一种图像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图像码率控制方法及装置，用以实现对于每一个图像块都选择合适的量化参数，不仅使经过码率变换后的每一个图像块的实际输出码率与要求输出码率的差值较小，而且可以减小累计误差。该方法包括：确定当前图像块的目标比特数，所述目标比特数为所述当前图像块按要求输出码率输出时的比特数；在不增大所有已变换图像块的累计比特数误差的所有量化参数中，选择使当前图像块的实际比特数最接近所述目标比特数的量化参数；根据确定的所述量化参数对当前图像块进行量化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数字图像处理
，特别涉及数字图像码率控制技术。
技术介绍
现有技术中，对于压缩的图像信号，如mpeg2，mepg4以及H.264图像信号，经常会根据应用场合和传输信道要求的不同来使用相应的图像变换技术对其进行变换。比如为适应信道的传输带宽要求，使用码率变换方法来调整图像的码率；为适应终端和信道带宽的要求，使用图像格式变换方法和帧率变换方法来调整图像的大小和帧率。所有这些图像变换过程都需要对输出码率进行码率控制，以最终达到适应信道和降低带宽的要求。而且在图像编码技术中，图像经过编码压缩输出码流时，也需要对输出码流进行码率控制，以使输出码率达到指定要求。因此对图像码率的控制是非常重要的。 参阅图1所示，现有码率变换技术中的图像码率控制装置包括VLD(Variable Length Decoding，可变长解码)模块、IQ1(Inverse Quantization，反量化)模块、Q2(Quantization，量化)模块、VLC(Variable Length Coding，可变长编码)模块和码率控制(码率控制)模块；假设Rate1为输入的图像码率，Rate2为要求输出的图像码率，该装置控制图像码率的大致工作原理如下所述 压缩的图像数据经过VLD模块解压缩后输出非压缩的DCT域图像数据，该DCT域图像数据经过IQ1模块进行反量化处理，再经过Q2模块重新量化，最后经过VLC模块压缩输出，最终实现原始图像码率从Rate1到Rate2的变换过程。其中，Q2模块重新量化所需的量化参数由码率控制模块确定并提供给Q2模块。码率控制模块确定Q2模块重新量化所需的量化参数的方法为 码率控制模块接收反馈的原始的输入图像码率Rate1、要求输出的图像码率Rate2、以及原始图像的每个宏块的量化参数(表示为Qpi)和每个宏块的原始比特数(表示为mb_bitsi)； 码率控制模块根据反馈的Qpi和mb_bitsi，采用如下公式(1)计算当前一帧图像的复杂度X X＝∑Qpi×mb_bitsi...............................(1) 采用如下公式(2)计算当前一帧图像的每个宏块的复杂度xi xi＝Qpi×mb_bitsi................................(2) 采用如下公式(3)计算出转换量化参数参考值Qt Qt＝R×Q/T.......................................(3) 其中，Qt为当前一帧图像变换后的量化参数参考值，R为当前一帧图像的原始比特数，Q为当前一帧图像的原始量化参数平均值，T为当前一帧图像变换后的目标比特数。 采用如下公式(4)，根据当前一帧图像中已变换宏块的复杂度与当前一帧图像的复杂度来计算已变换宏块的目标使用比特数 R_target_used＝X_org*T/X........................(4) 其中，X_org为已变换宏块的复杂度估计值之和，R_target_used为已变换宏块的目标比特数。 将已变换宏块的目标比特数R_target_used与已变换宏块的实际使用比特数R_act_used进行比较，当两者差距大于定义的误差范围threshold，即R_target_used-R_act_used＞threshold时，增大量化参数得到Q2模块重新量化所需的量化参数OUT_Qp，将该OUT_Qp送给Q2模块变换后续的宏块；当两者差距小于定义的误差范围threshold，即R_target_used-R_act_used＜threshold时，减小量化参数得到Q2模块重新量化所需的量化参数OUT_Qp，将该OUT_Qp送给Q2模块变换后续的宏块。 在当前宏块变换完成后更新X_org和R_act_used的值，继续由码率控制模块按照上述方法确定Q2模块重新量化所需的量化参数，继续由Q2模块根据码率控制模块确定的量化参数变换后续的宏块。 但是，本专利技术人发现现有这种图像码率控制方法在确定当前宏块的量化参数时，需借助预先定义的误差范围当已变换宏块的目标比特数与实际使用比特数的差值大于该误差范围时增大量化参数，当已变换宏块的目标比特数与实际使用比特数的差值小于该误差范围时减小量化参数，这样得到的量化参数只是一个预测值，其并不能完全符合量化当前宏块的实际要求，因此利用该量化参数量化当前宏块后的输出码率就不一定完全符合要求，如果输出过高或者过低也只能通过控制后续宏块码率使平均码率达到要求水平，码率控制具有滞后性。当要求输出码率均匀时，由于每个宏块的输出码率不精确，所以需要采用多个宏块的平均来平滑输出，使输出码率在要求范围之内，因此需要较大的输出缓冲区。为了保证平均输出码率，部分宏块的量化较大，从而导致图像质量较差。并且输出码流在小时间范围内存在波动，不能完全满足对码率要求比较高的场合。
技术实现思路
