The invention discloses a calculation method of frame-level quantization parameters considering inter-frame dependence. Firstly, a distortion prediction model based on inter-frame dependence (_D_Qp model) is established. Then, the model is applied to rate-distortion optimization, and the Lagrange multiplier lambda with the lowest rate-distortion cost is obtained. Finally, the optimal frame-level quantization parameters are obtained from the relation of lambda_Qp. The_D_Qp model not only reflects the inter-frame dependence, but also takes the video content into account in the modeling process, so the model can be adaptively adjusted according to the video content. This method has the characteristics of low implementation complexity. The parameters used in this method are obtained from the process of video coding. It does not need complex calculation and will not increase the complexity of video coding, so it will not cause system delay.
【技术实现步骤摘要】
一种适用于HEVC视频编码的帧级量化参数计算方法
本专利技术涉及一种适用于HEVC视频编码的帧级量化参数计算方法,适用于改进HEVC码率控制中帧级量化参数计算方法和改进HEVC的RDO(率失真优化)中D-q模型。
技术介绍
在符合HEVC标准的视频编码中存在复杂的多层次空时域依赖,如:帧内和帧间预测导致的失真会发生空时域传递;上下文自适应熵编码会导致邻近编码单元之间码率消耗相互依赖,这些都使得帧级量化参数(Qp)的计算,不再满足传统编码单元之间相互独立的假设。由于在图像组(GOP)内除I帧外,其他所有帧均采用帧间预测编码,使得帧间依赖成为影响失真传递的最大因素,所以在计算帧级量化参数时需要考虑帧间依赖。帧间依赖关系非常复杂,可以在码率控制算法中直接使用多遍编码,来分析视频帧之间的依赖关系,但是非常耗时且计算复杂度比较高,由于实际使用的编码器通常对编码实时性要求很高,所以这种方法不适合在实际中应用。现在大多数做法是在率失真优化(RDO)中体现帧间依赖,首先通过离线统计分析建立符合帧间依赖关系的R-q,D-q模型,其中R是码率,D是失真,q是量化步长,然后根据率失真优化理论:得出在码率约束RT下,编码失真最小的量化参数集合其中N为总编码帧数。但是公式(1)仅仅是对问题的描述,并不能根据该公式求解,所以在实际操作中使用拉格朗日优化方法,把公式(1)中的问题转化为可以求解的数学问题:其中J是率失真代价,λ是拉格朗日乘子,通过公式(2)就把码率约束下的最小化失真问题,转化为求最小率失真代价J的数学问题,J取得最小时的量化参数即为最优帧级量化参数。以前的研究已经证明, ...
【技术保护点】
1.一种适用于HEVC视频编码的帧级量化参数计算方法,通过离线数据统计分析,当前帧的帧级量化参数Qps的改变量ΔQp,与GOP内所有帧的平均失真ΔD之间呈现线性关系ΔD=K·ΔQp (7)其中K为斜率,ΔD=avg(MSE),MSE为每帧的编码失真;将公式(7)变换为ΔD=f(Qps,ε)·ΔQp (8)采取对ΔD/ΔR的值取极限的方式,即
【技术特征摘要】
1.一种适用于HEVC视频编码的帧级量化参数计算方法,通过离线数据统计分析,当前帧的帧级量化参数Qps的改变量ΔQp,与GOP内所有帧的平均失真ΔD之间呈现线性关系ΔD=K·ΔQp(7)其中K为斜率,ΔD=avg(MSE),MSE为每帧的编码失真;将公式(7)变换为ΔD=f(Qps,ε)·ΔQp(8)采取对ΔD/ΔR的值取极限的方式,即R是码率,D是失真;该方法包括如下步骤:(1)建立K与Qps、ε之间模型;(2)数据统计分析;(3)帧级量化参数计算。2.如权利要求1所述的适用于HEVC视频编码的帧级量化参数计算方法,其特征在于:所述步骤(1)具体包括如下流程:外层循环由Qps控制,其初值等于18,每循环一次Qps加1,一直到Qps等于48结束循环;内层循环由ΔQp控制,每循环一次,ΔQp加0.1,其变化区间为[-5,5],每个Qps的变化范围为[-5+Qps,5+Qps)];当内外层循环都结束后,用每次内层循环编码获取的数据以启发式离线建模的方式建立K与Qps、ε之间模型。3.如权利要求2所述的适用于HEVC视频编码的帧级量化参数计算方法,其...
【专利技术属性】
技术研发人员:殷海兵,李东,黄晓峰,
申请(专利权)人:杭州电子科技大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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