[发明专利]视频编码应用的多过程码率控制

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年1月6日提交的美国专利临时申请No.61/292,700的优先权，通过引用将其内容整体包括于此。

技术领域

本公开涉及视频编码。更具体地说，本公开涉及视频编码应用的多过程码率控制系统和方法。

背景技术

码率控制是实现现代视频编码器中的关键功能的要件。它确保生成的压缩比特流(a)达到比特率目标，(b)满足最大平均比特率约束，和(c)满足假想参考解码器(缓冲延迟)约束及其它要求。一个可选但是非常合意的目的是优化压缩视频比特流的视频质量。

满足约束(a)可确保压缩视频比特流适合于通信管道或者存储空间。例如，对视频传输来说，无线网络可能只允许最高达到768kbps。这与比如说蓝光光盘相反，蓝光光盘可允许高达40Mbps的视频带宽(对传统的2D应用来说)和60Mbps的带宽(对采用基于H.264/MPEG-4AVC视频编码标准[参见在此整体引为参考的参考文献1]及其扩展，即，MPEG-4AVC的多视点视频编码(MVC)扩展的编解码器的3D应用来说)。另外，对归档应用或者带宽极高的应用(比如从硬盘驱动器读取)来说，可能只规定最终比特流文件的总大小。

约束(b)源于每秒只能保存和解码一定数目的比特的重放设备的限制。在编码处理期间，可能发生其中整个压缩比特流达到比特率目标，但是平均比特率局部(例如，持续若干秒)超过比特率目标的情形。由于难以编码通常需要的更多的比特来确保一致性或者更好的视频质量，因而这种情况经常发生。不过，这些比特流“尖峰”(只要它们足够大)会对资源受限的解码器造成问题。影响解码器的问题包括内部缓冲器的溢出，或者不能及时解码比特流以便按照正确的顺序和以恰当的定时显示各帧。

最后，约束(c)与约束(b)密切相关，可被看作比特流必须满足的一组更严格的要求。简而言之，压缩的比特流必须被编码成以使得如果以目标比特率传送，则它决不会导致解码器缓冲器上溢或下溢，结果，在重放期间，解码的视频决不会延迟或停止。

码率控制还被赋予在以上的比特率和缓冲约束的条件下，确保可能的最好视频质量的任务。

附图说明

图1表示准备和进行按照本公开的一个或多个中间编码过程的算法的流程图。

图2表示按照本公开的低复杂性多过程码率控制方法的示意图。

具体实施方式

本公开的实施例针对的是高效、低复杂性的多过程码率控制技术和方法。

按照第一实施例，提供一种在多个编码过程中编码视频信息，以控制视频信息的码率的方法，所述方法包括：提供视频信息的初始统计信息；通过一个或多个不对称编码过程，对视频信息进行一次或多次中间编码，以提供校正由初始统计信息引起的不精确性的更新统计信息；分析初始统计信息和更新统计信息；根据更新统计信息，进一步编码视频信息。

按照第二实施例，提供一种视频信息编码系统，包括：一个或多个第一类型编码器；适合于以比一个或多个第一类型编码器高的复杂性，编码视频信息的第二类型编码器；和码率控制分析模块，所述码率控制分析模块从一个或多个第一类型编码器接收关于编码视频信息的统计信息，并把更新的统计信息发送给第二类型编码器。

在本申请的说明书、附图和权利要求书中提供了本公开的更多实施例。

在本公开中，将可互换地引用“帧”和“图片”。在本公开中定义的图片可包括一帧或多帧，配对场(交错编码)，或者未配对的顶场或底场。

可在单一编码过程中对视频序列编码。这里，编码过程被定义为对输入进行的、产生压缩输出的一系列的一个或多个编码步骤。在单一编码过程中对视频序列编码可归因于计算或时间约束，或者归因于内容的性质：内容是流式实况播送的，从捕捉到传送给消费者的固定延迟只允许少许超前于未来。如果这些约束被放松，那么可能希望进行不止一次编码过程以压缩视频序列。在这种情况下，码率控制受益于从先前的编码过程得到的信息。

源于先前的编码过程的信息例如可包括复杂性的度量，比如关于特定的帧类型和量化参数(QP)生成的报头比特和纹理比特的数目，局部水平或帧水平的运动补偿失真(帧间)和帧内预测失真，或者图像序列中的各帧的时间相关性等等，并且能够提高比特率精度和帮助满足比特率和缓冲约束。报头比特包括用于编码运动信息、编码模式、块类型、参数集，以及对解码处理来说并非必不可少的信息，比如视频可用性描述符的比特。纹理比特包括用于对帧间或帧内预测残差的变换系数编码的比特。通常，后者的比特数构成编码比特流的主体，尤其是对高比特率来说。