CN100481943C - 一种视频编码码率控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种视频编码码率控制方法，属于视频编码技术领域。该方法包括：GOP层码率控制方法中，将前面GOP剩余或超支的比特分配给后续多个GOP，大大减缓了前面GOP超支比特对于后续GOP的编码影响，有利于视频编码质量的稳定；在Frame层码率控制方法中，根据I帧图像的复杂度和预分配码率，设置其量化参数，使码率资源的利用更加合理有效；确定P帧量化参数是，引入编码质量反馈机制，即当GOP中P帧编码质量下降过快时，控制当前P帧量化参数，以遏制由于GOP剩余码率不足引起的P帧编码质量严重下降的趋势。本发明可以更合理地分配有限的码率资源，以获得更好的视频编码质量，特别适合低码率视频通信系统。

Description

一种视频编码码率控制方法

技术领域

本发明属于视频编码技术领域，特别涉及视频编码控制方法。

背景技术

码率控制是视频编码的重要技术之一，在视频存储和传输等应用中起着重要作用。对于码率受限尤其是低码率的通信系统来说，码率控制显得尤为重要，将直接决定视频编码质量的优劣。在目前已有的视频编码码率控制方法中，主要由图像组(GOP-Group ofpicture，)层、帧(Frame)层和基本单元(BU-Basic unit，)层三个层次的码率控制构成。该码率控制方法具体步骤为：首先在GOP层：为各GOP预分配码率；在Frame层：在各GOP内将GOP分配得到的码率再分配给各帧图像，并为各帧图像确定量化参数；在BU层：将每帧图像划分为多个基本单元，将该帧分配得到的码率再分配给帧内各基本单元，并为其确定编码量化参数(BU层的码率控制也可省略，即每帧图像为一个基本单元)。

当前的码率控制方法中，第一个GOP的I帧量化参数由用户指定或者根据编码码率计算确定，剩余各GOP的I帧图像编码参数则根据前一个GOP的编码情况确定，但与前一个GOP的I帧量化参数差值一般限制最大为2。在各GOP编码实际码率与预分配码率相差不大时，此方法可以保证码率资源得到合理分配以获得较好的编码质量。但当视频图像特征出现较大变化时，如视频对象运动加快或者有场景切换等发生时，若某一个I帧量化参数与预分配码率不匹配导致此I帧占用过多码率资源时，从而导致下一个GOP缺乏码率资源；但下一个GOP的I帧量化参数调整速度受限导致该GOP继续占用过多码率资源，以至于影响后续多个GOP码率资源分配不合理而导致编码质量下降。有文献指出，当起始I帧采用不同的量化参数，序列编码平均信噪比相差可超过1dB。当前码率控制方法I帧量化参数方法虽然确保了相邻GOP的I帧编码质量下降缓慢，但却易造成GOP之间出现编码闪烁效应。

对于如手机电视等低码率视频编码系统来说，编码过程中任何GOP的I帧量化参数与码率资源的不匹配将带来码率资源的浪费，从而影响整个序列的编码质量。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种视频编码码率控制方法，可以更合理地分配有限的码率资源，以获得更好的视频编码质量，特别适合低码率视频通信系统。

本发明提出的一种视频编码码率控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)GOP层码率预分配

(11)以B表示给定的编码码率(即信道带宽)，F表示帧速率，N_gop表示GOP长度，R_prev表示前个GOP编码结束后剩余码率或超支码率，若当前GOP为视频序列第一个GOP，则R_prev初始值为零；

(12)若当前GOP为视频序列最后一个GOP时，则该GOP预分配码率R直接由下式确定：

$R=\frac{B}{F}{N}_{\mathrm{gop}}+R_{\mathrm{prev}}---\left(1\right)$

(13)否则，若 $\left|R_{\mathrm{prev}}\right|\≤\frac{1}{m}\frac{B}{F}{N}_{\mathrm{gop}},$ 则该GOP预分配码率R(当前GOP剩余帧可用码率)按下式确定：

