[发明专利]一种HEVC自适应视频码率控制方法及系统

权利要求书

1.一种HEVC自适应视频码率控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

分配当前图像帧的目标比特数；

以一个编码树单元CTU为码率控制单位，计算目标比特数初始值；

根据图像结构相似性和运动特性，计算当前编码树单元复杂度；

利用当前编码树单元复杂度，调整当前CTU分配的目标比特数，计算当前CTU目标比特数；

计算当前CTU使用的量化参数。

2.如权利要求1所述的HEVC自适应视频码率控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

限定当前帧中当前CTU的量化参数的波动。

3.如权利要求1所述的HEVC自适应视频码率控制方法，其特征在于，

当前图像帧的目标比特数计算方法为：

Tb_frame＝min(Ub,max(Br/Fr,Lb)) (1)

其中，Tb_frame为当前图像帧的目标比特数；Br是编码的目标比特率；Fr是图像帧率；Ub、Lb分别为上下阈值系数；min(变量)表示对变量求取最小值，max(变量)表示对变量就取最大值；α和β是调整系数；W是帧平滑窗系数；

Ub和Lb初始值按照公式2和公式3计算：

Ub＝Br/Fr×W×α (2)

Lb＝Br/Fr×β (3)

当编码完一帧图像后，分别按照公式4，5更新Ub和Lb；

Ub+＝Br/Fr-bits (4)

Lb+＝Br/Fr-bits (5)

其中bits是编码当前图像后实际输出编码比特数。

4.如权利要求1所述的HEVC自适应视频码率控制方法，其特征在于，

目标比特数初始值计算方法为：

其中，T1_ctu,i表示目标比特数初始值；i是当前CTU的编码次序号；j为变量,其取值范围为[i-1-sw,i-1]；N是一帧图像中CTU的个数；sw是编码树单元平滑窗系数；R_ctu,j是第j个CTU分配的目标比特数；R_act,j是第j个CTU实际编码输出的比特数；T_rbit是当前帧的剩余比特数；

T_rbit的初始值按照公式7设置：

T_rbit＝Tb_frame (7)

编码完一个CTU后，根据公式8更新T_rbit：

T_rbit-＝R_act,i (8)

其中，R_act,i是第i个CTU实际编码输出的比特数。

5.如权利要求1所述的HEVC自适应视频码率控制方法，其特征在于，

当前编码树单元复杂度计算方法为：

其中，C_complex为当前编码树单元复杂度；SSIM_i-1是第i-1个CTU结构相似性；MSSIM是平均结构相似性；κ和δ是调整系数；A1是阈值系数；MV_i是第i个CTU中的最大运动矢量；

SSIM，为结构相似性；给定两个图像x和y，两张图像的结构相似性按照以下方式求出：

其中，u_x是图像x中像素的平均值，u_y是图像y中像素的平均值，σ_x是图像x中像素的方差，σ_y是图像y中像素的方差，σ_xy是图像x和图像y中像素的协方差，c1和c2是用来维持稳定的常数；

SSIM_i-1的计算方法：将图像x和图像y分别设置为第i-1个CTU的原始图像和重建图像，根据公式(10)计算出的值即为SSIM_i-1；

MSSIM的计算方法：将每个已经计算出的CTU的SSIM值进行累加平均，得出的值即为MSSIM的值。

6.如权利要求1所述的HEVC自适应视频码率控制方法，其特征在于，

当前CTU目标比特数计算方法为：；

其中，T_ctu,i为当前CTU目标比特数，是调整系数。