CN101594525B - 量化参数的获取方法、装置及转码器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种量化参数的获取方法、装置及转码器，涉及视频通信技术，能够同时满足目标带宽和保证码流质量，准确控制码率。本发明实施例提供的技术方案包括：一种量化参数的获取方法，该方法包括：获取当前帧的输出目标比特，所述当前帧为当前处理的输入帧；根据所述输出目标比特利用非线性码率控制模型获取目标量化参数。本发明实施例提供的技术方案适用于压缩视频之间进行的转码。

Description

量化参数的获取方法、装置及转码器

技术领域

本发明涉及视频通信技术，尤其涉及一种量化参数的获取方法、装置及转码器。

背景技术

随着信息技术的飞跃，多媒体技术在网络中的应用得到了空前发展，作为多媒体技术重要组成部分的视频通信技术也得到了极大的发展和应用。由于视频序列的数据量巨大，在进行网络传输之前要先对视频进行压缩，常用的视频压缩标准有，针对DVB、HDTV、DVD的MPEG-2(由运动图像专家组Moving Picture Experts Group，MPEG制定)标准、针对网络中流媒体服务开发的MPEG-4标准、针对视频电话和视频业务提出的H.263(由国际电信联合会：International Telecommunication Union，ITU制定)标准及最新的H.264/AVC(由联合视频专家组：Joint Video Team，JVT制定)标准等。为了使视频数据能够在异构的网络之间、不同类的接入设备之间以及不同标准的媒体数据格式之间透明的交换，压缩视频之间的转码成为数字视频中的热点研究方向。

转码就是将一种标准和格式的压缩视频流处理成更适应于某特定应用的另一种标准和格式的压缩视频流的技术。视频转码对压缩的视频码流进行端到端的处理，使得转码后的压缩码流更能适应传输信道带宽以及接收端的要求。

视频转码的主要技术可分为码率转换、分辨率转换、帧率转换和语法转换。在转换的过程中通常需要进行码率控制，码率控制是在充分利用网络资源和保证视频质量的同时，尽可能避免网络拥塞；在端到端时延尽可能低的情况下，保证缓冲区既不上溢也不下溢的一种流量控制机制。码率控制通过给待编码帧 分配目标比特，进一步确定该待编码帧的量化参数，从而控制转码器输出的码率。码率控制可以分为帧层码率控制和宏块层码率控制两种控制方法。

现有技术提供了一种从MPEG-2压缩标准到MPEG-4压缩标准的转码过程中可适应的帧层码率控制方法。在转码器的解码端，输入比特流的信息，例如，图像类型、每帧使用比特数、平均量化参数等被收集起来，用于进行转码器编码端输出的码率控制。

现有技术首先计算目标比特率比例，每帧的目标比特率比例等于该帧输出的目标比特N₀ ^j比上该帧输入的比特 

，j表示帧的序号。

$r^j={N_o}^j/{N_i}^j---(1-1)$

在视频编码过程中，决定编码分配比特数的直接因素是进行离散余弦变换(Discrete Cosine Transform，DCT)后，对获得的DCT系数量化时采用的量化参数。量化参数反映了空间细节压缩情况，如果量化参数小，大部分的细节都会被保留，码率较高；如果量化参数大，部分细节被丢弃，码率降低，但图像失真较大、质量不高，即量化参数和比特率成反比的关系，在转码过程中码率控制的基本方法就是通过调整量化参数，控制转码器输出码流的码率。

现有技术利用上述获得的目标比特率比例，根据下式建立码率控制模型：

${Q_o}^j{N_o}^j={Q_i}^j{N_i}^j---(1-2)$

其中， 

为转码器当前输入MPEG-2视频帧的量化参数， 为转码器当前输出MPEG-4视频帧的目标量化参数。

由1-2式可得视频帧输出目标量化参数为

${Q_o}^j={Q_i}^j\·{N_i}^j/{N_o}^j={Q_i}^j/r^j---(1-3)$

为了使得到的目标量化参数更精确，使用系数 对其进行修正，系数α_k ^j等于转码器输出码流和输入码流的累积复杂度之比。

${{\mathrm{\α}}_k}^j=\frac{\underset{j=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_o^j\·N_o^j}{\underset{j=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_i^j\·N_i^j}---(1-4)$

其中，j表示帧的序号， 

为第j输出帧实际编码比特数， 

为第j输入帧实际编码比特数。

利用系数α_k ^j进一步得到目标量化参数为

${Q_o}^j={{\mathrm{\α}}_k}^j\·{Q_i}^j/r^j---(1-5)$

为使得到的目标量化参数可以由实际编码比特自适应的控制，引入参数β_k ^j，该参数等于已编码输出帧实际累积比特数与相应输入帧实际累积比特之比，比上当前输出帧的目标比特与当前输入帧比特之比。

${{\mathrm{\β}}_k}^j=\frac{\mathrm{\Σ}{N}_o^j}{\mathrm{\Σ}{N}_i^j}/\frac{N_o^j}{N_i^j}---(1-6)$

根据参数β_k最终得到目标量化参数为

${Q_o}^j={{\mathrm{\β}}_k}^j\·{{\mathrm{\α}}_k}^j\·{Q_i}^j/r^j---(1-7)$

根据获得的目标量化参数进行编码，获取进行码率控制后的码流。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

现有技术采用线性的码率控制模型不适用于MPEG-2/MPEG-4/H.261/H.263到H.264的转码过程，由该模型无法得出预期的量化参数，导致转码器根据该量化参数编码获得的输出码流质量较低、码率控制不准确。