$R=\frac{B}{F}{N}_{\mathrm{gop}}+R_{\mathrm{prev}}---\left(2\right)$

即：上一个GOP编码剩余码率或超支码率R_prev全部分配给当前GOP，并将参数R_prev更新为零；

(14)若 $\left|R_{\mathrm{prev}}\right|>\frac{1}{m}\frac{B}{F}{N}_{\mathrm{gop}},$ 则该GOP预分配码率R(当前GOP剩余帧可用码率)按下式确定：

$R=(1+\frac{R_{\mathrm{prev}}}{\left|R_{\mathrm{prev}}\right|}\frac{1}{m})\frac{B}{F}{N}_{\mathrm{gop}}---\left(3\right)$

即：上一个GOP编码剩余码率或超支码率R_prev只有部分分配给当前GOP，剩余部分将分配给后续GOP，此部分码率仍由参数R_prev表示，并更新R_prev如下式：

$R_{\mathrm{prev}}=R_{\mathrm{prev}}-\frac{R_{\mathrm{prev}}}{\left|R_{\mathrm{prev}}\right|}\frac{1}{m}\frac{B}{F}{N}_{\mathrm{gop}}---\left(4\right)$

在上述公式中，参数m为经验值，取值范围可确定为1<m≤10，实验表明，m值越大，码率控制精度越低，反之则控制越精准。按上述分配方案，根据式(2)和式(3)可知，无论前面GOP超支比特多么严重，当前GOP预分配码率将限制在区间 $[\frac{m-1}{m}\frac{B}{F}{N}_{\mathrm{gop}},\frac{m+1}{m}\frac{B}{F}{N}_{\mathrm{gop}}],$ 这将大大减缓了超支比特对于后续GOP的编码影响，有利于视频编码质量的稳定；

2)Frame层码率预分配及量化参数确定

(21)若当前帧为GOP中的I帧，首先计算当前I帧的预分配码率T_I：

$T_I=\max \{\frac{R}{1+\frac{15N_P}{155K_P}+\frac{5N_B}{155K_B}},\frac{B}{8F}\}---\left(5\right)$

其中，K_P和K_B为权重因子，N_P和N_B为当前GOP未编码的P帧和B帧数量；则根据率失真模型r＝M(a+blog₂Q)，此I帧量化参数Q_I为：

$Q_I=2^{\frac{R}{\mathrm{Mb}}-\frac{a}{b}}---\left(6\right)$

其中，参数a和b为模型参数，可根据已编码I帧量化参数和实际编码码率自适应更新；参数M为图像复杂度MAD值，对于序列第一个I帧，其图像复杂度M值可以直接计算得到，而对于序列中其它的I帧图像复杂度M值计算，可采取常规线性预测的方法得到，以降低编码复杂度；

(22)若当前帧为P帧，并且为第一个GOP的第一个P帧，其量化参数Q_P，0为：

$Q_{P,0}=\left\{\begin{array}{cc}{Q}_{I,0}+2,& T_P\&le;0\\ Q_{I,0}+1,& 0<T_P\&le;0.25B/F\\ Q_{I,0},& 0.25B/F<T_P\&le;B/F\\ Q_{I,0}-2,& T_P>B/F\end{array}\right.---\left(7\right)$

其中，Q_I，0表示第一个GOP的I帧量化参数；

(23)若当前帧为除第一个GOP的第一个P帧之外的其它P帧，首先计算当前P帧应分配码率T_P：

$T_P=\frac{{\mathrm{RW}}_P}{W_P{N}_P+W_B{N}_B}---\left(8\right)$

其中参数W_P和W_B为P帧和B帧的权重因子；式中码率T_P包括开销比特T_P，syntax、运动矢量编码比特T_P，vectors和DCT系数编码的码率T_P，DCT；

则实际用于P帧宏块DCT系数编码的码率T_P，DCT为：

T_P，DCT＝T_P-T_P，symax-T_P，vectors              (9)

当T_P，DCT≤0时，该P帧量化参数Q_P为：

其中，Q_I表示当前GOP的I帧量化参数，Q_P，prev表示当前帧前一个P帧的量化参数，ΔPSNR表示当前P帧之前两帧P帧(或其一为I帧)的差值，参数TH为阈值，取值范围为0.5≤TH≤1.5，实验表明，此措施有利于遏制GOP内最后几个P帧由于缺乏码率资源而编码质量呈直线下降的趋势。

