[发明专利]超高清低延时视频码率控制方法

摘要

本发明公开了超高清低延时视频编码系统及超高清低延时码率控制方法，该超高清低延时视频编码系统包括至少一个高清视频采集模块，用于采集超高清视频数据；至少一个超高清视频编码模块，与所述高清视频采集模块连接，用于接收超高清视频数据，将所述超高清视频数据拆分为多组1080p高清视频图像，并行计算每帧图像的实际比特数和每一组1080p高清视频图像的目标比特数以形成超高清的视频码流数据；高速通讯模块，与所述超高清视频编码模块连接，用于将将编码后的超高清视频码流数据传输至解码端或远端存储设备；以及电源模块，分别与所述高清视频采集模块、所述超高清视频编码模块和所述高速通讯模块连接。

主权项

1.超高清低延时视频码率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：将超高清视频数据拆分为多组1080p高清视频图像；计算每路1080p高清视频中每帧图像的目标比特数：BF＝B/R；其中，BF为每帧的目标比特数，B为目标码率，R为帧率；根据所述目标比特数计算每帧图像的实际比特数：计算上一帧实际编码比特数与目标比特数的差值ΔB：若ΔB大于预设阈值T1，则跳帧，使ΔB＝ΔB‑BF；若ΔB小于预设阈值T2，则添加冗余包，冗余包的大小为512Byte，使ΔB＝ΔB+512×8；其中，ΔB的初始值为0，BF为每帧的目标比特数；计算每一组1080p高清视频图像的目标比特数：为每一组1080p高清视频图像分配一定的比特数BG，BG＝ΔBG+GNBF；其中，ΔBG为前一组1080p高清视频图像编码结束后预分配比特数与实际编码比特数的差值，其初始值为0；GN为一组1080p高清视频图像中的帧数；超高清低延时码率控制方法还包括：根据帧编码类型I帧或P帧计算帧层的码率控参数QP：若当前帧为当前1080p高清视频图像中的第1个I帧，且当前1080p高清视频图像为超高清视频数据中的第1个1080p高清视频图像时，QP设置为30；若当前帧为当前1080p高清视频图像中的第1个I帧，且当前1080p高清视频图像的序号大于等于2时，则QP根据ΔB_G的正负以及已编码完的上一个1080p高清视频图像的平均码率控制参数确定：其中，a的取值范围可设为[‑3，+3]；若当前帧为第1个I帧后的第1个P帧，则QP根据P帧前的第1个I帧的QPI确定，计算公式为：其中，t的取值范围为[‑3，+3]，ΔBmax和ΔBmin为期望控制的缓冲区可容忍的码率波动的最大值和最小值；若当前帧为除第1个P帧外的其余P帧，其QP由前一P帧的skip宏块数目确定：其中，为前一个P帧的初始码率控制参数，QP_skip为由前一P帧skip宏块数目S_N预测得到的量化参数，其计算公式为：其中，符号表示向上取整操作，M_N为一帧图像的宏块数目。