发明内容

本发明实施例提供了一种量化参数的获取方法、装置和转码器，能够在满足目标带宽和保证码流质量的情况下，较准确地控制码率。

一方面，本发明实施例提供了一种量化参数的获取方法，能够同时满足目标带宽和保证码流质量，准确控制码率。

本发明实施例采用的技术方案如下：一种量化参数的获取方法，该方法包括：

获取当前帧的输出目标比特，所述当前帧为当前处理的输入帧；

根据所述输出目标比特利用非线性码率控制模型获取目标量化参数；所述的非线性码率控制模型为码率与量化步长的平方积不变模型： 

其中， 

为当前帧的初始目标量化步长， 

为当前帧的输出目标比特， 

为当前帧的输入量化步长， 

为当前帧的输入比特。

另一方面，本发明实施例提供了一种量化参数的获取装置，能够同时满足目标带宽和保证码流质量，准确控制码率。

本发明实施例采用的技术方案如下：一种量化参数的获取装置，该装置包括：

输出目标比特获取单元，用于获取当前帧的输出目标比特，所述当前帧为当前处理的输入帧；

量化参数获取单元，用于根据所述输出目标比特获取单元获取的输出目标比特利用非线性码率控制模型获取目标量化参数，所述的非线性码率控制模型为码率与量化步长的平方积不变模型： 

其中， 

为当前帧的初始目标量化步长， 

为当前帧的输出目标比特， 

为当前帧的输入量化步长， 为当前帧的输入比特。

再一方面，本发明实施例提供了一种转码器，能够同时满足目标带宽和保证码流质量，准确控制码率。

本发明实施例采用的技术方案如下：一种转码器，包括：

解码装置，用于获取输入视频流的输入转码信息；

码率控制装置，用于根据输出转码信息和所述解码装置获取的输入转码信息，获取输出目标比特，利用所述输出目标比特根据非线性码率控制模型获取输出端的目标量化参数；所述的非线性码率控制模型为码率与量化步长的平方积不变模型： 

其中， 

为当前帧的初始目标量化步长， 

为当前帧的输出目标比特， 

为当前帧的输入量化步长， 

为当前帧的输入比特；

编码装置，用于根据所述码率控制装置获取的目标量化参数进行编码以生成输出码流。

本发明实施例在进行视频转码时，充分考虑到不同的编码标准在编码方式上的差异，通过采用非线性码率控制模型，能够获取较精确的目标量化参数，解决了现有技术中在进行从MPEG-2、MPEG-4、H.261、H.263至H.264的转码时，因采用线性码率控制模型，获取的目标量化参数误差较大，获取的码流质量不高，码率控制不准确的问题，从而，本发明实施例提供的技术方案在进行转码时，能够同时满足目标带宽和保证码流质量，准确控制码率。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的量化参数的获取方法流程图；

图2为本发明实施例二提供的量化参数的获取方法流程图；

图3为本发明实施例一提供的量化参数的获取装置示意图；

图4为本发明实施例二提供的量化参数的获取装置示意图；

图5为本发明实施例提供的转码器示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将结合附图对本发明的 实施例进行详细的介绍，下面的描述仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些实施例获得本发明的其他的实施方式。

本发明实施例提供了一种量化参数的获取方法、装置及转码器，能够同时满足目标带宽和保证码流质量，准确控制码率。下面对本发明实施例进行详细说明。

本发明实施例采用的技术方案包括：一种量化参数的获取方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤11、获取当前帧的输出目标比特，所述当前帧为当前处理的输入帧；

步骤12、根据所述输出目标比特利用非线性码率控制模型获取目标量化参数。

本发明实施例在进行视频转码时，充分考虑到不同的编码标准在编码方式上的差异，通过采用非线性码率控制模型，能够获取较精确的目标量化参数，解决了现有技术中在进行从MPEG-2、MPEG-4、H.261、H.263至H.264的转码时，因采用线性码率控制模型，获取的目标量化参数误差较大，获取的码流质量不高，码率控制不准确的问题，从而，本发明实施例提供的技术方案在进行转码时，能够同时满足目标带宽和保证码流质量，准确控制码率。

在目前的数字电视视频中主要采用MPEG-2视频压缩标准，形成的码流码率较大，要求的带宽较高，而H.264视频压缩标准，能够在保持相同信噪比的前提下具有更高的压缩率和良好的网络接口特性，所以H.264标准成为视频协议的一个重要选择。本发明实施例以从MPEG-2、MPEG-4、H.261、H.263到H.264转码过程中的码率控制为例进行说明。

步骤11、获取当前帧的输出目标比特，所述当前帧为当前处理的输入帧。

本发明实施例为获取当前帧的初始输出目标比特，首先确定了输出带宽与当前帧初始输出目标比特比： 

其中R_o为输出码流的目标带宽，R_i为输入码流的带宽， 

为当前帧的初始输出目标比特， 

为当前帧的输入比特，R_o可由系统或用户配置，R_i和 

可从输入码流中获取信息。在本发明实施例中所述的输出目标比特是转码前为转码器的输出码流设定的所需占用的比特数。

如图2所示，步骤11具体包括：

步骤110、根据带宽和当前帧的输入比特获取初始输出目标比特：

$N_o^j=N_i^j\·\frac{R_o}{R_i}.$

本发明实施例在获取初始输出目标比特时，考虑到了每帧图像各自的特征，反映了图像的瞬时性，利用每帧图像的输入比特，获取的每帧图像的初始输出目标比特，当该图像的输入比特不同时也不相同，从而使获取的初始输出目标比特更加合理。

为了使获取的输出目标比特更加准确，从而使对视频帧的比特分配更加合理，本发明实施例考虑多种因素，例如，图像的码率波动、图像的复杂度变化等，对获得的初始输出目标比特进行优化，获取输出目标比特，主要包括如下步骤：

步骤111、根据所述初始输出目标比特和第一类优化参数，获取第一类输出目标比特，具体包括：

所述的第一类优化参数为：

式中，ζ^j表示当前帧图像的第一优化参数，j表示帧的序号， 和 

分别为已编码的前j-1帧输出和输入的平均实际比特数；

或者， 式中，γ^j表示当前帧图像复杂度， 

表示已编码的前j-1帧的平均复杂度；

为了便于清楚说明，本发明实施例采用第一输出目标比特、第二输出目标比特等字样，对利用一种优化参数优化所述初始输出目标比特获得的结果进行区分，该字样并不严格表明在优化时的先后顺序。