当T_P，DCT>0时，该P帧的量化参数Q_P由下式确定：

$T_{P,\mathrm{DCT}}=M(\frac{X_1}{Q_P}+\frac{X_2}{Q_P^2})---\left(11\right)$

其中，参数X₁和X₂为模型参数，可根据已编码P帧量化参数和实际编码码率自适应更新；参数M为图像复杂度MAD值，可采取常规线性预测的方法计算，以降低视频编码复杂度；

(24)若当前帧为B帧，其量化参数计算方法如下：

设GOP内两个P帧(或其一为I帧)之间连续B帧数量为L，当前B帧前后的P帧量化参数为QP₁和QP₂；

当L＝1时，当前B帧量化参数QB₁为：

${\mathrm{QB}}_1=\left\{\begin{array}{cc}\frac{{\mathrm{QP}}_1+{\mathrm{QP}}_2+2}{2}& {\mathrm{QP}}_1={\mathrm{QP}}_2\\ {\mathrm{QP}}_1+2& {\mathrm{QP}}_1\&NotEqual;{\mathrm{QP}}_2\end{array}\right.---\left(12\right)$

当L>1时，当前B帧为连续B帧中的第i个B帧，其量化参数QB_i为：

${\mathrm{QB}}_i={\mathrm{QP}}_1+\mathrm{\&alpha;}+\max \{\min \{\frac{{\mathrm{QP}}_2-{\mathrm{QP}}_1}{L-1},2(i-1)\},-2(i-1)\}---\left(13\right)$

其中参数α表示QB₁和QP₁之间的差值，由下式确定：

3)根据步骤2)所确定的量化参数对各帧进行编码(采用常规的DCT变换、运动搜索和熵编码的编码方法)；

4)Frame层的参数更新

(41)若当前帧为I帧，编码完当前帧后，模型参数a和b按下式更新：

$b=b+\frac{2(R_I-R_{I,\mathrm{prev}})}{{\log }_2{Q}_I+{\log }_2{Q}_{I,\mathrm{prev}}}---\left(15\right)$

$a=\frac{1}{2}[R_I+R_{I,\mathrm{prev}}-{b\log }_2\left(Q_I{Q}_{I,\mathrm{prev}}\right)]$

其中，R_I和R_I，prev分别为当前GOP和上一个GOP的I帧的实际编码码率，Q_I和Q_I，prev分别为当前GOP和上一个GOP的I帧量化参数；

(42)若当前帧为P帧，编码完当前帧后，模型参数X₁和X₂按下式更新：

$X_2=\frac{n\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{R}_{P,i}-\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_i^{-1}\right)\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_i{R}_{P,i}\right)}{n\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_i^{-2}-{\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_i^{-1}\right)}^2}---\left(16\right)$

$X_1=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}(Q_i{R}_{P,i}-X_2{Q}_i^{-1})}{n}$

其中，n表示选定的之前已编码的P帧图像数量，R_P，i和Q_i分别表示选定的n个P帧的第i个P帧的实际编码码率和量化参数；

(43)在当前GOP中，当编码完当前帧I帧、P帧或B帧之后，以R_I，P，B表示其实际编码码率，则当前GOP剩余可用码率或者超支码率R为：

R＝R-R_I，P，B              (17)

(44)若当前帧为当前GOP最后一帧，则转入步骤5)，否则转入步骤2)继续下一帧图像编码。

5)GOP层的参数更新：

(51)当前GOP编码完毕之后，将参数R_prev更新如下：

R_prcv＝R_prev+R              (18)

参数R表示当前GOP编码剩余或者超支码率；

(52)若当前GOP为视频序列最后一个GOP，则结束编码；否则转入步骤1)继续下一个GOP的编码。

本发明的原理及技术效果

本发明相比已有的视频码率控制方法，主要有以下优点：

1、在视频编码过程中，若前面的GOP编码占用过多的码率资源将导致当前GOP由于缺乏码率资源而编码质量下降过快，并由此造成图像编码质量的振荡。本方法为了避免出现此情况，在GOP层码率控制方法中，考虑将超支的比特分配给后面多个GOP，而不是只分配给当前GOP，这将大大减缓了超支比特对于后续GOP的编码影响，有利于视频编码质量的稳定。

