[发明专利]一种视频编码比特资源重分配方法

说明书

本发明涉及一种视频编码比特资源重分配方法及系统，该方法包括：对编码器中当前帧进行第一次编码且不输出码流；记录所述第一次编码时的编码资源数据；所述编码资源数据包括消耗的比特数、采用的第一拉格朗日乘子、各编码树单元的失真和码率；恢复编码器中图像链表到所述当前帧之前的状态；根据所述编码资源数据计算各编码树单元的重分配的比特数；根据所述重分配的比特数确定所述当前帧各编码树单元的第二拉格朗日乘子和量化参数；采用各编码树单元的第二拉格朗日乘子和量化参数对所述当前帧进行第二次编码。本发明提高了编码器的压缩效率。

技术领域

本发明涉及视频编码技术领域，特别是涉及一种视频编码比特资源重分配方法及系统。

背景技术

数字视频的应用涵盖了电视广播、数字电影、远程教育、远程医疗、视频监控、视频会话和流媒体传输等各个领域，随着移动视频消费的大幅增加，视频数据占据了全球网络流量的绝大部分。各个行业产生的海量视频数据需要耗费巨额经费来实现存储和传输，因此，开发高效的视频压缩技术是降低视频相关行业运营成本最直接的方法。高效视频编码H.265/HEVC是继H.264/AVC之后的视频编码国际标准，标准规定了编码后比特流的句法结构和对应解码器，而对于编码器的结构和实现模式没有具体的要求。这种开放性使设计者可以根据实际应用的需求灵活地制定编码策略，在特定码率下实现最优的编码性能。

率失真理论是视频编码的理论基础，其给出了允许一定失真的情况下，信源能被压缩的最大限度。相应地，率失真优化是当前基于预测、变换、量化和熵编码等模块的混合视频编码框架中非常关键的技术，它贯穿着整个视频编码系统。在视频编码标准H.264、HEVC的测试模型中，率失真优化遍历一个基本编码单元所有的模式组合，并根据给定的量化参数(Quantization Parameter,QP)对残差变换系数进行量化和熵编码，然后基于拉格朗日乘子λ计算率失真代价，把具有最小率失真代价的模式作为当前的编码参数集合。因此，QP和λ是视频编码过程中非常关键的两个参数。

根据率失真理论，率失真函数给出了限定失真条件下的最大压缩性能，视频编码作为一种典型的有损压缩方式，其压缩性能受到率失真函数的限制。实事上，由于编码技术以及硬件条件有限，当前视频编码压缩性能远未达到率失真函数的理论值。另外，混合视频编码框架下，可选择的编码参数集有限。因此，实际视频编码可达到的最佳率失真点是离散的，这些最佳率失真点的外包络线称为最优可操作率失真曲线。相比于理论率失真曲线，可操作率失真曲线更能反映视频编码中的码率与失真关系。但是要获得确切的可操作率失真曲线是非常困难的，其涉及的多次编码要求极高的运算量和超长延时。一种可行的可操作率失真曲线描述方法是建立基于函数的率失真模型，通过大量实验统计发现幂函数模型可以较好地描述HEVC中不同层级编码单元的可操作率失真曲线。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种视频编码比特资源重分配方法及系统，提高了编码器的压缩效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种视频编码比特资源重分配方法，所述方法包括：

对编码器中当前帧进行第一次编码且不输出码流；

记录所述第一次编码时的编码资源数据；所述编码资源数据包括消耗的比特数、采用的第一拉格朗日乘子、各编码树单元的失真和码率；

恢复编码器中图像链表到所述当前帧之前的状态；

根据所述编码资源数据计算各编码树单元的重分配的比特数；

根据所述重分配的比特数确定所述当前帧各编码树单元的第二拉格朗日乘子和量化参数；

采用各编码树单元的第二拉格朗日乘子和量化参数对所述当前帧进行第二次编码。

可选地，所述恢复编码器中图像链表到所述当前帧之前的状态，具体包括：

恢复所述图像链表中的参考帧标识。