利用所述的第一类优化参数获取的所述第一类输出目标比特为：

第一输出目标比特 

或者，

第二输出目标比特 

其中， 

式中的 

指出了当前帧的复杂程度。对于场景发生变化的帧或具有高复杂度场景的帧， 

大于 

因此对该帧分配较多的比特，而对于低复杂度的帧则分配较少的比特。

由于 

可以有效地反映每一帧在整个序列中的复杂度变化情况，因而场景变化的检测和比特分配都很容易进行。并且，由于 能够区分I、P、B帧的编码复杂度，因此这三种类型帧的比特分配可以统一采用该方法。

步骤112、根据所述第一类输出目标比特加权组合获取第二类输出目标比特，所述第二类输出目标比特为第三输出目标比特 

其中，λ为组合权重，取值范围为[0，1]。

当λ的取值不为0或1时，步骤112获取的第三输出目标比特为所述第一输出目标比特和第二输出目标比特组合，在本发明实施例中λ取0.25；

当λ的取值为0或1时，步骤112获取的第三输出目标比特为所述第二输出 目标比特或第一输出目标比特与所述第三优化参数(0或1)的乘积。

步骤113、获取第三类输出目标比特。

在本发明实施例中，以选择三种第三类优化参数，对所述第二类输出目标比特进行优化，获取第三类输出目标比特为例进行说明。为了便于清楚说明，本发明实施例采用第四输出目标比特、第五输出目标比特等字样，对利用一种优化参数优化所述第二类输出目标比特获得的结果进行区分，该字样并不严格表明在优化时的先后顺序，本发明实施例中进行优化时，使用三种第三类优化参数的顺序，只是本发明实施例提供的技术方案中的一种，具体方法如下：

所述的第三类优化参数可以为：

式中，f_o为输出目标帧率，采用此种第三类优化参数进行优化时，获取的第三类输出目标比特为第四输出目标比特 

即： $N_{o4}^j=N_i^j\·\frac{R_o}{R_i}\·({\mathrm{\ζ}}^j\·\mathrm{\λ}+{\mathrm{\γ}}^j\·(1-\mathrm{\λ}))\·{\mathrm{Ratio}}^j$

此外考虑到输出帧率同输入帧率，而输入帧率信息直接从输入码流中获取，则： ${\mathrm{Ratio}}^j=R_o/f_i/\stackrel{\‾}{N_{\mathrm{oA}}^{j-1}}=R_o/(R_i/\stackrel{\‾}{N_i^{j-1}})/\stackrel{\‾}{N_{\mathrm{oA}}^{j-1}}=\frac{R_o\stackrel{\‾}{N_i^{j-1}}}{R_i\stackrel{\‾}{N_{\mathrm{oA}}^{j-1}}}.$

或者，为了进一步优化输出目标比特，考虑到实际输出比特和目标比特的误差，所述的第三类优化参数还可以为：

式中， 

为已编码的前j-1帧的平均输出目标比特数，采用此种第三类优化参数再次进行优化时，获取的第三类输出目标比特为第五输出目标比特 

当某帧的实际输出比特和目标比特突然发生不期望的背离时，该步骤的优化，能够降低这种背离对后续帧的影响，降低后续帧实际输出比特和目标比特的误差。

或者，为了使实际得到的码率与输出目标码率更接近，所述的第三类优化参数可以为：

Para＝m-[R_i/R_o/t]×n，式中，m、t、n为参数，m的取值范围为[0.8，1.0]，n为不大于0.1的正数，t取正整数，[]表示取整数，在本发明实施例中m取0.90，t取4，n取0.05。

采用此种第三类优化参数再次进行优化时，获取的第三类输出目标比特为第六输出目标比特 

本发明实施例获取的第三类输出目标比特不限于此，包括所述初始输出目标比特或所述第一类输出目标比特或所述第二类输出目标比特和至少一种第三类优化参数的乘积中的任意一种。

根据所述第三类优化参数，获取的第三类输出目标比特 

为：

根据所述初始输出目标比特和至少一种第三类优化参数的乘积，获取的第三类输出目标比特为：

$N_{\mathrm{op}}^j=N_o^j\·{\mathrm{Ratio}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_o^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_o^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$

或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_o^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_o^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_o^j\·\mathrm{para};$

或者，根据所述第一类输出目标比特和至少一种第三类优化参数的乘积，获取的第三类输出目标比特为：

$N_{\mathrm{op}}^j=N_{o1}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o1}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o1}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$

或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o1}^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o1}^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o1}^j\·\mathrm{para};$

或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o2}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o2}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o2}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$

或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o2}^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o2}^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o2}^j\·\mathrm{para};$

或者，根据所述第二类输出目标比特和至少一种第三类优化参数的乘积，获取第三类输出目标比特。

或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o3}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o3}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o3}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$

或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o3}^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o3}^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o3}^j\·\mathrm{para}.$

为了进一步优化输出目标比特，考虑到缓冲区的影响，本发明实施例还包括：

步骤114、获取第四类输出目标比特，该步骤具体包括：

步骤S1、获取输出目标比特的上限初始值U(0)＝Bs×p，其中，p为参数，取值范围为[0.5，1]，Bs为缓冲器容量，在本发明实施例中，p取0.8；

步骤S2、获取输出目标比特的下限初始值L(0)＝R_o/f_o，

此外考虑到输出帧率同输入帧率，而输入帧率信息直接从输入码流中获取，则：

$L\left(0\right)=R_o/f_o=R_o/f_i=N_i^1\·\frac{R_o}{R_i};$

步骤S3、利用所述上限初始值和 

获取当前帧目标比特的上限，其中，U(j)为第j帧的输出目标比特的上限，U(j-1)为第j-1帧的输出目标比特的上限， 

为已编码的第j-1帧输出的实际比特数，

此外考虑到输出帧率同输入帧率，而输入帧率信息直接从输入码流中获取，则：

$U\left(j\right)=U(j-1)+R_o/f_o-N_{\mathrm{oA}}^{j-1}=U(j-1)+R_o/f_i-N_{\mathrm{oA}}^{j-1}=U(j-1)+R_o/(R_i/\stackrel{\‾}{N_i^{j-1}})-N_{\mathrm{oA}}^{j-1};$

