[发明专利]一种视频图像宏块级自适应码率分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及到视频图像码率分配领域，具体指一种视频图像宏块级自适应码率分配方法。 

背景技术

码率控制是视频编码的重要技术之一，在视频存储和传输等应用中起着重要作用。对于码率受限尤其是低码率的视频在线传输来说，码率控制显的尤为重要，将直接决定视频编码的优劣。在目前已有的视频编码码率控制方法中，为了使编码器的输出码率更加精确，通常会将码率控制精确到宏块级别。但是常规上的此类控制方法，在提升控制精度的同时，经常会导致同一幅图像中在空间上的图像质量不均匀。尤其在无线/低带宽情况下，这种负面效果会被放大，图像中局部过量化的情况会非常明显，这会极大地损伤图像的主观效果。 

发明内容

本发明目的在于解决编码当前宏块所需的量化参数与码率分配不均导致宏块图像质量不均匀的问题，而提出一种宏块级自适应码率分配方法，在保证码率分配精确性的同时，解决图像空间上质量不均匀的问题，以提升主观效果。 

为解决上述技术问题，本发明构造一种视频图像宏块级自适应码率分配方法，包括以下步骤： 

A.码率控制模块对采集图像的宏块进行空间上连续性的分析及运用特定运动搜索算法，所述码率控制模块分别利用sobel算子及运动预测SATD(Sum of Absolute Transform Difference)变化后绝对差合计算得出宏块纹理复杂因子C_t和运动复杂因子C_m； 

B.码率控制模块运用公式E_i＝log₂(C_t+C_m)计算得出宏块能量E_i； 

C.码率控制模块运用公式 将宏块比特数与宏块能量相结，其中：b_(n，i)是第n帧图像中第i个宏块分配的目标比特数；i是当前宏块在图像中的索引号；N是图像中宏块的个数；B_n是第n帧图像分配的目标比特数；E_i是第i个宏块能量； 

D.在已经分配好宏块比特率的情况下，码率控制模块使用R-D率失真(rate-distortion)模型以宏块为单位求编码的量化参数Qp。 

在上述步骤A中，计算宏块纹理复杂因子C_t的过程进一步包括： 

A1-1.码率控制模块对宏块亚像素采集； 

A1-2.码率控制模块运用sobel算子对宏块空间冗余度进行分析，提取宏块边界向量的水平方向分量dx_i，j和垂直方向分量dy_i，j； 

A1-3.对亚采样后的象素pi，j，相应的边界向量为 定义边界方向向量的模是： 

A1-4.将宏块亚采样后的象素所对应的边界方向向量模相加求和得到内部变量T_D，此变量表示当前宏块的空间相关性，运用公式 计算得出宏块纹理复杂因子C_t，a是调整因子。 

在上述步骤A中，计算宏块运动复杂因子C_m的过程进一步包括： 

A2-1.码率控制模块针对采集图像的宏块作运动搜索，参考图像选择前一帧图像，运动搜索方法选择菱形运动搜索算法； 

A2-2.计算宏块预测数据和原始数据的差异，根据C_m＝b×SATD计算出运动复杂因子C_m，其中b是调整系数。 

在上述步骤A1-2中，计算宏块边界向量的水平方向分量和垂直方向分量dy_i，j公式如下： 

dx_i，j＝p_i-1，j+1+2×p_i，j+1+p_i+1，j+1-p_i-1，j-1-2×p_i，j-1-p_i+1，j-1

dy_i，j＝p_i+1，j-1+2×p_i+1，j+p_i+1，j+1-p_i-1，j-1-2×p_i-1，j-p_i-1，j+1

其中：dx_i，j和dy_i，j分别代表边界向量水平和垂直方向分量；p_i-1，j+1是指象素p_i，j在原始图像中的相邻象素。