[发明专利]基于综合因子的H．264码率控制方法

权利要求书

1.基于综合因子的H.264码率控制方法，该方法具体包括以下步骤：

步骤A，根据综合因子来确定当前编码帧的目标比特数；

步骤B，计算量化参数并进行率失真优化。

2.根据权利要求1所述的基于综合因子的H.264码率控制方法，其中步骤

A包括：

A1、按照下式计算所有未编码帧的剩余比特数：

Tr(ni,j)=u(ni,1)Fr×Ngop-(Bs8-Bc(ni-1,Ngop))j=1Tr(ni,j-1)-A(ni,j-1)j=2,3...Ngop,]]>

其中，T_r(n_i，j)表示第i个GOP层编码至第j帧时剩余的总比特数，u(n_i，1)表示编码第一帧前的可用信道带宽，F_r为帧率，N_gop表示该GOP层中图像帧的个数，B_s为缓冲区的大小，表示第i-1个GOP层中最后一帧编码结束后缓冲区的实际占有率，A(n_i，j-1)是第i个GOP层第j-1帧实际产生的比特数；

A2、按照下式计算当前编码帧的综合因子：

CF_j＝μMAD_ratio(i,j)+ηC(i,j)+αL(i,j)，

其中CF_j表示综合因子；μ、η和α是小于1的加权系数；i为视频序列中GOP层的序号，取值范围为1到视频序列中GOP层数；j为第i个GOP层中编码帧的序号，取值范围为1到当前GOP层中包含的总帧数；MAD(i,j)＝a1×MAD(i,j-1)+a2，a1和a2为一元线性回归系数，其初始值分别为1和0，并在每个帧编码完成之后更新，MAD‾=1j-1Σn=1j-1MAD(i,n);]]>C(i,j)=Hj/Hj-1]]>表示图像灰度直方图的平均差值比率，h_j表示当前编码帧的灰度直方图，h_j-1表示前一重建帧的灰度直方图；L(i,j)是第i个GOP中j帧的位置；

通过上述方案来优化帧层目标比特的分配，上述加权系数μ、η和α的值分别取0.2、0.5和0.3。

A3、根据下式计算当前编码帧的目标比特数：

f(ni,j)=0.88×CFj×β×Tr(ni,j)Nr+(1-β)×{(u(ni,j)Fr)-γ×[Tbl(ni,j)-Bc(ni,j)]}0≤CFj≤1.15[0.25×(CFj-1.15)+1.15]×β×Tr(ni,j)Nr+(1-β)×{(u(ni,j)Fr)-γ×[Tbl(ni,j)-Bc(ni,j)]}1.15<CFj≤2.151.15×β×Tr(ni,j)Nr+(1-β)×{(u(ni,j)Fr)-γ×[Tbl(ni,j)-Bc(ni,j)]}CFj>2.15]]>

其中f(n_i，j)表示第i个GOP中第j帧的目标比特数；T_r(n_i，j)是第i个GOP中未编码帧的剩余比特数；CF_j表示综合因子；F_r表示帧率；N_r表示当前GOP层未编码帧数；u(n_i，j)表示信道可利用的带宽；Tbl(n_i，j)表示目标缓冲级别；B_c(n_i,j)表示缓冲区占用度；β、γ是加权系数，当有B帧时β为0.9，γ为0.25，否则β为0.5，γ为0.5。

3.根据权利要求1或2所述的基于综合因子的H.264码率控制方法，其中步骤B包括：

B1、根据下式计算调整前当前编码帧的量化参数QP_i'(j)：

f(ni,j)=aMAD(i,j)QPi′(j)+bMAD(i,j)QPi′(j)2]]>

其中，a、b为模型参数，通过线性回归统计计算得到；f(n_i，j)表示当前编码帧的目标比特数，MAD(i,j)表示第i个GOP层中第j帧的图像亮度分量平均绝对误差；

B2、按照如下公式计算并动态调整当前编码帧的量化参数：

QPi(j)=Cj=1QPi′(j)j=2QPi′(j)+ΔQPi(j)j>2]]>

其中，C是预先设定的常数，取值范围为20到40之间；i为视频序列中GOP的序号；j为第i个GOP中帧的序号；ΔQP_i(j)为量化参数调整系数，其表达式为：

ΔQPi(j)=0σ<0.810.8≤σ≤1.021.0<σ<1.33σ≥1.3]]>

上式中的σ是量化参数调整因子，表示前一帧实际编码产生的比特数和当前编码帧的目标比特的比率；

B3、根据调整后当前编码帧的量化参数，用拉格朗日优化方法进行率失真优化。