[发明专利]基于ρ域的视频编码码率控制方法

说明书

技术领域

本发明属于多媒体通信技术领域，特别涉及一种低复杂度的基于ρ域的视频编码码率控制方法。

背景技术

在视频通信中，承载数据流的网络带宽都是时变、有限的，研究人员要考虑的因素不仅仅是纯粹的压缩效率，还要考虑信道带宽和信源速率的匹配关系，即对视频编码进行码率控制，以充分利用信道。对于现有的基于块的混合视频编码方案，如MPEG-4，已有的码率控制方法通常是从帧类型(I帧、P帧和B帧)、图像组(GOP)结构(IPP、IBP、IBBP等)、缓存限制、比特率模型、计算复杂度等角度入手，通过动态调整量化参数(QP)等编码器参数，逼近帧级或宏块级的期望比特数。但是，最新制定的视频编码标准H.264引入了很多新特性。一方面，包括帧内、帧间、跳过(SKIP)在内的21种预测模式，使针对以往的视频编码标准的码率控制算法精度大大下降，甚至失效。另一方面，率失真优化(RDO)使原本与运动向量无关的量化参数也与之产生了耦合，全局码率控制变得更加困难。更重要的是，在H.264中，QP作为RDO过程的输入，之后又要根据RDO的输出反过来估计最优的QP，这种全耦合的迭代优化的计算开销是实时编码中不可忍受的。

Z.He等人发表在国际电气电子工程师协会杂志《针对视频技术的电路与系统》(IEEETrans.on Circuits and Systems for Video Technology)上的文章《变换编码中一个统一的率失真分析框架》(A unified rate-distortion analysis framework for transform coding)中指出：在视频编码中，每一个量化参数QP都对应一个固定的量化步长q，而量化步长q和零系数比例ρ之间又存在粗略的一一映射关系。那么，对于变换编码后的残差系数(I帧为帧内预测残差，P和B帧为运动补偿残差)，可以由统计变换系数的分布而获得这个零系数比例ρ与自变量q的映射关系，即：

ρ(q)=1L∫-2q+2qD0(x)dx+1L∫-2.5q+2.5qD1(x)dx]]>