[发明专利]一种适用于实时视频传输的H.264帧级码率控制方法

权利要求书

1.一种适用于实时视频传输的H.264帧级码率控制方法，其特征在于，包括：

步骤1：基于视频的运动速度计算当前的目标帧率；

所述基于视频的运动速度计算当前的目标帧率的方法为：

步骤1.1：预先设定视频的最小帧率fps_min和最大帧率fps_max、最大运动速度v_max；采集视频帧，基于某个预先设定好的量化参数对视频进行预先编码，获得宏块的平均运动向量(mvx,mvy)；

步骤1.2：根据所述平均运动向量计算宏块的平均运动距离：

步骤1.3：根据当前帧和上一帧的时间差t，计算宏块的平均运动速度v＝dis/t和归一化的运动速度v_n＝v/v_max；

步骤1.4：根据公式来计算当前的目标帧率fps_t，其中p为幂指数；

步骤2：根据所述目标帧率确定适用于全局运动视频的编码量化参数；或者根据所述目标帧率确定适用于局部运动视频的编码量化参数；

所述根据所述目标帧率确定适用于全局运动视频的编码量化参数的具体步骤为：

步骤2.1-1：基于所述目标帧率fps_t，根据网络调速器的调速周期interval_pace和一个调速周期发送字节数bytes_pace预测下一帧编码后的目标尺寸size_t，预测公式为size_t＝1000×bytes_pace÷fps_t÷interval_pace；

步骤2.1-2：基于上一帧编码的实际量化参数qp_last来对当前帧进行预编码，获得预编码后的绝对变换差和satd_pre以及预编码后的帧大小size_pre；

步骤2.1-3：判断预编码后的帧大小size_pre和目标编码帧大小size_t的关系，如果预编码后的帧大小大于目标编码帧大小，则转向步骤2.1-4，否则，转向步骤2.1-5；

步骤2.1-4：根据公式size＝α_qp×satd÷qpstep来预测量化参数qp分别为qp_last+1，qp_last+2，…，qp_last+Δ_qp时对当前帧进行编码后的编码帧大小，得到size_last+1，size_last+2，…，size_last+Δqp，其中qpstep＝2.0^(qp-4)÷6.0，α_qp是相应的量化参数对应的系数，Δ_qp为预先确定的量化参数变化范围；并计算预编码后的帧大小和目标编码帧大小之差的绝对值Δ_s0＝|size_pre-size_t|，Δ_s1＝|size_last+1-size_t|，…，Δ_sqp＝|size_last+Δqp-size_t|；取绝对差值最小者对应的量化参数qp_smin为对当前帧实际编码的量化参数；

步骤2.1-5：根据公式size＝α_qp×satd÷qpstep来预测量化参数qp分别为qp_last-1，qp_last-2，…，qp_last-Δ_qp时对当前帧进行编码后的编码帧大小，得到size_last-1，size_last-2，…，size_last-Δqp，并计算预编码后的帧大小和目标编码帧大小差的绝对值Δ_s0＝|size_pre-size_t|，Δ_s1＝|size_last-1-size_t|，…，Δ_sqp＝|size_last-Δqp-size_t|；取绝对差值最小者对应的量化参数qp_smin为对当前帧实际编码的量化参数；

所述根据所述目标帧率确定适用于局部运动视频的编码量化参数的具体步骤为：

步骤2.2-1：利用与上一帧编码同样的量化参数qp_pre来对当前帧进行预先编码，得到预编码后的帧大小size_pre；

步骤2.2-2:基于公式size_t＝1000×bytes_pace÷fps_t÷interval_pace来计算当前帧的目标编码大小size_t，interval_pace为网络调速器的调速周期，bytes_pace为一个调速周期发送字节数；

步骤2.2-3:如果预编码后的帧大小size_pre和目标编码大小size_t之间的关系满足|size_pre-size_t|≤0.08×size_t，则把预编码结果作为对当前帧实际编码的结果，否则转到步骤2.2-4；

步骤2.2-4:如果size_pre＞2×size_t，则量化参数取值为min(qp_pre+Δ_qp,qp_max)，Δ_qp为预先确定的量化参数变化范围，qp_max为对应用进行视频编码的最大量化参数，否则，转到步骤2.2-5；

步骤2.2-5：如果size_tsize_pre，则对当前帧的编码量化参数取值为max(qp_pre-1,qp_min)，否则量化参数取值为min(qp_pre+1,qp_max)，qp_min为对应用进行视频编码的最小量化参数；

步骤3：利用步骤2得到的编码量化参数来控制编码器进行编码。