[发明专利]一种视频编码中码率控制的方法

说明书

本发明公开了一种视频编码中码率控制的方法，包括：将输入的视频信号分成串行的视频帧图像；更新当前编码帧剩余编码比特数；根据时间域线性预测模型计算出当前基本单元的MAD值；若MAD_cb大于TH，则进行空域矫正；若MAD_cb小于TH，则不进行空域矫正；计算当前宏块所要用到的编码比特数；计算出当前宏块量化参数QP值并进行矫正；执行率失真优化得出当前宏块实际MAD值；循环执行，直到当前基本单元中宏块处理完为止；计算下一个基本单元，循环执行直到视频帧中基本单元处理完成；实现了能够很好地预测当前处理单元在时间和空间上的运动情况，从而准确的预测处理视频编码量化参数的技术效果。

技术领域

本发明涉及铁路接触网检测领域，具体地，涉及一种视频编码中码率控制的方法。

背景技术

在多媒体通信中，压缩视频流需要在带宽需求不一致且变化的网络上传输。一般而言，编码比特率由输入视频的特性、重建视频图像的质量和帧率等因素共同决定。在相同的重建视频图像的质量和帧率时，对于有噪声的、多细节的、复杂运动的视频序列，编码比特率就较高，对于“干净”的、平滑的、简单运动的视频序列，编码比特率就较低:而对于相同的输入视频，重建视频图像的质量和帧率越高，编码比特率就越高。因此，视频编码的目标也就是在实际传输比特率的限制下，以最小的计算复杂度来获得尽可能好的图像质量。

在主流视频编码主要通过视频处理单元的像素绝对误差均值(MAD值)来表征待处理单元的“运动”剧烈程度，当MAD值越大时，表明当前处理单元和前一帧图像相比“运动”剧烈，则需要给当前处理单元分配更多的编码比特数来表征细节，即为量化参数(QP)值要小；当MAD值越小时，表明当前处理单元和前一帧相比，“运动”不剧烈，可以用较少的编码比特来表征细节，即为QP值可以较大。

然而主流视频编码标准中将QP同时用于码率控制算法和率失真优化(RDO)，为了计算当前帧中宏块的RDO，需利用当前帧或宏块的MAD预测每个宏块的QP，而每个当前帧或宏块的MAD只有在RDO后才能计算出，这就是有名的“蛋鸡悖论”。为了解决“蛋鸡悖论”，传统方法主要通过线性模型对即将处理的图像单元的MAD进行线性预测，预测出当前待处理图像单元的运动复杂度，然后通过二次RD模型计算得到QP值，从而为该图像处理单元进行编码比特的分配。

传统的码率控制方法存在码率控制不精准的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种视频编码中码率控制的方法，解决了现有的码率控制方法存在码率控制不精准的技术问题的技术问题，实现了能够很好地预测当前处理单元在时间和空间上的运动情况，从而准确的预测处理视频编码量化参数的技术效果。

传统的码率控制方法中，主要利用时间域的相关性，通过线性模型来预测待处理的视频图像单元的MAD值。这种方式带有不确定因素，当先前帧和当前帧的运动剧烈程度相当时，此线形预测模型能基本准确的预测出当前待处理视频图像单元的MAD值，但是，当先前帧和当前帧发生场景变化时，那么这种方法就不能准确地预测出当前待处理图像单元的MAD值，从而不能根据视频图像复杂程度来进行比特分配，导致码率控制不精准。

根据以上技术分析，能准确的预测出待处理图像单元的MAD值，是码率控制是否精准的关键所在，针对传统码率控制方法对视频场景变换适配性较差的问题，本发明提出了一种时间域、空间域相结合进行MAD预测的视频码率控制的方法。

为实现上述发明目的，本申请提供了一种视频编码中码率控制的方法，所述方法包括：

(1)将输入的视频信号分成串行的视频帧图像，以一个基本单元为码率控制算法中的算法处理单元，以一个宏块为最小处理单元；

(2)更新当前编码帧剩余编码比特数；

(3)根据时间域线性预测模型计算出当前基本单元的MAD值；