[发明专利]帧内编码的码率控制方法

摘要

本发明公开一种精确的“帧内编码的码率控制方法”。涉及数字图像和视频编码技术领域。本发明将一帧图像划分为块组，然后利用块组内邻近象素点间梯度的绝对值之和描述块组的复杂度，并用编码数据量和复杂度之比的指数模型来确定块组的量化步长，从而实现块组级别的码率控制，达到精确控制码率的目的。

主权项

一种帧内编码的码率控制方法，其特征在于，将一帧图像划分为块组，然后利用块组内邻近象素点间梯度的绝对值之和描述块组的复杂度，并用编码数据量和复杂度之比的指数模型来确定块组的量化步长，从而实现块组级别的码率控制以达到精确控制码率；具体步骤包括：步骤1：开始当前视频帧或图像的编码；步骤2：读取视频流的一帧图像；步骤3：将编码图像或视频的当前编码帧划分的块进行分组，每一块组是由邻近的块构成的矩形，每一个块组内的块编码时采用相同的量化步长；步骤4：计算视频帧中所有块组的复杂度，求得SGF和所有SGm；SGm通过将公式1中的M和N分别设为当前视频帧的水平像素点个数和垂直像素点个数，然后由公式1计算求得；第m个块组的复杂度用SGm表示，为该块组相邻像素点间梯度的绝对值之和，由公式1求得M为当前视频帧的水平像素点个数；N为当前视频帧的垂直像素点个数；位于该块组内水平方向第i个位置，垂直方向第j个位置的像素点的取值记为Ii,j；SGF是图像级复杂度，等于当前图像或视频帧中所有块组复杂度SGm之和；步骤5:为当前编码的块组分配编码后的目标数据量Rtm，以比特数为单位；设当前编码块组为第m个块组，其目标数据量Rtm可由公式6求得；假设当前图像或视频帧的目标编码数据量为TF；步骤6:判断当前编码块组是否为第1个编码块组；如果是第1个编码块组则跳转到步骤10，反之到步骤7；步骤7：用公式3预测估计当前模型参数am，bm取固定值；假设图像一行有W个块组；步骤8：用公式2求得当前块组的量化步长Qm；用Rtm表示分配给第m个编码块组的数据量；Qm为第m个块组量化时采用的量化步长，am和bm为第m个块组的模型参数；步骤9：对当前块组帧内预测编码方法以量化步长Qm对块组进行编码压缩；然后至步骤15；步骤10：对模型参数进行固定值初始化，a1取某个固定值，b1取另一固定值；步骤11：用公式2求得第一个块组的量化步长Q1；步骤12：对第一个块组相应帧内预测编码方法以量化步长Q1对块组进行编码压缩；步骤13：用公式4计算当第一个块组编码后的实际数据量和预先分配的数据量之相对差值Δr，然后判断Δr是否超出预先设定的阈值Th；如果Δr大于Th则跳转至步骤14，反之至步骤15；步骤14：对第一个块组的模型参数a1按照公式5进行修正，并跳转至步骤8重新确定量化步长；步骤15：判断当前已编码块组是否为视频帧内的最后一个块组，如果是则跳转至步骤17，反之至步骤16；步骤16：利用当前已编码后的块组的实际编码数据量Rrm求得当前块组实际编码数据量和复杂度之比γm，即并用Rrm替换公式2中的Rtm后用公式2求得实际am用于后续块组模型参数的预测估计；然后跳转至步骤5开始对下一个块组进行编码；步骤17：转至下一视频帧的编码。