[发明专利]适用于HEVC的低延时码率控制方法及比特数分配方法

摘要

本发明提供一种适用于HEVC的低延时码率控制方法及比特数分配方法，其中：根据虚拟缓存区的状态，引入一个来源于缓存区的比特反馈增量，给每一帧预先分配一定量的比特数，这是实现低延时的基础。然后根据与剩余平均比特数进行加权求和，得到每一帧的预分配比特数。然后根据比特数与拉格朗日乘子的关系得到拉格朗日乘子，再根据拉格朗日乘子与量化参数的关系得到量化参数。最终根据拉格朗日乘子和量化参数调控编码，使得实际编码的比特数与预估计比特数相同或者相近。本发明综合考虑了虚拟缓存区的状态和宏块的复杂度来分配比特数，调整拉格朗日乘子和量化参数，使得能够获得更高好的低延时特性。

主权项

1.一种适用于低延时码率控制的比特数分配方法，其特征在于该方法步骤如下：①根据预设的目标缓存级和缓存满度，获得基于虚拟缓存的目标比特数；②根据GOP剩余比特数和剩余帧数得到当前帧的平均可用比特数，根据当前宏块的复杂度权重因子以及当前帧剩余比特数，得到宏块基于复杂度权重因子的目标比特数；③将①和②中的目标比特数进行加权平均，得到当前帧或宏块的预分配比特数；根据预先分配的目标码率R，按照R与拉格朗日乘子λ的关系公式，得到拉格朗日乘子：R＝α×λβ其中，α和β是两个模型参数；在得到拉格朗日乘子以后，根据拉格朗日乘子λ与量化参数QP的经验公式，得到量化参数值：QP＝a·ln(λ)+b其中，a和b都是常量参数；为了使得比特分配更加精确，在宏块级码率控制中引入了一种数值解法，根据权重因子wm和帧剩余比特数B给当前宏块分配比特数：其中的wm根据下面的数值解法得到：其中的α_m和β_m是第m个宏块的R‑λ模型参数,λ表示拉格朗日乘子，表示第m个CTU使用帧级λ时R‑λ模型得出的比特数；N_CTU是当前帧所有的宏块数目；最终的目标分配比特数，就是预分配比特的加权平均值：θ是加权因子；为了满足低延时的要求，预先给当前帧或宏块分配的比特数与缓存区状态有关，基于缓存区的比特数为计算公式为：其中，R是目标码率，f是帧率，L是目标缓存级，V是虚拟缓存的满度，γ是一个常数；根据虚拟缓存区的状态，预先分配基于缓存区的比特数。