CN104052998A - 一种基于运动强度的gop层率控调整方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于运动强度的GOP层率控调整方法和系统，本发明方法用GOP的运动强度来表示其复杂度，然后利用运动强度来调整GOP层码率分配，使编码器能够根据编码片源的复杂度来进一步调整GOP层码率分配，从而达到编码性能的优化。此外，通过设置场景检测变量，控制在频繁的场景切换时段的有效性，从而使得本发明方法在性能提升和计算量控制上的优化实现。

Description

一种基于运动强度的GOP层率控调整方法和系统

技术领域

本发明涉及视频编解码领域，尤其涉及一种基于运动强度的GOP层率控调整方法和系统。

背景技术

视频编码片源按运动复杂度分，可以简单的表示为：运动剧烈和相对静止的两类。这两类片源在时间信息冗余度上具有完全不同的特性：运动剧烈的序列时间冗余度低，相对静止的则具有很高的时间冗余度。而常规的率控算法包含GOP(Group of Pictures，画面组)层、图像层、编码单元层(或宏块层)三级码率分配策略。一般在GOP层采用平均分配码率的方法，而在图像层及编码单元层(或宏块层)采用加权分配。这种率控方法，在GOP较小时，由于平均分配方法没有考虑到不同GOP图像特征的不同性，使得其在相对静止片源编码上没有达到最优化。

发明内容

本发明实施例的目的在于提出一种基于运动强度的GOP层率控调整方法，旨在解决现有技术率控方法没有考虑到不同GOP图像特征的不同性，使得其在相对静止片源编码上没有达到最优化问题。

本发明实施例是这样实现的，一种基于运动强度的GOP层率控调整方法，所述方法包括以下步骤：

计算当前GOP的运动强度TI_gop；

判断是否TI_gop>Thres2*number_block，若是，则按原始率控方法进行GOP层码率分配；若否则按原始率控方法进行GOP层码率分配，接着根据当前GOP的运动强度调整GOP层码率分配值；

按分配的GOP比特，对当前GOP内所有帧进行编码；

判断下一个GOP存在，若否，则结束；

其中，Thres2表示第二判定阈值，0<Thres2<0.4，number_block表示一帧图像包含的基本块总数，基本块为当前编码参数允许的最大块。

进一步地，所述步骤“计算当前GOP的运动强度TI_gop”之前还包括步骤：

如果编码器设置的每个GOP所包含的帧数大于fps*5，则按原始率控方法对当前编码片源进行编码；否则，进入步骤“计算当前GOP的运动强度TI_gop”，

其中，fps表示编码片源的帧率，所述原始率控方法为本领域公知的三层率控方法。

进一步地，所述步骤“判断下一个GOP存在”中，若下一个GOP存在，则还还包括以下步骤：

进行场景检测。；

如果diff<Thres3，则，进入Step9；将下一个GOP设置为当前GOP并保持TI_gop不变，然后进入步骤“按原始率控方法进行GOP层码率分配，接着根据当前GOP的运动强度，来调整GOP层码率分配值”；

否则，将下一个GOP设置为当前GOP，再重新回到步骤“计算当前GOP的运动强度TI_gop”进入Step10。；

其中，diff表示当前GOP在播放顺序上的最后一帧中预测模式为Skip的块以及下一个GOP在播放顺序上的第一个帧中相同位置块的亮度值差值的均方差；Thres3表示第三判定阈值，Thres3＝30*(1+24/fps)。

