[发明专利]仅帧内视频序列编码的比特率控制方法与装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年6月11日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第 10-2007-0056761号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

符合本发明的方法与装置涉及控制比特率，更具体地，涉及对于通过仅 使用帧内画面的视频序列编码的比特率控制。

背景技术

在联合视频组(JVT)正在进行标准化的H.264高4∶4∶4简档(high 4∶4∶4 profile)中，单独定义了高4∶4∶4仅帧内简档(high 4∶4∶4intra-only profile)，由此规定了编码具有帧内画面的视频序列中所有画面的方法。仅 帧内编码可以用于以下应用领域，该领域要求对于或高于高清(HD)水平的 高解晰度高品质图像，例如医疗应用、图像编辑系统、以及特定摄像机。要 求低延迟与低等待时间的实时视频传送系统也是仅帧内编码的应用领域之 一。

在实时视频传送系统中，比特率控制(速率控制)非常重要。因为实时 视频传送系统要求低延迟与低等待时间，所以生成具有固定速度的比特流是 必须的，并且难于应用要求至少延迟一帧的帧间编码。因为通过仅调整视频 序列的编码参数不能满足固定比特率条件，所以应该准备临时存储比特流以 生成固定比特率的缓冲器，从而可以调整比特率。为了满足低等待时间条件， 应该限制用来存储比特流的缓冲器的大小。相应地，可能发生缓冲器下溢与 上溢的概率会增加。

根据相关技术比特率控制方法，如果发生上溢，则增加量化参数，或者 跳过宏块或者帧单元，由此调整比特率。如果发生下溢，则减少量化参数， 或者在缓冲器控制单元中插入空分组，由此调整比特率。相应地，如果发生 上溢，则图像品质下降，并且如果发生下溢，则浪费信道容量。具体地，在 仅帧内编码中，不可能跳过宏块或者帧单元，并且可以通过仅调整量化参数 来解决上溢。

大部分相关技术固定比特率控制方法的执行都假定视频序列由帧内画面 与帧间画面形成。

根据相关技术固定比特率控制方法，如果以序列单位设置目标比特率， 则为每个画面组(GOP)单位分配目标比特量。此处，GOP指由一个帧内画面 (I画面)以及多个帧间(预测P)画面或者B(双向预测)画面形成的画面 集合。

图1为显示相关技术GOP 10的例子的图示。参照图1，GOP 10包括一个 I画面I0，两个P画面P3与P6，以及六个B画面B1、B2、B3、B4、B5、B7、 与B8。通过考虑画面的类型以及画面的复杂度，将分配给GOP单元的预定量 的比特分布给GOP 10内的各个画面。通过考虑分配给I画面I0、两个P画 面P3与P6、以及六个B画面B1、B2、B3、B4、B5、B7、与B8每个画面的目 标比特量、实际发生的比特量、以及缓冲器充实度，确定每个宏块单元的最 终量化参数，由此进行比特率控制。

但是，因为相关技术固定比特率控制方法假设在GOP中存在P画面、B 画面、以及I画面，所以难于对仅帧内编码应用相关技术固定比特率控制方 法。另外，相关技术固定比特率控制方法难于生成对每个宏块单元都具有固 定比特率的比特率，并且因此很可能会发生下溢或上溢。

发明内容

本发明提供了一种比特率控制方法与装置，通过该方法与装置，当仅使 用帧内画面编码视频序列时，生成具有固定比特率的比特流，由此防止比特 率缓冲器的下溢与上溢。

根据本发明的一方面，提供了一种当编码仅由帧内画面形成的视频序列 时控制比特率的方法，该方法包括以下步骤：将帧内画面划分为预定画面组， 并且确定每个画面组的目标比特量；将在每个画面组中包含的帧内画面划分 为切片，并且根据切片所属的画面组的目标比特量，确定每个切片的目标比 特量；根据切片的目标比特量，确定在切片中包含的宏块的目标比特量；以 及通过考虑宏块的所确定的目标比特量、至前一宏块的所生成的比特量、以 及缓冲器充实度，计算要编码的当前宏块的量化参数。

所述将帧内画面划分为预定画面组可以包括：如果帧内画面为其中每一 个帧内画面包括多个颜色分量的图像的公共模式帧内画面，则划分该帧内画 面，使得每一个画面组可以都包括相同数目的帧内画面。

所述将帧内画面划分为预定画面组还可以包括：如果帧内画面为其中每 一个帧内画面包括多个颜色分量的图像的公共模式帧内画面，则参照其中场 景改变的帧内画面来划分帧内画面。