2、在Frame层码率控制方法中，根据I帧图像的复杂度和预分配码率资源，对其量化参数进行合理设置，使得码率资源的利用更加合理有效；在确定GOP中P帧量化参数时，引入了编码质量反馈机制，即当之前P帧由于缺乏码率编码质量下降过快时，对当前P帧量化参数进行控制，有效遏制了由于GOP码率资源缺乏引起的P帧编码质量严重下降的趋势，有利于视频编码质量的稳定。

本发明提出的视频编码码率控制方法码率控制误差低于3％，可以有效地将编码码率控制在给定码率上；同时该码率控制方法对码率资源分配更加合理，从而从整体上提高了重建视频图像的PSNR值，并且视频序列各帧编码质量更加平滑，有效减少了重建视频图像间的闪烁效应，提高了图像的主观编码质量。

附图说明

图1为编码码率控制实施方法流程图

具体实施方式

本发明提出的一种视频编码码率控制方法实施例，具体包括以下步骤：

1)：GOP层码率预分配

(11)本实施例的编码码率B为80kbps，帧速率F为30帧每秒，GOP长度N_gop为15，参数m取值为3；R_prev表示前一个GOP编码结束后剩余码率或超支码率，若当前GOP为视频序列第一个GOP，则R_prev初始值为零。

(12)若当前GOP为视频序列最后一个GOP时，则该GOP预分配码率R直接由下式确定：

$R=\frac{B}{F}{N}_{\mathrm{gop}}+R_{\mathrm{prev}}$

(13)否则，若 $\left|R_{\mathrm{prev}}\right|\&le;\frac{1}{3}\frac{B}{F}{N}_{\mathrm{gop}},$ 则该GOP预分配码率R(当前GOP剩余帧可用码率)按下式确定：

$R=\frac{B}{F}{N}_{\mathrm{gop}}+R_{\mathrm{prev}}$

即：上一个GOP编码剩余码率或超支码率R_prev全部分配给当前GOP，参数R_prev更新为零；

(14)若 $\left|R_{\mathrm{prev}}\right|>\frac{1}{3}\frac{B}{F}{N}_{\mathrm{gop}},$ 则该GOP预分配码率R(当前GOP剩余帧可用码率)按下式确定：

$R=(1+\frac{R_{\mathrm{prev}}}{\left|R_{\mathrm{prev}}\right|}\frac{1}{3})\frac{B}{F}{N}_{\mathrm{gop}}$

即：上一个GOP编码剩余码率或超支码率R_prev只有部分分配给当前GOP，剩余部分将分配给后续GOP，此部分码率仍由参数R_prev表示，并更新R_prev如下式：

$R_{\mathrm{prev}}=R_{\mathrm{prev}}-\frac{R_{\mathrm{prev}}}{\left|R_{\mathrm{prev}}\right|}\frac{1}{3}\frac{B}{F}{N}_{\mathrm{gop}}$

2)Frame层码率预分配及量化参数确定

(21)本实施例设权重因子K_P和K_B为1.1和1.5，若当前帧为GOP中的I帧，首先计算当前I帧的预分配码率T_I：

$T_I=\max \{\frac{R}{1+\frac{15N_P}{155\&times;1.1}+\frac{5N_B}{155\&times;1.5}},\frac{B}{8F}\}$

其中，N_P和N_B为当前GOP未编码的P帧和B帧数量；则根据率失真模型r＝M(a+blog₂Q)，此I帧量化参数Q_I为：

$Q_I=2^{\frac{R}{\mathrm{Mb}}-\frac{a}{b}}$

其中，参数a和b为模型参数，可根据已编码I帧量化参数和实际编码码率自适应更新；参数M为图像复杂度MAD值，对于序列第一个I帧，其图像复杂度M值可以直接计算，而对于序列中其它的I帧图像复杂度M值计算，可采取常规线性预测的方法，以降低编码复杂度；