步骤S4、利用所述下限初始值和 

获取当前帧目标比特的下限，其中，L(j)为第j帧的输出目标比特的下限，L(j-1)为第j-1帧的输出目标比特的下限， 

为已编码的第j-1帧输出的实际比特数，

此外考虑到输出帧率同输入帧率，而输入帧率信息直接从输入码流中获取，则：

$L\left(j\right)=L(j-1)+R_o/f_o-N_{\mathrm{oA}}^{j-1}=L(j-1)+R_o/f_i-N_{\mathrm{oA}}^{j-1}=L(j-1)+R_o/(R_i/\stackrel{\‾}{N_i^{j-1}})-N_{\mathrm{oA}}^{j-1};$

步骤S5、利用所述当前帧目标比特的上限、下限和所述初始输出目标比特或第一类输出目标比特或第二类输出目标比特或第三类输出目标比特获取第四类输出目标比特，所述的第四类输出目标比特为： 

其中 

为初始输出目标比特或第一类输出目标比特或第二类输出目标比特或第三类输出目标比特中的一种。

在本发明实施例中，所述的输出目标比特为上述的初始输出目标比特或第一类输出目标比特或第二类输出目标比特或第三类输出目标比特或第四类输出目标比特中的一种。

本发明提供的技术方案在获取所述输出目标比特时的基本构思为，首先获取初始输出目标比特，因为获取初始输出目标比特时考虑的因素不够全面，所述初始输出目标比特不够理想。为了使获取的输出目标比特更加准确，从而使对视频帧的比特分配更加合理，本发明实施例考虑多种因素，例如，图像的码率波动、图像的复杂度变化等，采用所述第一类优化参数、权重系数或第二类优化参数对初始输出目标比特进行优化，获取输出目标比特。

本发明提供的技术方案包括但不仅限于包括上述方法实施例中描述的获取所述输出目标比特的方法，例如，所述的第一类优化参数、权重系数和第三类优化参数共包括了六种优化参数，从其中选择至少一种与所述初始输出目标比特进行运算，获取第一可选输出目标比特，该第一可选输出目标比特包括了上述的第一、二类输出目标比特和第三类输出目标比特，根据该第一可选输出目标比特、或初始输出目标比特获取第四类输出目标比特。若选用了多种优化参数，则利用所选优化参数逐次对初始输出目标比特进行优化时，并无严格的顺序上的限定，并且对所选择的多种优化参数在数量上也无严格的限定，但考虑 的影响因素越全面，选择的优化参数越多，获取的输出目标比特越合理。

本发明实施例还包括：

步骤12、根据所述输出目标比特利用非线性码率控制模型获取目标量化参数。

在本发明实施例中，所述的非线性码率控制模型为码率与量化步长的平方积不变模型： 

其中， 

为当前帧的初始目标量化步长， 

为当前帧的输出目标比特， 

为当前帧的输入量化步长， 

为当前帧的输入比特。

步骤12具体包括：

步骤T1、根据所述非线性码率控制模型获取初始目标量化步长  $Q{\mathrm{step}}_o^j=Q{\mathrm{step}}_i^j{(N_i^j/N_{\mathrm{oT}}^j)}^{1/2};$

步骤T2、对所述初始目标量化步长进行优化，获取优化目标量化步长  $Q{\mathrm{step}}_{o1}^j=Q{\mathrm{step}}_o^j\·{\mathrm{\α}}^j\·{\mathrm{\β}}^j,$ 其中， ${\mathrm{\α}}^j=\stackrel{\‾}{Q{\mathrm{step}}_{o1}^{j-1}\·{\left(N_{\mathrm{oA}}^{j-1}\right)}^{1/2}}/\stackrel{\‾}{Q{\mathrm{step}}_i^{j-1}\·{\left(N_i^{j-1}\right)}^{1/2}},$ ${\mathrm{\β}}^j=(\stackrel{\‾}{N_{\mathrm{oA}}^{j-1}}/\stackrel{\‾}{N_i^{j-1}})/(N_{\mathrm{oT}}^j/N_i^j).$

步骤T3、根据所述初始目标量化步长或优化目标量化步长查找量化参数表，获取所述目标量化参数。

根据获取的初始或优化目标量化步长查找H.264标准中的量化参数表，找出所述量化参数表中与获取的初始或优化目标量化参数最接近的量化步长，所述目标量化参数包括该量化步长在量化参数表中对应的序号。

在本发明实施例中，输入码流的压缩格式为MPEG-2、MPEG-4、H.261或H.263中的一种，输出码流的压缩格式为H.264。

本发明实施例在进行视频转码时，充分考虑到不同的编码标准在编码方式上的差异，通过采用非线性码率控制模型，能够获取较精确的目标量化参数， 解决了现有技术中在进行从MPEG-2、MPEG-4、H.261、H.263至H.264的转码时，因采用线性码率控制模型，获取的目标量化参数误差较大，获取的码流质量不高，码率控制不准确的问题，从而，本发明实施例提供的技术方案在进行转码时，能够同时满足目标带宽和保证码流质量，准确控制码率。

本发明实施例还提供了一种量化参数的获取装置，能够同时满足目标带宽和保证码流质量，准确控制码率。

一种量化参数的获取装置，如图3所示，该装置包括：

输出目标比特获取单元31，用于获取当前帧的输出目标比特，所述当前帧为当前处理的输入帧；

量化参数获取单元32，用于根据所述输出目标比特获取单元31获取的输出目标比特利用非线性码率控制模型获取目标量化参数。

本发明实施例在进行视频转码时，充分考虑到不同的编码标准在编码方式上的差异，通过采用非线性码率控制模型，能够获取较精确的目标量化参数，解决了现有技术中在进行从MPEG-2、MPEG-4、H.261、H.263至H.264的转码时，因采用线性码率控制模型，获取的目标量化参数误差较大，获取的码流质量不高，码率控制不准确的问题，从而，本发明实施例提供的技术方案在进行转码时，能够同时满足目标带宽和保证码流质量，准确控制码率。

