[发明专利]一种基于PID控制理论的3D码率控制方法和存储设备

说明书

本发明涉及图像处理领域，特别涉及一种基于PID控制理论的3D码率控制方法和存储设备。所述一种基于PID控制理论的3D码率控制方法，包括步骤：通过增量式PID对目标缓冲区码率波动进行控制；根据所述控制结果并采用视点间相似度进行各视点间比特分配；根据所述控制结果并采用视点间相似度进行各视点内比特分配；所述控制结果包括：缓冲区变化。增量式PID的引入使得目标缓冲区的满溢度得到控制，均衡由于缓冲区波动带来的波动，而影响到用户的观看体验。并根据所述控制结果及视点间相似度来对各视点间和各视点内的比特分配。在几乎不增加计算复杂度的情况下，保证了图像质量的平稳过渡。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，特别涉及一种基于PID控制理论的3D码率控制方法和存储设备。

背景技术

3DTV/FTV系统结构由多视点视频采集、多视视频编码、网络传输、多视视频解码、视图合成和3D显示几部分组成。在3DTV/FTV系统中，不论多视采集部分和3D立体显示部分采用何种方法，其间的多视视频编码(MVC)和解码是共性的技术。目前，常见的视频都是二维或者不真实的三维场景。多视点视频(Multiview Video)是一种新型的具有真实三维立体感和视点交互功能的视频，用户裸眼就可以从多个角度选择和体检360度三维场景，已成为国内外学者研究新热点。

其中码率控制是视频编码过程中一个重要的部分。它控制编码参数以使产生的比特流符合应用需求，并在保持高的编码质量的同时使序列中前后帧图像之间的主观质量无明显的波动。编码之后产生的码流的码率波动非常大，需要在编码器的输出端增加缓冲器来平滑码率的波动，但是缓冲器仍然面临着上溢和下溢的可能，码率控制算法必须检查缓冲器的满溢程度来调节编码器输出码流的多少。码率控制还要考虑编码视频具有较高质量的同时保持恒定(平滑变化)的质量。首先视频序列的平均PSNR必须有所提高；其次序列中前后图像之间的主观质量不能有明显的波动。时间上解码图像的波动对观众的主观质量影响很大。最新的码率控制不仅需要考虑获得到较高的客观质量，还需要考虑人的主观视觉效果。故如何提出一种新的码率控制方法使得图像之间的主观质量无明显的波动成了亟需解决的问题。

发明内容

为此，需要提供一种基于PID控制理论的3D码率控制方法，用以解决编码中前后帧图像间波动大造成图像波动大的问题。具体技术方案如下：

一种基于PID控制理论的3D码率控制方法，包括步骤：

通过增量式PID对目标缓冲区码率波动进行控制；

根据所述控制结果并采用视点间相似度进行各视点间比特分配；

根据所述控制结果并采用视点间相似度进行各视点内比特分配；

所述控制结果包括：缓冲区变化。

进一步的，所述“通过增量式PID对目标缓冲区码率波动进行控制”前，还包括步骤：

采用视点间相似度进行各视点间比特分配和各视点内比特分配；

根据所述各视点内比特分配结果确定增量式PID控制的误差函数；

根据所述误差函数计算得误差增量；

根据所述误差增量计算得控制器的输出；

根据所述控制器的输出对目标缓冲区码率波动进行控制。

进一步的，所述“根据所述控制结果并采用视点间相似度进行各视点间比特分配”，还包括步骤：

设N_view表示多视点视频视点的个数，F_r表示帧率，u(i)表示信道的比特率，N_gop(i)表示编码GOP的长度，ΔT_Gop(i)表示编码完上一个视点剩余比特，M表示缓冲区剩余比特；