一种稳定视频质量的码率控制方法

摘要

本发明涉及图像传输技术，具体涉及一种稳定视频质量的码率控制方法。该方法通过以下技术手段实现，包括以下步骤：S1：估计P帧类型图像复杂度或者I帧类型图像的复杂度；S2：获得第k帧图像的预分配码率；S3：根据得到的P帧类型图像复杂度和第k帧图像的预分配码率或者是I帧类型图像复杂度和第k帧图像的预分配码率计算出第k帧的量化参数QPk；S4：编码器按照量化参数QPk来编码调节压缩率，进而控制视频输出码率。本发明可平滑调控稳定视频质量，满足许多应用场合的视频需求。

主权项

一种稳定视频质量的码率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：估计P帧类型图像复杂度或者I帧类型图像的复杂度P帧类型图像复杂度是通过如下公式计算得到： MAD k = Σ j = 1 k - 2 MAD j * q k - 1 - j + MAD k - 1 ( k ≥ 3 ) MAD 2 = MAD 1 ( k = 2 ) MADk为第k帧待编码图像的复杂度估计值，q为复杂度估计偏移因子，q＝0.85～0.95，I帧类型图像复杂度是通过如下公式计算得到：MADI＝f(MADP_Pre)，MADP_Pre为已编码P帧类型图像的后验复杂度估算值，f为I帧类型图像复杂度估计算法，MADI为I帧类型图像复杂度，MADP_Pre＝MADk；I帧类型图像复杂度估计算法f采用平均值法，即 MAD I = Σ j = 1 gopsize - 1 MAD j / gopsize - 1 , MADj为上一个图像画面组中P帧的后验复杂度估计，gopsize为画面组大小；S2：获得第k帧图像的预分配码率第k帧图像的预分配码率ReBitsk通过如下公式计算得到： ReBits k = Σ j = 1 k - 1 ReBits j * z k - j + ReBits k - 1 + ΔBits ( k ) ( k ≥ 2 ) Z为预分配码率估计偏移因子，ΔBits(k)为第k帧图像的码流控制量，z＝0.85‑0.95；第k帧图像的码流控制量ΔBits(k)，通过如下公式得到， ΔBits ( k ) = K P e ssim ( k - 1 ) + K I Σ j = 0 k - 1 e ssim ( j ) + K D [ e ssim ( k - 1 ) - e ssim ( k - 2 ) ] + Bits ( 1 ) , essim(k‑1)为k‑1帧编码图像的实际SSIM值与设定SSIM值之差，设定的SSIM取值在0.9‑0.99之间，获得第k‑1帧编码图像的实际SSIM值；Kp、KI、KD分别为位置式数字PID控制器的比例放大系数，因为视频变化比较平稳，在此式中不考虑微分校正，即KD＝0，根据试验得到KI＝200‑400；根据式子Kp＝k*Δbitrate/Δssim*f，k为比例系数，取k＝1.5‑3，f为视频帧率f取值5‑30，Δbitrate为变化的码率，Δssim指视频序列中在某个SSIM表征的视频质量区间内SSIM的变化量，Bits(1)＝bitrate/fps，其中bitrate为给定的参考码率取值＞＝32Kbps，fps为视频帧率设为5‑30；S3：根据得到的P帧类型图像复杂度和第k帧图像的预分配码率或者是I帧类型图像复杂度和第k帧图像的预分配码率计算出第k帧的量化参数QPk，第K帧的量化参数QPk根据式ReBitsk＝MADk/QPk得到；S4：编码器按照量化参数QPk来编码调节压缩率，进而控制视频输出码率。