在本发明实施例中，如图4所示，所述输出目标比特获取单元31包括：

初始输出目标比特获取模块311，用于根据带宽和当前帧的输入比特获取初始输出目标比特： 

其中 

为当前帧的初始输出目标比特， 

为当前帧的输入比特，R_o为输出目标带宽，R_i为输入带宽。

为了使获取的输出目标比特更加准确，从而使对视频帧的比特分配更加合 理，对所述的初始输出目标比特进行优化，获得输出目标比特。

如图4所示，所述输出目标比特获取单元31还包括：

第一类输出目标比特获取模块312，用于根据所述初始输出目标比特和第一类优化参数，获取第一类输出目标比特。所述的第一类优化参数为：

式中，ζ^j表示当前帧图像的第一优化参数，j表示帧的序号， 

和 

分别为已编码的前j-1帧输出和输入的平均实际比特数；

或者， 式中，γ^j表示当前帧图像复杂度， 

表示已编码的前j-1帧的平均复杂度；

获取的所述第一类输出目标比特为：

$N_{o1}^j=N_i^j\·\frac{R_o}{R_i}\·{\mathrm{\ζ}}^j,$ 或者， $N_{o2}^j=N_i^j\·\frac{R_o}{R_i}\·{\mathrm{\γ}}^j.$

所述输出目标比特获取单元31还包括：

第二类输出目标比特获取模块313，用于根据所述第一类输出目标比特加权获取第二类输出目标比特。所述第二类输出目标比特为 

其中，λ为组合权重，取值范围为[0，1]。

所述输出目标比特获取单元31还包括：

第三类输出目标比特获取模块314，用于根据所述初始输出目标比特至少一种第三类优化参数的乘积，获取第三类输出目标比特，其中，所述的第三类优化参数为：

式中，f_o为输出目标帧率；

或者，所述的第三类优化参数为：

式中， 为已编码的前j-1帧的平均输出目标比特数；或者，所述的第三类优化参数为：

Para＝m-[R_i/R_o/t]×n，式中，m、t、n为参数，m的取值范围为[0.8，1.0]，n为不大于0.1的正数，t取正整数，[]表示取整数；

获取的第三类输出目标比特 

为：

$N_{\mathrm{op}}^j=N_o^j\·{\mathrm{Ratio}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_o^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_o^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$

或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_o^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_o^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_o^j\·\mathrm{para};$

或者，第三类输出目标比特获取模块314，还用于根据所述第一类输出目标比特和至少一种第三类优化参数的乘积，获取第三类输出目标比特；

所述的第三类优化参数为：

式中，f_o为输出目标帧率；

或者，所述的第三类优化参数为：

式中， 

为已编码的前j-1帧的平均输出目标比特数；或者，所述的第三类优化参数为：

Para＝m-[R_i/R_o/t]×n，式中，m、t、n为参数，m的取值范围为[0.8，1.0]，n为不大于0.1的正数，t取正整数，[]表示取整数；

获取的第三类输出目标比特 

为：

$N_{\mathrm{op}}^j=N_{o1}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o1}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o1}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$

或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o1}^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o1}^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o1}^j\·\mathrm{para};$

或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o2}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o2}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o2}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$

或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o2}^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o2}^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o2}^j\·\mathrm{para}.$

或者，所述第三类输出目标比特获取模块314，还用于根据所述第二类输出目标比特和至少一种第三类优化参数的乘积，获取第三类输出目标比特。

其中，所述的第三类优化参数为：

式中，f_o为输出目标帧率；

或者，所述的第三类优化参数为：

式中， 

为已编码的前j-1帧的平均输出目标比特数；或者，所述的第三类优化参数为：

Para＝m-[R_i/R_o/t]×n，式中，m、t、n为参数，m的取值范围为[0.8，1.0]，n为不大于0.1的正数，t取正整数，[]表示取整数。

获取的第三类输出目标比特 

为：

$N_{\mathrm{op}}^j=N_{o3}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o3}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o3}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$

或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o3}^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o3}^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o3}^j\·\mathrm{para}.$

所述输出目标比特获取单元31还包括：

第四类输出目标比特获取模块315，用于获取输出目标比特的上限初始值U(0)＝Bs×p，其中，p为参数，取值范围为[0.5，1]，Bs为缓冲器容量；获取输出目标比特的下限初始值L(0)＝R_o/f_o；

利用所述上限初始值和 

获取当前帧目标比特的上限，其中，U(j)为第j帧的输出目标比特的上限，U(j-1)为第j-1帧的输出目标比特的上限， 为已编码的第j-1帧输出的实际比特数；

利用所述下限初始值和 

获取当前帧目标比特的下限，其中，L(j)为第j帧的输出目标比特的下限，L(j-1)为第j-1帧的输出目标比特的下限， 

为已编码的第j-1帧输出的实际比特数；

利用所述当前帧目标比特的上限、下限和所述初始输出目标比特或第一类输出目标比特或第二类输出目标比特或第三类输出目标比特获取第四类输出目标比特，所述的第四类输出目标比特为： 

其中 

为初始输出目标比特或第一类输出目标比特或第二类输出目标比特或第三类输出目标比特中的一种。

所述的输出目标比特获取单元31包括上述的初始输出目标比特获取模块311、第一类输出目标比特获取模块312、第二类输出目标比特获取模块313、第三类输出目标比特获取模块314、第四类输出目标比特获取模块315中的至少一种。如图4中所示的本发明实施例提供的码率控制的装置示意图只包括了其中的一种情况，包括了上述的所有五种模块。

在本发明实施例中，所述的量化参数获取单元32包括：

初始目标量化步长获取模块，用于根据所述非线性码率控制模型获取初始目标量化步长 

优化获取模块，用于对所述初始目标量化步长进行优化，获取优化目标量化步长 

其中， 

${\mathrm{\β}}^j=(\stackrel{\‾}{N_{\mathrm{oA}}^{j-1}}/\stackrel{\‾}{N_i^{j-1}})/(N_{\mathrm{oT}}^j/N_i^j);$