(22)若当前帧为P帧，并且为第一个GOP的第一个P帧，其量化参数Q_P，0为：

$Q_{P,0}=\left\{\begin{array}{cc}{Q}_{I,0}+2,& T_P\&le;0\\ Q_{I,0}+1,& 0<T_P\&le;0.25B/F\\ Q_{I,0},& 0.25B/F<T_P\&le;B/F\\ Q_{I,0}-2,& T_P>B/F\end{array}\right.$

其中，Q_I，0表示第一个GOP的I帧量化参数；

(23)若当前帧为除第一个GOP的第一个P帧之外的其它P帧，首先计算当前P帧应分配码率T_P：

$T_P=\frac{{\mathrm{RW}}_P}{W_P{N}_P+W_B{N}_B}$

其中参数W_P和W_B为P帧和B帧的权重因子，可取值为5.0和1.0；式中码率T_P包括开销比特T_P，syntax、运动矢量编码比特T_P，vectors和DCT系数编码的码率T_P，DCT；

则实际用于P帧宏块DCT系数编码的码率T_P，DCT为：

T_P，DCT＝T_P-T_P，syntax-T_P，vectors

当T_P，DCT≤0时，该P帧量化参数Q_P为：

其中，Q_I表示当前GOP的I帧量化参数，Q_P，prer表示当前帧前一个P帧的量化参数，ΔPSNR表示当前P帧之前两帧P帧(或其一为I帧)的差值，阈值TH取1。

当T_P，DCT>0时，该P帧的量化参数Q_P由下式确定：

$T_{P,\mathrm{DCT}}=M(\frac{X_1}{Q_P}+\frac{X_2}{Q_P^2})$

其中，参数X₁和X₂为模型参数，可根据已编码P帧量化参数和实际编码码率自适应更新；参数M为图像复杂度MAD值，可采取常规线性预测的方法计算，以降低视频编码复杂度；

(24)若当前帧为B帧，其量化参数计算方法如下：

设GOP内两个P帧(或其一为I帧)之间连续B帧数量为L，当前B帧前后的P帧量化参数为QP₁和QP₂；

当L＝1时，当前B帧量化参数OB₁为：

${\mathrm{QB}}_1=\left\{\begin{array}{cc}\frac{{\mathrm{QP}}_1+{\mathrm{QP}}_2+2}{2}& {\mathrm{QP}}_1={\mathrm{QP}}_2\\ {\mathrm{QP}}_1+2& {\mathrm{QP}}_1\&NotEqual;{\mathrm{QP}}_2\end{array}\right.$

当L>1时，当前B帧为连续B帧中的第i个B帧，其量化参数QB_i为：

${\mathrm{QB}}_i={\mathrm{QP}}_1+\mathrm{\&alpha;}+\max \{\min \{\frac{{\mathrm{QP}}_2-{\mathrm{QP}}_1}{L-1},2(i-1)\},-2(i-1)\}$

其中参数α表示QB₁和QP₁之间的差值，由下式确定：

3)根据步骤2)所确定的量化参数对各帧进行编码(采用常规的DCT变换、运动搜索和墒编码的编码方法)；

4)Frame层的参数更新

(41)若当前帧为I帧，编码完当前帧后，模型参数a和b按下式更新：

$b=b+\frac{2(R_I-R_{I,\mathrm{prev}})}{{\log }_2{Q}_I+{\log }_2{Q}_{I,\mathrm{prev}}}$

$a=\frac{1}{2}[R_I+R_{I,\mathrm{prev}}-b{\log }_2\left(Q_I{Q}_{I,\mathrm{prev}}\right)]$

其中，R_I和R_I，prev分别为当前GOP和上一个GOP的I帧的实际编码码率，Q_I和Q_I，prev分别为当前GOP和上一个GOP的I帧量化参数；

(42)若当前帧为P帧，编码完当前帧后，模型参数X₁和X₂按下式更新：

$X_2=\frac{n\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{R}_{P,i}-\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_i^{-1}\right)\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_i{R}_{P,i}\right)}{n\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_i^{-2}-{\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_i^{-1}\right)}^2}$

$X_1=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}(Q_i{R}_{P,i}-X_2{Q}_i^{-1})}{n}$

