【技术实现步骤摘要】
一种恒定视频质量的码率控制方法及装置
[0001]本专利技术涉及一种视频编码技术,特别是涉及一种恒定视频质量的、自适应可变码率的码率控制方法。
技术介绍
[0002]视频编码是通过压缩视频图像中的冗余成分,并使用尽可能少的数据来表征视频信息的技术。常见的视频编码标准有HEVC(High Efficiency Video Coding,高效率视频编码,又称H.265)、AVC(Advanced Video Coding,高级视频编码,又称H.264)等。
[0003]视频编码技术以图像块作为最基本的编码单元。例如在HEVC中,视频编码的基本单元是CU(Coding Unit,编码单元)。CU可以是64像素
×
64像素、32像素
×
32像素、16像素
×
16像素、8像素
×
8像素尺寸的图像块。其中64像素
×
64像素尺寸的图像块又称为LCU(Largest Coding Unit,最大编码单元)。
[0004]为了尽可能提高视频压缩率,常见的视频编码算法往往采用有损压缩算法,造成编码重建后的视频与原始视频存在差别(产生失真)。HEVC和AVC都属于有损压缩算法。有损压缩算法的编码性能由编码比特率(Rate)和编码引入的失真(Distortion)来共同衡量。在视频编码过程中,编码比特率R和编码失真D是相互制约、相互矛盾的,降低编码比特率R往往会增加编码失真D,减少编码失真D往往会增加编码比特率R。率失真优化(Rate ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种恒定视频质量的码率控制方法,其特征是,包括如下步骤;步骤S1:在前一个视频帧编码完成时,使用其对应的原始视频帧和重建视频帧,计算出其峰值信噪比PSNR;步骤S2:判断前一个已编码视频帧的PSNR是否位于用户预设的PSNR下限阈值PSNR
min
到PSNR上限阈值PSNR
max
的PSNR阈值范围内;如果否,进入步骤S3;如果是,进入步骤S4;步骤S3:根据视频编码器的编码失真和编码比特率之间的关系模型即R
‑
D模型,利用前后视频帧时域上的相似性,用前一个已编码视频帧的参数代替待编码视频帧的相应参数,预测出能使待编码视频帧的PSNR回归用户预设的PSNR阈值范围内的待编码视频帧的目标编码比特数;后续进入步骤S5;步骤S4:根据用户预设的视频序列的目标码率和码率调整平滑步长,计算出能使视频序列的编码码率维持在用户预设的目标码率的待编码视频帧的目标编码比特数;后续进入步骤S5;步骤S5:根据待编码视频帧的目标编码比特数,对待编码视频帧进行目标比特控制运算,得到待编码视频帧的拉格朗日乘子和量化参数。2.根据权利要求1所述的恒定视频质量的码率控制方法,其特征是,所述步骤S1中,已编码视频帧的PSNR的计算公式为:其中,bits是已编码视频帧内部的像素点的比特位宽,MSE是已编码视频帧的均方误差;其中,M是视频帧的宽度,N是视频帧的高度,S
i,j
是已编码视频帧对应的原始视频帧内部的坐标为(i,j)的像素的亮度值,R
i,j
是已编码视频帧对应的重建视频帧内部的坐标为(i,j)的像素的亮度值。3.根据权利要求1所述的恒定视频质量的码率控制方法,其特征是,所述步骤S3中,如果前一个视频帧的PSNR低于用户预设的PSNR下限阈值PSNR
min
,则使用PSNR
min
作为待编码视频帧的目标PSNR;如果前一个视频帧的PSNR高于用户预设的PSNR上限阈值PSNR
max
,则使用PSNR
max
作为待编码视频帧的目标PSNR。4.根据权利要求3所述的恒定视频质量的码率控制方法,其特征是,所述步骤S3中,视频编码器中的每一种编码模式都有其对应的编码失真D和编码比特率R,通过对这些编码失真D和编码比特率R进行曲线拟合,得到视频编码器的R
‑
D模型:D=f(R);其中,函数f()表示编码失真D和编码比特率R之间的关系。5.根据权利要求4所述的恒定视频质量的码率控制方法,其特征是,所述步骤S3中,HEVC视频编码器的R
‑
D模型为:D=c
×
R
‑
k
;其中,c和k是和视频帧内容相关的模型参数,随着视频序列的编码而不断更新;编码失真D使用MSE来进行表征。6.根据权利要求5所述的恒定视频质量的码率控制方法,其特征是,所述步骤S3中,前一个已编码视频帧为第n
‑
1帧,用D
n
‑1表示其编码失真,R
n
‑1表示其实际编码比特数,c
n
‑1和k
n
‑1分别为其对应的c参数和k参数,则有:当前待编码视频帧为第n帧,用D
n
表示其编码失真,R
n
表示其目标编码比特数,c
n
和k
n
分别为其对应的c参数和k参数,则有:用c
n
‑1近似代替c
n
,用k
n
‑1近似代替k
n
,进而有:
...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘鹏飞,
申请(专利权)人:翱捷科技股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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