本发明实施例的另一目的在于提出一种基于运动强度的GOP层率控调整方法系统，所述系统包括：

运动强度计算装置，用于计算当前GOP的运动强度TI_gop；

第一判断处理模块，用于判断是否TI_gop>Thres2*number_block，若是则进入码率分配模块；否则进入码率分配值调整模块，

其中Thres2表示第二判定阈值，0<Thres2<0.4；number_block表示一帧图像包含的基本块总数，基本块为当前编码参数允许的最大块

码率分配值调整模块，用于按原始率控方法进行GOP层码率分配，接着根据当前GOP的运动强度调整GOP层码率分配值，然后进入编码模块。

码率分配模块，用于按原始率控方法进行GOP层码率分配，进入编码模块；

编码模块，用于按分配的GOP比特，对当前GOP内所有帧进行编码；

第二判断处理模块，用于判断是否下一个GOP存在，若否，则结束。

进一步地，所述系统还包括：

第零判断处理模块,用于判断编码器设置的每个GOP所包含的帧数是否大于fps*5，若是则按原始率控方法对当前编码片源进行编码；否则，进入运动强度计算装置，

其中，fps表示编码片源的帧率；所述原始率控方法为本领域公知的三层率控方法。

进一步地，所述系统还包括：

第二判断处理模块，用于判断是否下一个GOP存在，是则进入场景检测装置；

场景检测装置，用于进行场景检测；

第三判断处理模块，用于判断是否diff<Thres3，若是则进入第二GOP设置模块；否则进入第一GOP设置模块，其中，Thres3表示第三判定阈值，Thres3＝30*(1+24/fps)；

第一GOP设置模块，用于将下一个GOP设置为当前GOP，然后进入运动强度计算装置；

第二GOP设置模块，用于将下一个GOP设置为当前GOP并保持不变，然后进入码率分配值调整模块；

其中，diff表示当前GOP在播放顺序上的最后一帧中预测模式为Skip的块以及下一个GOP在播放顺序上的第一个帧中相同位置块的亮度值差值的均方差。

本发明的有益效果

本发明提出一种基于运动强度的GOP层率控调整方法和系统，本发明方法用GOP的运动强度来表示其复杂度，然后利用运动强度来调整GOP层码率分配，使编码器能够根据编码片源的复杂度来进一步调整GOP层码率分配，从而达到编码性能的优化。此外，通过设置场景检测变量，控制在频繁的场景切换时段的有效性，从而使得本发明方法在性能提升和计算量控制上的优化实现。

附图说明

图1是本发明优选实施例一种基于运动强度的GOP层率控调整方法流程图；

图2是图1中进行场景检测步骤的流程图；

图3是本发明优选实施例一种基于运动强度的GOP层率控调整系统结构图；

图4是图3中场景检测装置的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。应当理解，此处所描写的具体实施例，仅仅用于解释本发明，并不用以限制本发明。

本发明提出一种基于运动强度的GOP层率控调整方法和系统，本发明方法用GOP的运动强度来表示其复杂度，然后利用运动强度来调整GOP层码率分配，使编码器能够根据编码片源的复杂度来进一步调整GOP层码率分配，从而达到编码性能的优化。此外，通过设置场景检测变量，控制在频繁的场景切换时段的有效性，从而使得本发明方法在性能提升和计算量控制上的优化实现。

实施例一

图1是本发明优选实施例一种基于运动强度的GOP层率控调整方法流程图；所述方法包括以下步骤：

Step0:如果编码器设置的每个GOP所包含的帧数大于fps*5，则按原始率控方法对当前编码片源进行编码；否则，进入Step1。

其中，fps表示编码片源的帧率；所述原始率控方法为本领域公知的三层率控方法，如h264率控方法或者h265的率控方法。

Step1：计算当前GOP的运动强度TI_gop。

Step11：对frame_t的亮度信息帧frame_y,t进行下采样处理，获取

其中，frame_t为当前GOP在播放顺序上的第一帧(即当前编码片源的第t帧)；t表示frame_t在当前编码序列中的播放序号；frame_y,t称为frame_t的亮度信息帧；为frame_y,t进行下采样处理后的亮度信息帧，称为第一处理帧；下采样方法可采用公知的最邻近法、双线性插值、三次卷积等。

Step12：对frame_t+m的亮度信息帧frame_y,t+m进行下采样处理，获取

其中，frame_t+m为当前GOP在播放顺序上的第m+1个帧(即当前编码片源的第t+m帧)，1≤m≤M-1，M表示GOP所包含的帧数；frame_y,t+m称为frame_t+m的亮度信息帧；为frame_y,t+m进行下采样处理后的亮度信息帧，称为第二处理帧；与应具有相同的分辨率。

Step13：利用第一处理帧和第二处理帧，计算当前GOP的运动强度，记为TI_gop。具体计算方法如下：

Step131：计算块统计变量。

Step1311：将第一处理帧划分成当前编码参数允许的最大块；

再将第二处理帧划分成同样大小的块。

Step1312：计算每一个块的块统计变量ti_t,n。

${\mathrm{ti}}_{t,n}=\mathrm{std}(f_t^{\mathrm{deal}}(i,j)-f_{t+m}^{\mathrm{deal}}(i,j)|f_t^{\mathrm{deal}}(i,j)\&Element;{\mathrm{block}}_{t,n}^{\mathrm{deal}}\mathrm{and}{f}_{t+m}^{\mathrm{deal}}(i,j)\&Element;{\mathrm{block}}_{t+m,n}^{\mathrm{deal}})$

