[发明专利]视频码率控制系统及其方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及视频监控领域，特别是关于视频传输时视频编码压缩中码率控制系统及其方法。

【背景技术】

在视频传输过程中，视频传输时是将视频图像分解成一帧一帧的画面，为减少数据的传输量通常需要对视频数据进行压缩编码，视频编码与视频图像每一帧的内容有关，由于每一帧画面的内容会有不同，所以压缩过的帧的数据量会有变化，这样单位时间内的数据量(即视频传输的码率)就会有波动。在实际应用中，尤其是视频流传输时，需要恒定的码率，所以需要对视频传输的码率进行控制。

现有的视频压缩中码率控制的方法主要是根据当前帧的码率预测下帧的码率，即目标码率，并根据需要调整下一帧的目标码率。码率控制的原理是建立码率与量化步长的数学模型，在确定目标码率之后，通过该数学模型计算出量化步长，对量化步长进行调整从而实现对目标码率的控制。

在固定摄像装置的监控系统中由于背景固定所以码率主要有运动的前景区域来产生。而前景多不是刚性物体，其运动量的越大使得编码中(运动估计)预测的结果越不准确，需要编码的残差越多，从而码率会越大。码率越大则表示单位时间传输的数据量也越大，不利于节省带宽。

因此，如何对图像编码的码率进行快速准确的估计，从而实现准确的码率控制是一个需要解决的问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种能够快速准确的对图像编码的码率进行估计，从而实现准确码率控制的方法。

本发明的另一目的在于提供一种能够快速准确的对图像编码的码率进行估计，从而实现准确码率控制的控制系统。

为达成前述目的，本发明一种视频码率控制的方法：其包括：

对图像中的运动目标进行检测和跟踪，获取运动目标的位置和运动矢量；

对图像进行边缘统计得到图像边缘信息；

根据运动矢量和图像边缘信息估算编码复杂度；

根据编码复杂度和目标码率计算量化步长；

通过调整量化步长来控制码率达到目标码率。

进一步地，所述对图像进行统计得到图像边缘信息包括：

利用边缘检测算子进行边缘检测；

对边缘图像进行二值化处理；

对二值化图像中边缘点进行统计得到图像边缘信息E。

进一步地，前述估计编码复杂度是利用数学模型C＝|MV(X，Y)|*E进行计算，其中MV(X，Y)为前述获取的运动目标的运动矢量，E为前述图像边缘信息。

进一步地，根据编码复杂度和目标码率计算量化步长，包括建立码率对编码复杂度和量化步长的模型Rate＝f(C，QP)，或者QP＝g(Rate，C)，其中QP为量化步长，Rate为码率。

为达成前述另一目的，本发明一种码率控制系统，其包括：

运动目标检测和跟踪单元，用于对图像中的运动目标进行检测，确定运动目标的位置以及运动矢量；

图像边缘统计单元，用于统计图像的边缘点输出图像边缘信息；

编码复杂度估计单元，根据运动目标检测和跟踪单元检测到的运动目标的运动矢量以及图像边缘统计单元获得的图像边缘信息利用数学模型计算出图像的编码复杂度；

量化步长计算单元，根据编码复杂度估计单元提供的图像编码复杂度及目标码率计算出量化步长的数值；

码率调整单元，用于根据量化步长计算单元计算的量化步长对码率进行调整控制。

进一步地，所述图像边缘统计单元利用边缘检测算子进行边缘检测然后对边缘图像进行二值化处理并对二值化图像中边缘点进行统计得到图像边缘信息E。

进一步地，所述编码复杂度估计单元是利用数学模型C＝|MV(X，Y)|*E对编码复杂度C进行计算，其中MV(X，Y)为前述获取的运动目标的运动矢量，E为前述图像边缘信息。

进一步地，所述量化步长计算单元包括码率对编码复杂度和量化步长的数学模型Rate＝f(C，QP)，或者QP＝g(Rate，C)，其中QP为量化步长，Rate为码率，所述量化步长计算单元根据编码复杂度和目标码率利用该数学模型计算量化步长。

本发明的码率控制系统及其方法，对图像中的运动目标进行检测和跟踪，获取运动目标的位置和运动矢量；然后对图像进行边缘统计得到图像边缘信息；之后根据运动矢量和图像边缘信息估计编码复杂度；再根据编码复杂度和目标码率计算量化步长；然后通过调整量化步长来控制码率达到目标码率。本发明的方法利用智能监控信息能够快速准确的对图像编码的码率进行估计，从而实现更准确的码率控制。

【附图说明】

图1是本发明码率控制方法的流程示意图。

图2是本发明码率控制方法中统计图像边缘信息的流程示意图。