本专利技术提供一种图像码率控制方法及其装置，用以实现对于每一个图像块都选择合适的量化参数，不仅使经过码率变换后的每一个图像块的实际输出码率与要求输出码率的差值较小，而且可以减小累计误差。 为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案 本专利技术实施例提供了一种图像码率控制方法，包括以下步骤 确定当前图像块的目标比特数，所述目标比特数为所述当前图像块按要求输出码率输出时的比特数； 在不增大所有已变换图像块的累计比特数误差的所有量化参数中，选择使当前图像块的实际比特数最接近所述目标比特数的量化参数，其中，每一个图像块的比特数误差为图像块的实际比特数与对应目标比特数之间的差值； 根据确定的所述量化参数对当前图像块进行量化。 本专利技术实施例提供了一种图像码率控制装置，包括 码率控制模块，用于确定当前图像块的目标比特数，所述目标比特数为所述当前图像块按要求输出码率输出时的比特数； 量化参数确定模块，用于在不增大所有已变换图像块的累计比特数误差的所有量化参数中，选择使当前图像块的实际比特数最接近所述目标比特数的量化参数，其中，每一个图像块的比特数误差为图像块的实际比特数与对应目标比特数之间的差值； 量化模块，用于根据所述量化参数确定模块确定的量化参数对所述当前图像块进行量化。 本专利技术实施例提供了一种应用于码率变换技术中的图像码率控制装置，包括 可变长解码模块，用于将当前帧原始图像每个图像块的量化参数和原始比特数、以及当前帧原始图像的图像块总数量信息发送给所述码率控制模块； 码率控制模块，用于根据所述可变长解码模块提供的信息、要求输出码率、以及当前帧原始图像的原始输入码率确定当前图像块的目标比特数，所述目标比特数为所述当前图像块按要求输出码率输出时的比特数； 量化参数确定模块，用于在不增大所有已变换图像块的累计比特数误差的所有量化参数中，选择使当前图像块的实际比特数最接近所述目标比特数的量化参数，其中，每一个图像块的比特数误差为图像块的实际比特数与对应目标比特数之间的差值； 量化模块，用于根据所述量化参数确定模块确定的量化参数对所述当前图像块进行量化。 本专利技术实施例提供了一种应用于图像编码技术中的图像码率控制装置，包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像码率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：确定当前图像块的目标比特数，所述目标比特数为所述当前图像块按要求输出码率输出时的比特数；在不增大所有已变换图像块的累计比特数误差的所有量化参数中，选择使当前图像块的实际比特数最接近所述目标比特数的量化参数，其中，每一个图像块的比特数误差为图像块的实际比特数与对应目标比特数之间的差值；根据确定的所述量化参数对当前图像块进行量化。

【技术特征摘要】
1.一种图像码率控制方法，其特征在于，包括以下步骤确定当前图像块的目标比特数，所述目标比特数为所述当前图像块按要求输出码率输出时的比特数；在不增大所有已变换图像块的累计比特数误差的所有量化参数中，选择使当前图像块的实际比特数最接近所述目标比特数的量化参数，其中，每一个图像块的比特数误差为图像块的实际比特数与对应目标比特数之间的差值；根据确定的所述量化参数对当前图像块进行量化。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图像块或者为宏块、或者为条带、或者为一帧图像。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据如下公式确定所述当前图像块的目标比特数其中，所述mb_bits为所述当前图像块的目标比特数，所述xj为所述当前图像块的复杂度，所述frame_bits为当前帧原始图像的目标比特数，所述X为当前帧原始图像的图像复杂度，所述mb_no为所述当前帧原始图像的图像块总数量。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据如下公式确定所述当前图像块的目标比特数其中，所述mb_bits为所述当前图像块的目标比特数，所述B为每单位时间要求输出比特数，其数值等于所述要求输出码率，所述p为预先设定的当前帧原始图像比例值，所述比例值为当前帧原始图像的目标比特数占每单位时间要求输出比特数的比例值，所述mb_no为所述当前帧原始图像的图像块总数量。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在不增大所有已变换图像块的累计比特数误差的所有量化参数中，选择使当前图像块的实际比特数最接近所述目标比特数的量化参数，进一步包括以下步骤当所有量化参数中存在对应比特数误差等于0的量化参数，则选择该量化参数，或者选择与该量化参数相邻的、对应比特数误差的正负号与所述累计比特数误差的正负号相反的量化参数；否则当所有量化参数中存在相邻的两个对应比特数误差分别大于0和小于0的量化参数，则选择能减小所述所有已变换图像块的累计比特数误差的量化参数。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，当所有量化参数中存在相邻的两个对应比特数误差分别大于0和小于0的量化参数时，所述能减小所有已变换图像块的累计比特数误差的量化参数的选择方法为如果所述所有已变换图像块的累计比特数误差不等于零，在所述相邻的两个量化参数中选择对应比特数误差的正负号与所述累计比特数误差的正负号相反的量化参数；如果所述所有已变换图像块的累计比特数误差等于零，在所述相邻的两个量化参数中选择对应比特数误差的绝对值较小的量化参数。7.一种图像码率控制装置，其特征在于，包括码率控制模块，用于确定当前图像块的目标比特数，所述目标比特数为所述当前图像块按要求输出码率输出时的比特数；量化参数确定模块，用于在不增大所有已变换图像块的累计比特数误差的所有量化参数中，选择使当前图像块的实际比特数最接近所述目标比特数的量化参数，其中，每一个图像块的比特数误差为图像块的实际比特数与对应目标比特数之间的差值；量化模块，用于根据所述量化参数确定模块确定的量化参数对所述当前图像块进行量化。8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述图像块或者为宏块、或者为条带、或者为一帧图像。9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述码率控制模块确定当前图像块的目标比特数时，根据如下公式确定所述当前图像块的目标比特数其中，所述mb_bits为所述当前图像块的目标比特数，所述xj为所述当前图像块的复杂度，所述frame_bits为当前帧原始图像的目标比特数，所述X为当前帧原始图像的图像复杂度，所述mb_no为所述当前帧原始图像的图像块总数量。10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述码率控制模块确定当前图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈方耀，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]