其中，为第i行第j列的像素值；为

第i行第j列的像素值；

$\mathrm{std}(f_t^{\mathrm{deal}}(i,j)-f_{t+m}^{\mathrm{deal}}(i,j)|f_t^{\mathrm{deal}}(i,j)\&Element;{\mathrm{block}}_{t,n}^{\mathrm{deal}}\mathrm{and}{f}_{t+m}^{\mathrm{deal}}(i,j)\&Element;{\mathrm{block}}_{t+m,n}^{\mathrm{deal}})$ 表示对

与进行减法运算，然后对所有求取的

求均方差,其中要求属于并且

属于为第一处理帧的第n个块，

为第二处理帧的第n个块，n为块的标号。

Step132：计算当前GOP的运动强度TI_gop。

$\mathrm{TI}\_\mathrm{gop}\underset{n=\mathrm{1,2},...,{\mathrm{number}}_{\mathrm{block}}}{=\mathrm{sum}}\left(\sin g({\mathrm{ti}}_{t,n},\mathrm{Thresl})\right),$

其中， $\sin g({\mathrm{ti}}_{t,n},\mathrm{Thres}1)=\begin{array}{c}\left\{\begin{array}{cc}1,& {\mathrm{ti}}_{t,n}>\mathrm{Thres}1\\ 0,& \mathrm{else}\end{array}\right.,\end{array}$

Thres1表示第一判定阈值，可取Thres1＝8*(1+24/fps)；表示对满足条件的所有变量求和；number_block表示一帧图像包含的基本块总数，基本块为当前编码参数允许的最大块。

Step2：判断如果TI_gop>Thres2*number_block，则进入Step4；否则进入Step3。

其中，Thres2表示第二判定阈值，一般可取0<Thres2<0.4。

Step3：按原始率控方法进行GOP层码率分配，接着根据当前GOP的运动强度调整GOP层码率分配值，然后进入Step5。

所述“根据当前GOP的运动强度调整GOP层码率分配值”具体为：

GOP_bit^m＝clip(GOP_bit*kk,GOP_bit_min,GOP_bit_max)，

其中

$\mathrm{kk}=\left\{\begin{array}{cc}N*(1-\mathrm{TI}\_{\mathrm{gop}}_t/{\mathrm{number}}_{\mathrm{block}}),& T\%N=0\\ k_1,& T\%N=1\\ k_2,& T\%N=2\\ ......,& ......\\ k_{N-1},& T\%\end{array}\right.$

其中，GOP_bit为当前GOP原始分配的比特(也称为原始的码率分配值)；GOP_bit^m为当前GOP调整以后的比特(也称调整后的码率分配值)；T为当前GOP的序号；％表示模运算；N为GOP调整整数常量，一般1≤N≤int(fps*2/M)，int(x)表示对x进行取整运算；GOP_bit_min表示编码器设定的最小GOP比特值；GOP_bit_max表示编码器设定的最大GOP比特值；

$\mathrm{clip}(x,a,b)=\left\{\begin{array}{cc}x,& a\&le;x\&le;b\\ a,& x<a\\ b,& x>b\end{array}\right.;$

kk表示GOP码率调节比例函数，k₁、k₂……k_N-1为分段函数在第2段、第

3段、…、第N段的函数值，他们需满足以下条件：

k_N-1≤......≤k₂≤k₁<N*(1-TI_gop_t/number_block)，

$(\underset{i=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{k}_i+N*(1-\mathrm{TI}\_{\mathrm{gop}}_t/{\mathrm{number}}_{\mathrm{block}}))\&le;1.5*N.$

Step4：按原始率控方法进行GOP层码率分配。

Step5：按分配的GOP比特，对当前GOP内所有帧进行编码。

Step6：如果下一个GOP存在，则进入Ste7；否则，则结束。

Step7：进行场景检测。

具体包括以下步骤：(如图2所示为进行场景检测的流程图)