获取模块，用于根据所述初始目标量化步长或优化目标量化步长查找量化参数表，获取所述目标量化参数。

本发明实施例在进行视频转码时，充分考虑到不同的编码标准在编码方式上的差异，通过采用非线性码率控制模型，能够获取较精确的目标量化参数，解决了现有技术中在进行从MPEG-2、MPEG-4、H.261、H.263至H.264的转码时，因采用线性码率控制模型，获取的目标量化参数误差较大，获取的码流质量不高，码率控制不准确的问题，从而，本发明实施例提供的技术方案在进行转码时，能够同时满足目标带宽和保证码流质量，准确控制码率。

本发明实施例还提供了一种转码器，能够同时满足目标带宽和保证码流质量，准确控制码率。

一种转码器，如图5所示，该转码器包括：

解码装置51，用于获取输入视频流的输入转码信息；

码率控制装置52，用于根据输出转码信息和解码装置51获取的输入转码信息，获取输出目标比特，利用所述输出目标比特根据非线性码率控制模型获取输出端的目标量化参数；

编码装置53，用于根据所述码率控制装置52获取的目标量化参数进行编码以生成输出码流。

所述的输入转码信息包括输入码流的带宽、帧率、各帧比特数和量化步长；所述的输出转码信息包括输出码流的带宽、帧率、各帧的目标比特数和目标量化步长，其中，所述输出转码信息中的带宽由系统或用户进行配置，帧率由系统或用户配置或根据输入码流确定，各帧的目标比特数和目标量化步长由码率控制装置52设置。

所述的非线性码率控制模型为码率与量化步长的平方积不变模型：  ${\left({\mathrm{Qstep}}_o^j\right)}^2\·N_{\mathrm{oT}}^j={\left({\mathrm{Qstep}}_i^j\right)}^2\·N_i^j,$ 其中，Qstep_o ^j为当前处理帧的初始目标量化步长，N_oT ^j 为当前处理帧的输出目标比特，Qstep_i ^j为当前处理帧的输入量化步长，N_i ^j为当前处理帧的输入比特。

在本发明实施例中，输入码流的压缩格式为MPEG-2、MPEG-4、H.261或H.263中的一种，输出码流的压缩格式为H.264。

本发明实施例在进行视频转码时，充分考虑到不同的编码标准在编码方式上的差异，通过采用非线性码率控制模型，能够获取较精确的目标量化参数，解决了现有技术中在进行从MPEG-2、MPEG-4、H.261、H.263至H.264的转码时，因采用线性码率控制模型，获取的目标量化参数误差较大，获取的码流质量不高，码率控制不准确的问题，从而，本发明实施例提供的技术方案在进行转码时，能够同时满足目标带宽和保证码流质量，准确控制码率。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例中的全部或部分步骤，可以通过程序来指令相关硬件完成。所述实施例对应的软件可以存储在一个计算机可存储读取的介质中。

当然，本发明的实施例还可有很多种，在不背离本发明的实施例精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明的实施例做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明的实施例所附的权利要求的保护范围。

Claims (24)

1.一种量化参数的获取方法，其特征在于，该方法包括：

获取当前帧的输出目标比特，所述当前帧为当前处理的输入帧；

根据所述输出目标比特利用非线性码率控制模型获取目标量化参数；所述的非线性码率控制模型为码率与量化步长的平方积不变模型：

其中，

为当前帧的初始目标量化步长，为当前帧的输出目标比特，

为当前帧的输入量化步长，

为当前帧的输入比特。

2.根据权利要求1所述的量化参数的获取方法，其特征在于，所述的获取当前帧的输出目标比特的步骤包括：

根据带宽和当前帧的输入比特获取初始输出目标比特：

其中

为当前帧的初始输出目标比特，

为当前帧的输入比特，R_o为输出目标带宽，R_i为输入带宽。

3.根据权利要求2所述的量化参数的获取方法，其特征在于，还包括：

根据所述初始输出目标比特和第一类优化参数，获取第一类输出目标比特；所述的第一类优化参数为：

式中，

表示当前帧图像的第一优化参数，j表示帧的序号，

和分别为已编码的前j-1帧输出和输入的平均实际比特数；

或者，所述第一类优化参数为

式中，γ^j表示当前帧图像复杂度，

表示已编码的前j-1帧的平均复杂度；

获取的所述第一类输出目标比特为第一输出目标比特

或者，所述第一类输出目标比特为第二输出目标比特

4.根据权利要求3所述的量化参数的获取方法，其特征在于，还包括：

根据所述第一类输出目标比特加权组合获取第二类输出目标比特，所述第二类输出目标比特为

其中，λ为组合权重，取值范围为[0，1]。

5.根据权利要求2所述的量化参数的获取方法，其特征在于，还包括：

根据所述初始输出目标比特和至少一种第三类优化参数的乘积，获取第三类输出目标比特；

所述的第三类优化参数为：

式中，f_o为输出目标帧率；

或者，所述的第三类优化参数为：

式中，

为已编码的前j-1帧的平均输出目标比特数；

或者，所述的第三类优化参数为：

Para＝m-[R_i/R_o/t]×n，式中，m、t、n为参数，m的取值范围为[0.8，1.0]，n为不大于0.1的正数，t取正整数，[]表示取整数；

获取的第三类输出目标比特

为：

$N_{\mathrm{op}}^j=N_o^j\·{\mathrm{Ratio}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_o^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_o^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$

或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_o^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_o^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_o^j\·\mathrm{para}.$

6.根据权利要求3所述的量化参数的获取方法，其特征在于，还包括：

根据所述第一类输出目标比特和至少一种第三类优化参数的乘积，获取第三类输出目标比特；

所述的第三类优化参数为：

式中，f_o为输出目标帧率；

或者，所述的第三类优化参数为：

式中，

为已编码的前j-1帧的平均输出目标比特数；

或者，所述的第三类优化参数为：

Para＝m-[R_i/R_o/t]×n，式中，m、t、n为参数，m的取值范围为[0.8，1.0]，n为不大于0.1的正数，t取正整数，[]表示取整数；

获取的第三类输出目标比特

为：

$N_{\mathrm{op}}^j=N_{o1}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o1}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o1}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$

