[发明专利]一种HEVC自适应视频码率控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及码率控制技术领域，尤其涉及一种HEVC自适应视频码率控制方法及系统。

背景技术

继H.264视频编码标准后，ITU-T又制定出一种新的视频编码标准HEVC。HEVC的主要目的是提高编码效率，即跟H.264相比，压缩比提高一倍。在实际的视频应用中，码率受到一定限制，编码器需要根据限定的码率合理分配控制码率，使得视频编码的效率最优，因此码率控制是视频编码器的重要组成部分。在目前已有的适用于HEVC视频编码的码率控制方法中，为了满足HEVC编码压缩率的提升，相应码率控制精细度也大幅度的提升。但是常规上的此类控制方法，在提升控制码率精细度的同时，经常会导致图像质量压缩不均匀，图像质量大幅波动，尤其在低带宽应用场景下。

发明内容

本发明实施例的目的在于提出一种HEVC自适应视频码率控制方法，旨在解决现有HEVC视频编码的码率控制方法中图像质量压缩不均匀，图像质量大幅波动的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种HEVC自适应视频码率控制方法，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。

所述方法还包括：

限定当前帧中当前CTU的量化参数的波动。

本发明实施例的另一目的在于提出一种HEVC自适应视频码率控制系统，所述系统包括：

目标比特数分配模块，用于分配当前图像帧的目标比特数；

目标比特数初始值计算模块，用于以一个编码树单元CTU为码率控制单位，计算目标比特数初始值；

编码树单元复杂度计算模块，用于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；

量化参数计算模块，用于根据二次非线性率失真模型公式12，计算当前CTU使用的量化参数；

目标比特数计算模块，用于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。

所述系统还包括：

量化参数波动限定模块，用于限定当前帧中当前CTU的量化参数波动。

本发明的有益效果

本发明提出一种HEVC自适应码率控制方法，本发明方法通过以CTU为单位进行分析处理，将CTU的比特分配与图像结构相似性和运动特性相结合，将码率控制算法与图像复杂特性有机地结合起来，求得编码的量化参数。在保证码率控制精确性的同时，解决图像空间上质量不均匀的问题，提升编码主观效果。试验证明，选用多个测试样本，使用本发明的方法，此方法在图像PSNR基本不变的情况下，比特率误差控制在0.5％,同时图像质量得到更有效控制，提升编码主观质量。

附图说明

图1是本发明优选实施例一种HEVC自适应视频码率控制方法流程图；

图2是本发明优选实施例一种HEVC自适应视频码率控制系统结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。应当理解，此处所描写的具体实施例，仅仅用于解释本发明，并不用以限制本发明。

本发明提出一种HEVC自适应码率控制方法和系统，本发明方法通过以CTU为单位进行分析处理，将CTU的比特分配与图像结构相似性和运动特性相结合，将码率控制算法与图像复杂特性有机地结合起来，求得编码的量化参数。在保证码率控制精确性的同时，解决图像空间上质量不均匀的问题，提升编码主观效果。

实施例一

图1是本发明优选实施例一种HEVC自适应视频码率控制方法流程图；所述方法包括以下步骤：

S101，分配当前图像帧的目标比特数；

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)