Step71：如果当前GOP在播放顺序上的最后一帧中，没有Skip块，则进入Step10，否则，进入Step72。

Step72：将当前GOP在播放顺序上的最后一帧中，预测模式为Skip的块标注为场景检测块。

Step73：将下一个GOP在播放顺序上的第一个帧中，相同位置(与Step72中所述预测模式为Skip的块具有相同块标号的块)的块也标注为场景检测块。

Step74：将上述两帧中，具有相同位置且标注为场景检测块的亮度值进行差值运算，然后对所有差值求均方差diff(记求取的均方差为diff)。

Step8：如果diff<Thres3，则，进入Step9；否则，进入Step10。

其中，Thres3表示第三判定阈值，一般可取Thres3＝30*(1+24/fps)。

Step9：将下一个GOP设置为当前GOP并保持TI_gop不变，然后进入Step3。

Step10：将下一个GOP设置为当前GOP，再重新回到Step1。

图3是本发明优选实施例一种基于运动强度的GOP层率控调整方法系统结构图；所述系统包括：

第零判断处理模块,用于判断编码器设置的每个GOP所包含的帧数是否大于fps*5，若是则按原始率控方法对当前编码片源进行编码；否则，进入运动强度计算装置。

其中，fps表示编码片源的帧率；所述原始率控方法为本领域公知的三层率控方法，如h264率控方法或者h265的率控方法。

运动强度计算装置，用于计算当前GOP的运动强度TI_gop。

第一判断处理模块，用于判断是否TI_gop>Thres2*number_block，若是则进入码率分配模块；否则进入码率分配值调整模块；

其中Thres2表示第二判定阈值，一般可取0<Thres2<0.4；number_block表示一帧图像包含的基本块总数，基本块为当前编码参数允许的最大块。

码率分配值调整模块，用于按原始率控方法进行GOP层码率分配，接着根据当前GOP的运动强度调整GOP层码率分配值，然后进入编码模块。

所述“根据当前GOP的运动强度调整GOP层码率分配值”具体为：

GOP_bit^m＝clip(GOP_bit*kk,GOP_bit_min,GOP_bit_max)，

其中

$\mathrm{kk}=\left\{\begin{array}{cc}N*(1-\mathrm{TI}\_{\mathrm{gop}}_t/{\mathrm{number}}_{\mathrm{block}}),& T\%N=0\\ k_1,& T\%N=1\\ k_2,& T\%N=2\\ ......,& ......\\ k_{N-1},& T\%\end{array}\right.$

其中，GOP_bit为当前GOP原始分配的比特(也称为原始的码率分配值)；GOP_bit^m为当前GOP调整以后的比特(也称调整后的码率分配值)；T为当前GOP的序号；％表示模运算；N为GOP调整整数常量，一般1≤N≤int(fps*2/M)，int(x)表示对x进行取整运算；GOP_bit_min表示编码器设定的最小GOP比特值；GOP_bit_max表示编码器设定的最大GOP比特值； $\mathrm{clip}(x,a,b)=\left\{\begin{array}{cc}x,& a\&le;x\&le;b\\ a,& x<a\\ b,& x>b\end{array}\right.;$

kk表示GOP码率调节比例函数，k₁、k₂……k_N-1为分段函数在第2段、第3段、…、第N段的函数值，他们需满足以下条件：

k_N-1≤......≤k₂≤k₁<N*(1-TI_gop_t/number_block)，

$(\underset{i=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{k}_i+N*(1-\mathrm{TI}\_{\mathrm{gop}}_t/{\mathrm{number}}_{\mathrm{block}}))\&le;1.5*N.$

码率分配模块，用于按原始率控方法进行GOP层码率分配，进入编码模块。

编码模块，用于按分配的GOP比特，对当前GOP内所有帧进行编码。

第二判断处理模块，用于判断是否下一个GOP存在，是则进入场景检测装置；否则，则结束。

场景检测装置，用于进行场景检测。

第三判断处理模块，用于判断是否diff<Thres3，若是则进入第二GOP设置模块；否则进入第一GOP设置模块。其中，Thres3表示第三判定阈值，一般可取Thres3＝30*(1+24/fps)。