或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o1}^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o1}^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o1}^j\·\mathrm{para};$

或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o2}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o2}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o2}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$

或 $N_{\mathrm{op}}^j=n_{o2}^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o2}^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o2}^j\·\mathrm{para}.$

7.根据权利要求4所述的量化参数的获取方法，其特征在于，还包括：

根据所述第二类输出目标比特和至少一种第三类优化参数的乘积，获取第三类输出目标比特；

所述的第三类优化参数为：

式中，f_o为输出目标帧率；

或者，所述的第三类优化参数为：

式中，

为已编码的前j-1帧的平均输出目标比特数；

或者，所述的第三类优化参数为：

Para＝m-[R_i/R_o/t]×n，式中，m、t、n为参数，m的取值范围为[0.8，1.0]，n为不大于0.1的正数，t取正整数，[]表示取整数；

获取的第三类输出目标比特为：

$N_{\mathrm{op}}^j=N_{o3}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o3}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o3}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$

或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o3}^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o3}^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o3}^j\·\mathrm{para}.$

8.根据权利要求5或6或7所述的量化参数的获取方法，其特征在于，还包括：

获取输出目标比特的上限初始值U(0)＝Bs×p，其中，p为参数，取值范围为[0.5，1]，Bs为缓冲器容量；

获取输出目标比特的下限初始值L(0)＝R_o/f_o；

利用所述上限初始值和

获取当前帧目标比特的上限，其中，U(j)为第j帧的输出目标比特的上限，U(j-1)为第j-1帧的输出目标比特的上限，为已编码的第j-1帧输出的实际比特数；

利用所述下限初始值和获取当前帧目标比特的下限，其中，L(j)为第j帧的输出目标比特的下限，L(j-1)为第j-1帧的输出目标比特的下限，

为已编码的第j-1帧输出的实际比特数；

利用所述当前帧目标比特的上限、下限和所述初始输出目标比特或所述第一类输出目标比特或第二输出类目标比特或第三类输出目标比特获取第四类输出目标比特，所述的第四类输出目标比特为：

其中

为初始输出目标比特或第一类输出目标比特或第二类输出目标比特或第三类输出目标比特。

9.根据权利要求8所述的量化参数的获取方法，其特征在于，所述的输出目标比特为初始输出目标比特或第一类输出目标比特或第二类输出目标比特或第三类输出目标比特或第四类输出目标比特中的一种。

10.根据权利要求9所述的量化参数的获取方法，其特征在于，所述根据所述输出目标比特利用非线性码率控制模型获取目标量化参数的步骤包括：根据所述非线性码率控制模型获取初始目标量化步长

对所述初始目标量化步长进行优化，获取优化目标量化步长 ${\mathrm{Qstep}}_{o1}^j={\mathrm{Qstep}}_o^j\·{\mathrm{\α}}^j\·{\mathrm{\β}}^j,$ 其中， ${\mathrm{\α}}^j=\stackrel{\‾}{{\mathrm{Qstep}}_{o1}^{j-1}\·{\left(N_{\mathrm{oA}}^{j-1}\right)}^{1/2}}/\stackrel{\‾}{{\mathrm{Qstep}}_i^{j-1}\·{\left(N_i^{j-1}\right)}^{1/2}},$ ${\mathrm{\β}}^j=(\stackrel{\‾}{N_{\mathrm{oA}}^{j-1}}/\stackrel{\‾}{N_i^{j-1}})/(N_{\mathrm{oT}}^j/N_i^j);$

根据所述初始目标量化步长或优化目标量化步长查找量化参数表，获取所述目标量化参数。

11.根据权利要求10所述的量化参数的获取方法，其特征在于，输入码流的压缩格式为MPEG-2、MPEG-4、H.261或H.263中的一种，输出码流的压缩格式为H.264。

12.一种量化参数的获取装置，其特征在于，该装置包括：

输出目标比特获取单元，用于获取当前帧的输出目标比特，所述当前帧为当前处理的输入帧；

量化参数获取单元，用于根据所述输出目标比特获取单元获取的所述输出目标比特利用非线性码率控制模型获取目标量化参数，所述的非线性码率控制模型为码率与量化步长的平方积不变模型：

其中，为当前帧的初始目标量化步长，

为当前帧的输出目标比特，为当前帧的输入量化步长，

为当前帧的输入比特。

13.根据权利要求12所述的量化参数的获取装置，其特征在于，所述输出目标比特获取单元包括：

初始输出目标比特获取模块，用于根据带宽和当前帧的输入比特获取初始输出目标比特：

其中

为当前帧的初始输出目标比特，

为当前帧的输入比特，R_o为输出目标带宽，R_i为输入带宽。

14.根据权利要求13所述的量化参数的获取装置，其特征在于，所述输出目标比特获取单元还包括：

第一类输出目标比特获取模块，用于根据所述初始输出目标比特和第一类优化参数，获取第一类输出目标比特，其中，所述的第一类优化参数为：

式中，ζ^j表示当前帧图像的第一优化参数，j表示帧的序号，

和分别为已编码的前j-1帧输出和输入的平均实际比特数；

或者，所述的第一类优化参数为

式中，γ^j表示当前帧图像复杂度，

表示已编码的前j-1帧的平均复杂度；

获取的所述第一类输出目标比特为：

$N_{o1}^j=N_i^j\·\frac{R_o}{R_i}\·{\mathrm{\ζ}}^j,$ 或者， $N_{o2}^j=N_i^j\·\frac{R_o}{R_i}\·{\mathrm{\γ}}^j.$

15.根据权利要求14所述的量化参数的获取装置，其特征在于，所述输出目标比特获取单元还包括：

第二类输出目标比特获取模块，用于根据所述第一类输出目标比特加权组合获取第二类输出目标比特，其中，所述第二类输出目标比特为其中，λ为组合权重，取值范围为[0，1]。

