[发明专利]基于平均码率控制的DMB气象预警信息信源编码算法

摘要

本发明提出了基于平均码率控制的DMB气象预警信息信源编码算法。针对发布气象预警信息对信息的实时性要求很高的特点，本发明以X264视频编码为基础,通过对视频压缩模块中的平均码率控制进行设计，提出了基于改进型二次调整的平均码率控制算法，该算法采用了基于灰度直方图的平均绝对误差修正因子和平均比特调整因子来共同调整平均码率，经过该算法编码后的视频数据的码率能稳定在224kbps上，为后期DMB预处理系统的恒定码率输出提供良好的条件，极大地改善了X264原有平均码率控制算法对平均码率控制不准确的问题。本算法压缩后的音视频合成气象预警信息数据量大大减少，且解码质量良好,有利于DMB系统的后续处理。

主权项

一种基于平均码率控制的DMB气象预警信息信源编码算法，通过视频压缩模块和音频压缩模块来实现，所述音频压缩模块的编码采用MPEG‑4 HE AAC v2进行编码实现音频信息压缩，视频压缩模块采用H.264标准中的X264算法为基础进行编码实现视频信息压缩；所述X264算法包括计算图像的半精度的残差变换绝对值和SATD的步骤、计算累积复杂度的步骤、计算模糊复杂度的步骤、根据图像的模糊复杂度计算量化等级参数并对其进行修正的步骤，其特征在于：在进行视频信息压缩过程中，进行针对DMB系统的适应性修改：指定参考帧队列的最大长度、设置图像序列号类型pic_order_cnt_type、设置参数集Parameter Set、添加帧长度信息至帧头、仅采用I片和P片进行帧内预测而不采用B帧；并进一步采用了基于改进型二次调整的平均码率控制算法对编码进行第一次修正和第二次修正；所述的基于改进型二次调整的平均码率控制算法包括：提出了基于灰度直方图的平均绝对误差修正因子的第一次修正，用该方法取代X264的平均码率控制算法ABR中原有第一次修正方法，具体包括如下步骤：首先，计算当前帧的灰度直方图平均绝对差Histogram_MAD，其计算公式如下所示：Histogram_MAD=Σi=0255|HG[i]-HG[i]*|256]]>其中，HG[i]是本帧图像的灰度直方图值，HG[i]*是上帧图像的灰度直方图值，然后，计算灰度直方图的平均绝对误差修正因子Histogram_MAD_factor，其计算公式如下所示：Histogram_MAD_factor＝k(Histogram_MAD‑n)其中，n是一个预先设定的经验值，是灰度直方图平均绝对误差值的阈值；k表示的是比例系数，当Histogram_MAD大于阈值，k则为0.0066，当Histogram_MAD小于阈值，k则为0.002，因此第一次修正后的Qscale_adjust(i)为：Qscale_adjust(i)＝Qscale_raw(i)*Histogram_MAD_factor；其中，Qscale_raw(i)为原始量化等级参数；其次针对第二次修正，提出了平均比特调整因子abr_bit_factor来调整平均码率，其计算公式为：abr_bit_factor=average_bitrate_nowrc_bitrate]]>其中，average_bitrate_now表示当前平均比特率；rc_bitrate表示目标平均码率，得出用平均比特调整因子修正后的新缓存区abr_buffer(i)的公式如下所示：abr_buffer(i)=abr_buffer_initabr_bit_factor]]>用平均比特调整因子修正后的新缓存区abr_buffer(i)的公式代替原有X264算法中平均缓冲区计算公式。