第一GOP设置模块，用于将下一个GOP设置为当前GOP，然后进入运动强度计算装置；

第二GOP设置模块，用于将下一个GOP设置为当前GOP并保持不变，然后进入码率分配值调整模块；

进一步地，运动强度计算装置还包括下第一采样处理模块、第二下采样处理模块、运动强度计算模块，

第一采样处理模块，用于对frame_t的亮度信息帧frame_y,t进行下采样处理，

获取

其中，framet为当前GOP在播放顺序上的第一帧(即当前编码片源的第t帧)；t表示framet在当前编码序列中的播放序号；frame_y,t称为frame_t的亮度信息帧；为frame_y,t进行下采样处理后的亮度信息帧，称为第一处理帧；下采样方法可采用公知的最邻近法、双线性插值、三次卷积等。

第二下采样处理模块，用于对frame_t+m的亮度信息帧frame_y,t+m进行下采样

处理，获取

其中，frame_t+m为当前GOP在播放顺序上的第m+1个帧(即当前编码片源的第t+m帧)，1≤m≤M-1，M表示GOP所包含的帧数；frame_y,t+m称为frame_t+m的亮度信息帧；为frame_y,t+m进行下采样处理后的亮度信息帧，称为第二处理帧；与应具有相同的分辨率。

运动强度计算模块，用于利用第一处理帧和第二处理帧，计算当前GOP的运动强度，记为TI_gop。

进一步地，所述运动强度计算模块还包括块统计变量计算子模块、运动强度计算子模块，

块统计变量计算子模块，用于计算块统计变量。

具体为：将第一处理帧划分成当前编码参数允许的最大块；再将第二处理帧划分成同样大小的块，然后计算每一个块的块统计变量ti_t,n。

${\mathrm{ti}}_{t,n}=\mathrm{std}(f_t^{\mathrm{deal}}(i,j)-f_{t+m}^{\mathrm{deal}}(i,j)|f_t^{\mathrm{deal}}(i,j)\&Element;{\mathrm{block}}_{t,n}^{\mathrm{deal}}\mathrm{and}{f}_{t+m}^{\mathrm{deal}}(i,j)\&Element;{\mathrm{block}}_{t+m,n}^{\mathrm{deal}})$ 其中，

为第i行第j列的像素值；为第i行第j列的像素值； $\mathrm{std}(f_t^{\mathrm{deal}}(i,j)-f_{t+m}^{\mathrm{deal}}(i,j)|f_t^{\mathrm{deal}}(i,j)\&Element;{\mathrm{block}}_{t,n}^{\mathrm{deal}}\mathrm{and}{f}_{t+m}^{\mathrm{deal}}(i,j)\&Element;{\mathrm{block}}_{t+m,n}^{\mathrm{deal}})$ 表示对与

进行减法运算，然后对所有求取的求均方差,其中要求属于并且属于为第一处理帧的第n个块，为第二处理帧的第n个块，n为块的标号。。

运动强度计算子模块，用于计算当前GOP的运动强度TI_gop，

具体为：

$\mathrm{TI}\_\mathrm{gop}\underset{n=\mathrm{1,2},...,{\mathrm{number}}_{\mathrm{block}}}{=\mathrm{sum}}\left(\sin g({\mathrm{ti}}_{t,n},\mathrm{Thresl})\right),$

其中， $\sin g({\mathrm{ti}}_{t,n},\mathrm{Thres}1)=\begin{array}{c}\left\{\begin{array}{cc}1,& {\mathrm{ti}}_{t,n}>\mathrm{Thres}1\\ 0,& \mathrm{else}\end{array}\right.,\end{array}$ Thres1表示第一判定阈值，可取Thres1＝8*(1+24/fps)；表示对满足条件的所有变量求和；number_block表示一帧图像包含的基本块总数，基本块为当前编码参数允许的最大块。

进一步地，所述场景检测装置还包括第四判断处理模块、第一场景检测块标注模块、第二场景检测块标注模块、均方差计算模块(图4所示是场景检测装置的结构图)，

第四判断处理模块，用于判断如果当前GOP在播放顺序上的最后一帧中，没有Skip块，则进入第一GOP设置模块，否则，进入第一场景检测块标注模块。

第一场景检测块标注模块，用于将当前GOP在播放顺序上的最后一帧中，预测模式为Skip的块标注为场景检测块。

第二场景检测块标注模块，用于将下一个GOP在播放顺序上的第一个帧中，相同位置(所述预测模式为Skip的块具有相同块标号的块)的块也标注为场景检测块；

均方差计算模块，用于将上述两帧中，具有相同位置且标注为场景检测块的亮度值进行差值运算，然后对所有差值求均方差diff(记求取的均方差为diff)，然后进入第三判断处理模块。

