[发明专利]一种对B帧进行码率控制的方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频编码技术领域，具体来讲，涉及视频图像组中，对B帧进行码率控制的方法。

背景技术

视频源由视频图像序列构成，视频序列被划分为不同的GOP，即视频图像组。在视频图像组里，可以由三种不同的视频图像帧构成，分别为I帧、P帧和B帧。I帧为帧内预测帧，其视频图像通过本帧内的图像信息进行压缩编码，这种模式的编码效率往往不高。P帧为帧间预测帧，其采用了帧间运动补偿技术，即通过前面已编码帧的信息来预测当前帧。B帧为双向帧间预测帧，它可以利用前面已编码帧或者后续帧，或者同时使用前面和后续重建帧的信息来进行帧间预测，这种编码方法，需用先对B帧两边的P帧进行编码，然后才能编码B帧，这意味着，对P帧和B帧的编码顺序和显示顺序是不同的。P帧和B帧相比I帧，只需要很少的编码比特来存储图像信息，这些信息主要是帧间预测的残差。B帧和P帧相比，用相同QP，即量化参数对P帧和B帧进行编码，B帧往往可以获得更好的视频质量和较少的编码比特。

码率控制的最终目的是为了在有限的缓存容量和信道带宽下传输高质量的视频序列。对一些实时的视频通信服务，如：视频会议、视频手机，这些环境下的资源常常很有限，这就要求高精度的码率控制方案。

一个GOP，往往是按照根据I帧位子来划分的，即将两个I帧之间的P帧和B帧划分到一个GOP里。在H.264标准中，主要采用了LIZHENGGUO提出的JVT-G012码率控制方法。一个GOP中，第一个I帧和第一个P帧的QP大小等于上一个GOP中编码P帧平均QP值；后续P帧QP值利用线形预测来计算当前帧的MAD值，然后再使用R-D二次模型来计算出QP值；对于B帧，它的QP值是根据相邻两个P帧的QP值大小来设定，由于B帧的编码顺序和显示顺序的不同，使得对B帧显示的质量的控制与编码时对缓冲区内数据容量的控制具有更大的难度，此外B帧的编码比特和失真曲线，即RD曲线与P帧的RD曲线偏离较大。通常在相同的QP下，用B帧进行编码，其编码比特比P帧的编码比特低，而B帧的峰值信噪比PSNR却高于P帧的视频质量，这样对B码率控制带来很大的难度。在JVT-G012码率控制方法中，B帧的QP值是根据B帧两边已编码P帧的QP的平均值，当两个P帧间的B帧数目较大时，此时在编码端B帧的码率控制方法很难同时满足缓冲区的约束和视频质量平缓的要求，尤其是在视频变化激烈时，由于其码率控制的实时控制能力较弱，常常出现缓存容量的上溢或下溢和视频质量的大幅度波动。

发明内容

本发明的目的在于克服现有码率控制方法的不足，提供一种解码端视频质量平缓、编码端缓冲区数据容量平缓的对B帧码率进行控制的方法。

为达到上述发明目的，本发明的对B帧码率进行控制的方法，包括以下步骤：

(1)、在视频编码过程中，在对视频图像组中B帧进行编码时，首先设定一个量化参数阈值TQP，并计算用于该B帧编码的I帧与P帧或者连续两个P帧的量化参数之差DQP；

(2)、然后比较量化参数之差DQP的绝对值与设定的量化参数阈值TQP的大小，若小于量化参数阈值TQP，则采用保证视频质量平缓的QP计算方法计算该B帧的量化参数BQP；若大于量化参数阈值TQP，则采用保证缓冲区数据容量平缓的QP计算方法计算该B帧的量化参数BQP；

(3)、最后，根据步骤(2)计算得到的量化参数BQP对该B帧进行编码。

在本发明中，保证视频质量平缓的QP计算方法可以使B帧的QP值在解码端与两边的I帧、P帧或两边的P帧QP实现平缓的过度，从而保证了视频质量的平缓；而保证缓冲区数据容量平缓的QP计算方法可以使得B帧的QP值在编码器端根据I帧与P帧或帧连续两个P帧的QP变化趋势而变化，从而实现较好的缓冲区数据容量的平缓。

因此，本发明将这两个算法结合起来，在P帧QP变化平缓，即量化参数之差DQP的绝对值小于设定的量化参数阈值TQP时，采用保证视频质量平缓的QP计算方法，而在P帧QP变化激烈时，即量化参数之差DQP的绝对值大于设定的量化参数阈值TQP时，采用保证缓冲区数据容量平缓的QP计算方法，使得在解码端视频质量的平缓和编码端缓冲区数据容量的平缓之间实现了较好的折中。

附图说明

图1是现有技术的视频编码系统框图；

图2是图1所示视频编码系统的码率控制流程图；

图3是视频图像帧在解码端的显示顺序示意图；

图4是视频图像帧在编码端的编码顺序示意图；

图5是本发明对B帧码率进行控制的一种具体实施方式流程图。

具体实施方式