[发明专利]two pass固定QP码率控制方法

说明书

本发明公开了一种two pass固定QP码率控制方法，包括以下步骤：设置目标总比特数TB，开始two pass的第1次编码，获取码流，编码结束后，统计视频总帧数N、每帧的帧型、每帧的QP、每帧的纹理比特数、每帧的运动矢量比特数，将各帧的帧型分别标记为FT(1)，FT(2)，......，FT(N)，将各帧的QP分别标记为qp(1)，qp(2)，......，qp(N)，将各帧的纹理比特数分别标记为tex_bits(1)，tex_bits(2)，......，tex_bits(N)，将各帧的运动矢量比特数分别标记为mv_bits(1)，mv_bits(2)，......，mv_bits(N)；开始two pass的第2次编码，根据目标总比特数TB和第1次编码收集的信息，计算各帧的实际QP值，并对各帧进行编码从而获取最终码流。

技术领域

本发明属于视频编码技术领域，具体涉及一种two pass固定QP码率控制方法。

背景技术

视频技术已经广泛地应用于移动终端、网络直播、家庭影院和远程监控等领域，视频分辨率也逐步从标清(Standard Definition，SD)向高清(High Definition，HD)、超高清(Ultra High-Definition，UHD)进行转变，当前国际常用的视频编解码标准有H.264、H.265/HEVC以及国内的AVS、AVS+、AVS2等。

视频图像数据有极强的相关性，一帧图像内部有很多邻近像素的数据是相似或相同的，邻近帧之间的数据也存在很多相似或重复，编码压缩就是将数据中的这些冗余信息去掉。为了提升编码压缩效率，编码器给每帧设置了不同的帧型，通常包含I帧、P帧、B帧，其中I帧采用帧内编码，P帧采用前向参考的帧间编码，B帧为双向参考的帧间编码。

码率控制属于视频编码的一个重要环节，参见图1，它通过获取视频信源特性(如运动剧烈程度、图像纹理复杂度等)和可用网络带宽来计算视频中每一帧图像和该图像中的各个区域应该分配的比特数，并利用RQ模型计算QP(Quantitative parameters,量化参数)，并进行编码，使输出的码流符合信道的传输，同时使输出的视频质量尽可能好。其中RQ模型计算量化参数的方式为：

其中Bits为当前帧可用的比特数；SATD为当前帧的残差变换绝对值之和，用来衡量当前帧的复杂度；a、b、c为模型参数；如果某帧的可用比特数越大，其QP值则越小，量化失真便越小，该帧的编码质量就越好。

通常视频编码方法只会编1次，但是由于视频每帧的复杂度都不一样，各帧需要的比特数不一样，编码失真程度也不一样。为了提升视频质量，参见图2，two pass码率控制方法被应用到离线视频编码中，该方法编码2次，第1次编码将视频所有的帧编码一次，并统计出各帧的复杂度、SATD，QP和比特数，基于第1次编码的各帧信息，对于复杂度大的帧分配越多的码率，对于复杂度小的帧则分配较少的码率，并计算出各帧QP，再进行第2次编码。现有two pass码率控制方法为了使实际码率和目标带宽尽量匹配，采用动态比特率(VariableBit Rate，VBR)或者平均比特率(Average Bitrate，ABR)的方式来计算各帧QP，但是VBR和ABR并不能使整体质量最优化，因为VBR和ABR的码率波动受限，某些复杂场景采用了较大的QP值，导致输出视频质量不佳。

发明内容

鉴于以上存在的问题，本发明提供一种two pass固定QP码率控制方法，使实际码率接近于目标码率，也能够使各帧之间质量较为平稳，不会出现质量极差帧。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

本发明实施例提供一种two pass固定QP码率控制方法，包括以下步骤：