其中，n表示选定的之前已编码的P帧图像数量，R_P，i和Q_i分别表示选定的n个P帧的第i个P帧的实际编码码率和量化参数；

(43)在当前GOP中，当编码完当前帧I帧、P帧或B帧之后，以R_I，P，B表示其实际编码码率，则当前GOP剩余可用码率或者超支码率R为：

R＝R-R_I，P，B

(44)若当前帧为当前GOP最后一帧，则转入步骤5)，否则转入步骤2)继续下一帧图像编码。

5)GOP层的参数更新：

(51)当前GOP编码完毕之后，将参数R_prev更新如下：

R_prev＝R_prev+R

参数R表示当前GOP编码剩余或者超支码率；

(52)若当前GOP为视频序列最后一个GOP，则结束编码；否则转入步骤1)继续下一个GOP的编码。

Claims (4)

1、一种视频编码码率控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)GOP层码率预分配

(11)以B表示给定的编码码率，F表示帧速率，N_gop表示GOP长度，R_prev表示前一个GOP编码结束后剩余码率或超支码率，若当前GOP为视频序列第一个GOP，则R_prev初始值为零；

(12)若当前GOP为视频序列最后一个GOP时，则该GOP预分配码率R直接由下式确定：

$R=\frac{B}{F}{N}_{\mathrm{gop}}+R_{\mathrm{prev}}$

(13)否则，若 $\left|R_{\mathrm{prev}}\right|\&le;\frac{1}{m}\frac{B}{F}{N}_{\mathrm{gop}},$ 则该GOP预分配码率R按下式确定：

$R=\frac{B}{F}{N}_{\mathrm{gop}}+R_{\mathrm{prev}}$

并将参数R_prev更新为零；

(14)若 $\left|R_{\mathrm{prev}}\right|>\&le;\frac{1}{m}\frac{B}{F}{N}_{\mathrm{gop}},$ 则该GOP预分配码率R按下式确定：

$R=(1+\frac{R_{\mathrm{prev}}}{\left|R_{\mathrm{prev}}\right|}\frac{1}{m})\frac{B}{F}{N}_{\mathrm{gop}}$

并更新R_prev如下式：

$R_{\mathrm{prev}}=R_{\mathrm{prev}}-\frac{R_{\mathrm{prev}}}{\left|R_{\mathrm{prev}}\right|}\frac{1}{m}\frac{B}{F}{N}_{\mathrm{gop}}$

其中，参数m为经验值；

2)Frame层码率预分配及量化参数确定

(21)若当前帧为GOP中的I帧，首先计算当前I帧的预分配码率T_I：

$T_I=\max \{\frac{R}{1+\frac{{15N}_P}{{155K}_P}+\frac{5N_B}{155K_B}},\frac{B}{8F}\}$

其中，K_P和K_B为权重因子，N_P和N_B为当前GOP未编码的P帧和B帧数量；则根据率失真模型r＝M(a+blog₂Q)，此I帧量化参数Q_I为：

$Q_I=2^{\frac{R}{\mathrm{Mb}}-\frac{a}{b}}$

其中，参数a和b为模型参数，参数M为图像复杂度MAD值；

(22)若当前帧为P帧，并且为第一个GOP的第一个P帧，其量化参数Q_P，0为：

$Q_{P,0}=\left\{\begin{array}{cc}{Q}_{I,0}+2,& T_P\&le;0\\ Q_{I,0}+1,& 0<T_P\&le;0.25B/F\\ Q_{I,0},& 0.25B/F<T_P\&le;B/F\\ Q_{I,0}-2,& T_P>B/F\end{array}\right.$

其中，Q_I，0表示第一个GOP的I帧量化参数；

(23)若当前帧为除第一个GOP的第一个P帧之外的其它P帧，首先计算当前P帧应分配码率T_P：

$T_P=\frac{R{W}_P}{W_P{N}_P+W_B{N}_B}$

其中参数W_P和W_B为P帧和B帧的权重因子；式中码率T_P包括开销比特T_P，syntax、运动矢量编码比特T_P，vectors和DCT系数编码的码率T_P，DCT；