16.根据权利要求13所述的量化参数的获取装置，其特征在于，所述输出目标比特获取单元还包括：

第三类输出目标比特获取模块，用于根据所述初始输出目标比特和至少一种第三类优化参数的乘积，获取第三类输出目标比特；

所述的第三类优化参数为：

式中，f_o为输出目标帧率；

或者，所述的第三类优化参数为：

式中，

为已编码的前j-1帧的平均输出目标比特数；

或者，所述的第三类优化参数为：

Para＝m-[R_i/R_o/t]×n，式中，m、t、n为参数，m的取值范围为[0.8，1.0]，n为不大于0.1的正数，t取正整数，[]表示取整数；

获取的第三类输出目标比特

为：

$N_{\mathrm{op}}^j=N_o^j\·{\mathrm{Ratio}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_o^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_o^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$

或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_o^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_o^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_o^j\·\mathrm{para};$

17.根据权利要求14所述的量化参数的获取装置，其特征在于，所述输出目标比特获取单元包括：

第三类输出目标比特获取模块，还用于根据所述第一类输出目标比特和至少一种第三类优化参数的乘积，获取第三类输出目标比特；

所述的第三类优化参数为：

式中，f_o为输出目标帧率；

或者，所述的第三类优化参数为：

式中，

为已编码的前j-1帧的平均输出目标比特数；

或者，所述的第三类优化参数为：

Para＝m-[R_i/R_o/t]×n，式中，m、t、n为参数，m的取值范围为[0.8，1.0]，n为不大于0.1的正数，t取正整数，[]表示取整数；

获取的第三类输出目标比特

为：

$N_{\mathrm{op}}^j=N_{o1}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o1}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o1}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$

或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o1}^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o1}^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o1}^j\·\mathrm{para};$

或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o2}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o2}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o2}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$

或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o2}^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o2}^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o2}^j\·\mathrm{paral}.$

18.根据权利要求15所述的量化参数的获取装置，其特征在于，所述输出目标比特获取单元还包括：

第三类输出目标比特获取模块，还用于根据所述第二类输出目标比特和至少一种第三类优化参数的乘积，获取第三类输出目标比特。

其中，所述的第三类优化参数为：

式中，f_o为输出目标帧率；

或者，所述的第三类优化参数为：

式中，为已编码的前j-1帧的平均输出目标比特数；

或者，所述的第三类优化参数为：

Para＝m-[R_i/R_o/t]×n，式中，m、t、n为参数，m的取值范围为[0.8，1.0]，n为不大于0.1的正数，t取正整数，[]表示取整数，

获取的第三类输出目标比特

为：

$N_{\mathrm{op}}^j=N_{o3}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o3}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o3}^j\·{\mathrm{Ratio}}^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$

或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o3}^j\·{\mathrm{\θ}}^j$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o3}^j\·{\mathrm{\θ}}^j\·\mathrm{para}$ 或 $N_{\mathrm{op}}^j=N_{o3}^j\·\mathrm{para}.$

19.根据权利要求13至18所述的任一量化参数的获取装置，其特征在于，所述输出目标比特获取单元还包括：

第四类输出目标比特获取模块，用于获取输出目标比特的上限初始值U(0)＝Bs×p，其中，p为参数，取值范围为[0.5，1]，Bs为缓冲器容量；获取输出目标比特的下限初始值L(0)＝R_o/f_o；利用所述上限初始值和

获取当前帧目标比特的上限，其中，U(j)为第j帧的输出目标比特的上限，U(j-1)为第j-1帧的输出目标比特的上限，

为已编码的第j-1帧输出的实际比特数；利用所述下限初始值和

获取当前帧目标比特的下限，其中，L(j)为第j帧的输出目标比特的下限，L(j-1)为第j-1帧的输出目标比特的下限，

为已编码的第j-1帧输出的实际比特数；利用所述当前帧目标比特的上限、下限和所述初始输出目标比特或第一类输出目标比特或第二类输出目标比特或第三类输出目标比特获取第四类输出目标比特，所述的第四类输出目标比特为：

其中

为初始输出目标比特或第一类输出目标比特或第二类输出目标比特或第三类输出目标比特中的一种。

20.根据权利要求19所述的量化参数的获取装置，其特征在于，所述量化参数获取单元包括：

初始目标量化步长获取模块，用于根据所述非线性码率控制模型获取初始目标量化步长

优化获取模块，用于对所述初始目标量化步长进行优化，获取优化目标量化步长其中，

${\mathrm{\β}}^j=(\stackrel{\‾}{N_{\mathrm{oA}}^{j-1}}/\stackrel{\‾}{N_i^{j-1}})/(N_{\mathrm{oT}}^j/N_i^j).$

获取模块，用于根据所述初始目标量化步长或优化目标量化步长查找量化参数表，获取所述目标量化参数。

21.根据权利要求20所述的量化参数的获取装置，其特征在于，输入码流的压缩格式为MPEG-2、MPEG-4、H.261或H.263中的一种，输出码流的压缩格式为H.264。

22.一种转码器，其特征在于，包括：

解码装置，用于获取输入视频流的输入转码信息；

码率控制装置，用于根据输出转码信息和所述解码装置获取的输入转码信息，获取输出目标比特，利用所述输出目标比特根据非线性码率控制模型获取输出目标量化参数；所述的非线性码率控制模型为码率与量化步长的平方积不变模型：

其中，

为当前帧的初始目标量化步长，

为当前帧的输出目标比特，为当前帧的输入量化步长，

为当前帧的输入比特；

编码装置，用于根据所述码率控制装置获取的目标量化参数进行编码以生成输出码流。

23.根据权利要求22所述的转码器，其特征在于，所述的非线性码率控制模型为码率与量化步长的平方积不变模型：

其中，

为当前处理帧的初始目标量化步长，

为当前处理帧的输出目标比特，

为当前处理帧的输入量化步长，

为当前处理帧的输入比特。

24.根据权利要求22或23所述的转码器，其特征在于，输入码流的压缩格式为MPEG-2、MPEG-4、H.261或H.263中的一种，输出码流的压缩格式为H.264。

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