用固定的比率来分配每个图片的目标比特数。即每个图片的目标比特数占GOP剩余目标比特数的比例是给定的，与视频内容无关。HEVC码率控制的BU级的比特分配：其主要任务是把每个图片的目标比特数分配到每个BU，在现有的HEVC使用的码率控制的比特分配方法中，采用如下方式计算每一个BU的目标比特数：其中，BLpic是指整个图片剩余的目标比特数，是指第i个BU的MAD(平均绝对差)的预测值，N是指一个图片中BU的数目。但是，现有技术中图片级的比特分配方法采用固定的比率来分配每个图片的目标比特数，并没有考虑根据视频的内容来调节比特分配的方式，无法达到最优的视频质量。而BU级的比特分配根据MAD的预测值的平方来进行比特分配，但MAD的预测值只能一定程度上体现BU残差所需要的比特数，无法体现BU的非残差部分消耗的比特数所带来的影响，这会导致BU级的比特分配无法达到最优。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种视频编码中比特分配的方法及系统，提高了视频质量及视觉体验。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种视频编码中比特分配的方法，该方法包括：获取当前图片的目标比特数；分别计算当前图片中每一基本单元BU原始比特数占当前图片原始比特数的比例；根据该比例及当前图片目标比特数计算当前BU的目标比特数并进行分配。一种视频编码中比特分配的系统，该系统还包括：图片目标比特数获取单元，用于获取当前图片的目标比特数；比例计算单元，用于分别计算当前图片中每一基本单元BU原始比特数占当前图片原始比特数的比例BU目标比特数分配单元，用于根据该比例及当前图片目标比特数计算当前BU的目标比特数并进行分配。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，通过对视频中的比特进行有效的分配，不仅保证了实际码率能够适应带宽，还可以根据带宽的波动即时改变码率；并且自适应的分配图片层和BU层的比特数从而提高了视频质量，使得视频观看者在一定带宽的前提下获得更好的视觉体验。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术实施例一提供的一种视频编码中比特分配的方法的流程图；图2为本专利技术实施例一提供的一种低延时的IBBB结构的示意图；图3为本专利技术实施例一提供的一种随时接入的编码结构的示意图；图4为本专利技术实施例二提供的另一种视频编码中比特分配的方法的流程图；图5为本专利技术实施例三提供的又一种视频编码中比特分配的方法的流程图；图6为本专利技术实施例四提供的一种视频编码中比特分配的系统的示意图；图7为本专利技术实施例五提供的另一种视频编码中比特分配的系统的示意图；图8为本专利技术实施例六提供的又一种视频编码中比特分配的系统的示意图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。在本专利技术的下述实施例中，仅通过视频编码为HEVC标准进行举例说明。但是，本领域技术人员应当理解的是，下述的码率控制方法同样也适用于其它标准的视频编码方法中。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的一种视频编码中比特分配的方法的流程图。如图1所示，主要包括如下步骤：步骤11、根据码率控制单元的目标码率计算对应的码流目标比特数，并按照该码率控制单元中图片组GOP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视频编码中比特分配的方法，其特征在于，该方法包括：获取当前图片的目标比特数；分别计算当前图片中每一基本单元BU原始比特数占当前图片原始比特数的比例；根据该比例及当前图片目标比特数计算当前BU的目标比特数并进行分配。

【技术特征摘要】
1.一种视频编码中比特分配的方法，其特征在于，该方法包括：获取当前图片的目标比特数；分别计算当前图片中每一基本单元BU原始比特数占当前图片原始比特数的比例其中，与为当前BU的模型参数，λPic为当前BU所在图片的拉格朗日常数；根据该比例及当前图片目标比特数计算当前BU的目标比特数并进行分配；计算当前BU的目标比特数的公式为：其中，BLPic为当前图片中剩余的目标比特数，NBU为当前图片中BU的数目。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述基本单元BU原始比特数的公式包括：其中，与为当前BU的模型参数，为当前BU的拉格朗日常数。3.一种视频编码中比特分配的系统，其特征在于，该系统还包括：图片目标比特数获取单元，用于获取当前图片...

【专利技术属性】
技术研发人员：李厚强，李礼，李斌，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34