[发明专利]基于编码树单元失真优化的视频编码码率控制方法

权利要求书

1.一种基于编码树单元CTU失真优化的视频编码码率控制方法，包括：

在编码设备中，从帧的生成模块接收输入视频的多个帧；

在所述编码设备中，从所述接收的输入视频帧生成一个或多个CTU；

在CTU模组中，将输入视频的帧划分为一个或多个所述CTU；

通过R-D性能优化确定一个或多个CTU级别编码码率，包括使用归一化框架来描述CTU的感知失真D'(R)；

用对数模型来描述感知失真D'(R)和码率率R之间的关系；其中，D'(R)＝ln(c×R^-k),c和k表示反映视频内容的模型参数；

根据前一帧对应位置CTU的编码情况来获得当前编码帧CTU的模型参数k；以及

通过最小化前一帧对应位置的第j个CTU的失真D_real与当前帧的第j个CTU的估计失真D_comp之间的差值，来获得当前帧的第j个CTU的参数k_j的最优估计值；

其中，所述CTU的感知失真D'(R)与CTU的均方误差失真D(R)和归一化因子f的关系为：D'(R)＝D(R)/f²,R表示所述CTU级别编码码率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

将每个CTU分成l个子块，从离散余弦变换域中的结构相似度中索引得到所述归一化因子f；

其中，E()表示求取的期望值，U(j)和V(j)分别表示输入和重构信号的所述离散余弦变换的系数，U_i(j)和V_i(j)分别表示第i个子块中第j个离散余弦变换的系数，C_l是根据所述结构相似度指数的定义的常数，N_L表示子块的大小。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，N_L设置为16。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述R-D性能优化还包括：给定帧的可用码率，通过最小化感知码率失真代价函数J优化感知失真，然后通过CTU级别比特分配来实现CTU级别码率控制；

其中，λ表示拉格朗日因子，D'(R_i)表示第i个所述CTU的感知失真，N表示一帧中对应CTU的数量。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述R-D性能优化还包括：

将所述感知码率失真代价函数J转换为：其中，R_c表示输入视频当前帧总的码率；以及

通过公式以获得当前CTU的最优的码率，其中，是当前帧中第j个CTU的最优编码码率。

6.根据权利要求5的方法，其特征在于，所述R-D性能优化还包括：进一步调整所述最优编码码率以得到CTU级的目标码率；

其中，ω_a为调整项；

其中，所述调整项ω_a定义为：R_act,p和分别表示实际编码码率和目标码率。

7.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述失真D_real和估计失真D_comp之间的差值用平方误差函数e²来定义，其中，e²＝(D_real-D_comp)²，并且

当前帧的第j个CTU的参数k_j最优估计值k_new通过下式获得：

其中，δ_k是常数，k_old是前一帧对应位置CTU模型参数k值。

8.根据权利要求1的方法，其特征在于，常数δ_k设置为0.05。

9.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述失真D_real通过公式D'(R)＝D(R)/f²获得。

10.根据权利要求1的方法，其特征在于，当前帧的第j个CTU的估计失真D_comp是从先前已编码的帧对应位置第j个CTU的失真获得。