本领域的普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序指令相关硬件来完成的，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质可以为ROM、RAM、磁盘、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种基于运动强度的GOP层率控调整方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

计算当前GOP的运动强度TI_gop；

判断是否TI_gop>Thres2*number_block，若是，则按原始率控方法进行GOP层码率分配；若否则按原始率控方法进行GOP层码率分配，接着根据当前GOP的运动强度调整GOP层码率分配值；

按分配的GOP比特，对当前GOP内所有帧进行编码；

判断下一个GOP存在，若否，则结束；

其中，Thres2表示第二判定阈值，0<Thres2<0.4，number_block表示一帧图像包含的基本块总数，基本块为当前编码参数允许的最大块。

2.如权利要求1所述的基于运动强度的GOP层率控调整方法，其特征在于，所述步骤“计算当前GOP的运动强度TI_gop”之前还包括步骤：

如果编码器设置的每个GOP所包含的帧数大于fps*5，则按原始率控方法对当前编码片源进行编码；否则，进入步骤“计算当前GOP的运动强度TI_gop”，

其中，fps表示编码片源的帧率，所述原始率控方法为本领域公知的三层率控方法。

3.如权利要求2所述的基于运动强度的GOP层率控调整方法，其特征在于，所述步骤“判断下一个GOP存在”中，若下一个GOP存在，则：

进行场景检测；

如果diff<Thres3，则将下一个GOP设置为当前GOP并保持TI_gop不变，然后进入步骤“按原始率控方法进行GOP层码率分配，接着根据当前GOP的运动强度，来调整GOP层码率分配值”；

否则，将下一个GOP设置为当前GOP，再重新回到步骤“计算当前GOP的运动强度TI_gop”；

其中，diff表示当前GOP在播放顺序上的最后一帧中预测模式为Skip的块以及下一个GOP在播放顺序上的第一个帧中相同位置块的亮度值差值的均方差；Thres3表示第三判定阈值，Thres3＝30*(1+24/fps)。

4.如权利要求1所述的基于运动强度的GOP层率控调整方法，其特征在于，所述步骤“计算当前GOP的运动强度TI_gop”包括以下步骤：

对frame_t的亮度信息帧frame_y,t进行下采样处理，获取

对frame_t+m的亮度信息帧frame_y,t+m进行下采样处理，获取

利用第一处理帧和第二处理帧，计算当前GOP的运动强度TI_gop；

其中，frame_t为当前GOP在播放顺序上的第一帧；t表示frame_t在当前编码序列中的播放序号；frame_y,t称为frame_t的亮度信息帧；为frame_y,t进行下采样处理后的亮度信息帧，称为第一处理帧；

frame_t+m为当前GOP在播放顺序上的第m+1个帧，1≤m≤M-1，M表示GOP所包含的帧数；frame_y,t+m称为frame_t+m的亮度信息帧；为frame_y,t+m进行下采样处理后的亮度信息帧，称为第二处理帧；与具有相同的分辨率。

5.如权利要求1所述的基于运动强度的GOP层率控调整方法，其特征在于，所述步骤“利用第一处理帧和第二处理帧，计算当前GOP的运动强度”还包括以下步骤：

计算块统计变量；具体为：

将第一处理帧划分成当前编码参数允许的最大块；再将第二处理帧划分成同样大小的块，然后计算每一个块的块统计变量ti_t,n；

${\mathrm{ti}}_{t,n}=\mathrm{std}(f_t^{\mathrm{deal}}(i,j)-f_{t+m}^{\mathrm{deal}}(i,j)|f_t^{\mathrm{deal}}(i,j)\&Element;{\mathrm{block}}_{t,n}^{\mathrm{deal}}\mathrm{and}{f}_{t+m}^{\mathrm{deal}}(i,j)\&Element;{\mathrm{block}}_{t+m,n}^{\mathrm{deal}})$

其中，为第i行第j列的像素值；为第i行第j列的像素值； $\mathrm{std}(f_t^{\mathrm{deal}}(i,j)-f_{t+m}^{\mathrm{deal}}(i,j)|f_t^{\mathrm{deal}}(i,j)\&Element;{\mathrm{block}}_{t,n}^{\mathrm{deal}}\mathrm{and}{f}_{t+m}^{\mathrm{deal}}(i,j)\&Element;{\mathrm{block}}_{t+m,n}^{\mathrm{deal}})$ 表示对与进行减法运算，然后对所有求取的求均方差,其中要求属于并且属于为第一处理帧的第n个块，为第二处理帧的第n个块，n为块的标号；

