[发明专利]一种图像码率控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及数字图像处理技术领域，特别涉及数字图像码率控制技术。

背景技术

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。