则实际用于P帧宏块DCT系数编码的码率T_P，DCT为：

T_P，DCT＝T_P-T_P，syntax-T_P，vectors

当T_P，DCT≤0时，该P帧量化参数Q_P为：

其中，Q_I表示当前GOP的I帧量化参数，Q_P，prev表示当前帧前一个P帧的量化参数，ΔPSNR表示当前P帧之前两帧P帧或其一为I帧的差值，参数TH为阈值；

当T_P，DCT>0时，该P帧的量化参数Q_P由下式确定：

$T_{P,\mathrm{DCT}}=M(\frac{X_1}{Q_P}+\frac{X_2}{Q_P^2})$

其中，参数X₁和X₂为模型参数，根据已编码P帧量化参数和实际编码码率自适应更新；参数M为图像复杂度MAD值，采取常规线性预测的方法计算得到；

(24)若当前帧为B帧，其量化参数计算方法如下：

设GOP内两个P帧或一个P帧和一个I帧之间连续B帧数量为L，当前B帧前后的P帧量化参数为QP₁和QP₂；

当L＝1时，当前B帧量化参数QB₁为：

${\mathrm{QB}}_1=\left\{\begin{array}{cc}\frac{Q{P}_1+{\mathrm{QP}}_2+2}{2}& {\mathrm{QP}}_1={\mathrm{QP}}_2\\ {\mathrm{QP}}_1+2& {\mathrm{QP}}_1\&NotEqual;{\mathrm{QP}}_2\end{array}\right.$

当L>1时，当前B帧为连续B帧中的第i个B帧，其量化参数QB_i为：

${\mathrm{QB}}_i={\mathrm{QP}}_1+\mathrm{\&alpha;}+\max \{\min \{\frac{{\mathrm{QP}}_2-{\mathrm{QP}}_1}{L-1},2(i-1)\},-2(i-1)\}$

其中参数α表示QB₁和QP₁之间的差值，由下式确定：

3)根据步骤2)所确定的量化参数对各帧采用常规的DCT变换、运动搜索和熵编码的编码方法进行编码；

4)Frame层的参数更新

(41)若当前帧为I帧，编码完当前帧后，模型参数a和b按下式更新：

$b=b+\frac{2(R_I-R_{I,\mathrm{prev}})}{{\log }_2{Q}_I+{\log }_2{Q}_{I,\mathrm{prev}}}$

$a=\frac{1}{2}[R_I+R_{I,\mathrm{prev}}-{b\log }_2\left(Q_I{Q}_{I,\mathrm{prev}}\right)]$

其中，R_I和R_I，prev分别为当前GOP和上一个GOP的I帧的实际编码码率，Q_I和Q_I，prev分别为当前GOP和上一个GOP的I帧量化参数；

(42)若当前帧为P帧，编码完当前帧后，模型参数X₁和X₂按下式更新：

$X_2=\frac{n\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{R}_{P,i}-\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_i^{-1}\right)\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_i{R}_{P,i}\right)}{n\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_i^{-2}-{\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_i^{-1}\right)}^2}$

$X_1=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}(Q_i{R}_{P,i}-X_2{Q}_i^{-1})}{n}$

其中，n表示选定的之前已编码的P帧图像数量，R_P，i和Q_i分别表示选定的n个P帧的第i个P帧的实际编码码率和量化参数；

(43)在当前GOP中，当编码完当前I帧、P帧或B帧之后，以R_I，P，B表示其实际编码码率，则当前GOP剩余可用码率或者超支码率R为：

R＝R-R_I，P，B

(44)若当前帧为当前GOP最后一帧，则转入步骤5)，否则转入步骤2)继续下一帧图像编码；

5)GOP层的参数更新：

(51)当前GOP编码完毕之后，将参数R_prev更新如下：

R_prev＝R_prev+R

参数R表示当前GOP编码剩余或者超支码率；

(52)若当前GOP为视频序列最后一个GOP，则结束编码；否则转入步骤1)继续下一个GOP的编码。

2、如权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤(14)中参数m的取值范围为1<m≤10。

3、如权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤(21)中的模型参数a和b根据已编码I帧量化参数和实际编码码率自适应更新。

4、如权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤(23)参数TH取值范围为0.5≤TH≤1.5。

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