计算当前GOP的运动强度TI_gop。

$\mathrm{TI}\_\mathrm{gop}\underset{n=\mathrm{1,2},...,{\mathrm{number}}_{\mathrm{block}}}{=\mathrm{sum}}\left(\sin g({\mathrm{ti}}_{t,n},\mathrm{Thresl})\right),$

其中， $\sin g({\mathrm{ti}}_{t,n},\mathrm{Thres}1)=\begin{array}{c}\left\{\begin{array}{cc}1,& {\mathrm{ti}}_{t,n}>\mathrm{Thres}1\\ 0,& \mathrm{else}\end{array}\right.,\end{array}$ Thres1表示第一判定阈值，Thres1＝8*(1+24/fps)；表示对满足条件的所有变量求和；number_block表示一帧图像包含的基本块总数，基本块为当前编码参数允许的最大块。

6.如权利要求1所述的基于运动强度的GOP层率控调整方法，其特征在于，所述步骤“根据当前GOP的运动强度调整GOP层码率分配值”具体为：

GOP_bit^m＝clip(GOP_bit*kk,GOP_bit_min,GOP_bit_max)，

其中

$\mathrm{kk}=\left\{\begin{array}{cc}N*(1-\mathrm{TI}\_{\mathrm{gop}}_t/{\mathrm{number}}_{\mathrm{block}}),& T\%N=0\\ k_1,& T\%N=1\\ k_2,& T\%N=2\\ ......,& ......\\ k_{N-1},& T\%\end{array}\right.$

其中，GOP_bit为当前GOP原始分配的比特；GOP_bit^m为当前GOP调整以后的比特；T为当前GOP的序号；％表示模运算；N为GOP调整整数常量，1≤N≤int(fps*2/M)，int(x)表示对x进行取整运算；GOP_bit_min表示编码器设定的最小GOP比特值；GOP_bit_max表示编码器设定的最大GOP比特值；

$\mathrm{clip}(x,a,b)=\left\{\begin{array}{cc}x,& a\&le;x\&le;b\\ a,& x<a\\ b,& x>b\end{array}\right.;$

kk表示GOP码率调节比例函数，k₁、k₂……k_N-1为分段函数在第2段、第3段、…、第N段的函数值，他们需满足以下条件：

k_N-1≤......≤k₂≤k₁<N*(1-TI_gop_t/number_block)，

$(\underset{i=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{k}_i+N*(1-\mathrm{TI}\_{\mathrm{gop}}_t/{\mathrm{number}}_{\mathrm{block}}))\&le;1.5*N.$

7.如权利要求3所述的基于运动强度的GOP层率控调整方法，其特征在于，所述步骤“进行场景检测”具体包括以下步骤：

如果当前GOP在播放顺序上的最后一帧中，没有Skip块，则进入步骤“将下一个GOP设置为当前GOP”，否则，

将当前GOP在播放顺序上的最后一帧中，预测模式为Skip的块标注为场景检测块；

将下一个GOP在播放顺序上的第一个帧中，相同位置的块也标注为场景检测块；

将上述两帧中，具有相同位置且标注为场景检测块的亮度值进行差值运算，然后对所有差值求均方差diff。

8.一种基于运动强度的GOP层率控调整方法系统，其特征在于，所述系统包括：

运动强度计算装置，用于计算当前GOP的运动强度TI_gop；

第一判断处理模块，用于判断是否TI_gop>Thres2*number_block，若是则进入码率分配模块；否则进入码率分配值调整模块，

其中Thres2表示第二判定阈值，0<Thres2<0.4；number_block表示一帧图像包含的基本块总数，基本块为当前编码参数允许的最大块。

码率分配值调整模块，用于按原始率控方法进行GOP层码率分配，接着根据当前GOP的运动强度调整GOP层码率分配值，然后进入编码模块。

码率分配模块，用于按原始率控方法进行GOP层码率分配，进入编码模块；

编码模块，用于按分配的GOP比特，对当前GOP内所有帧进行编码；

第二判断处理模块，用于判断是否下一个GOP存在，若否，则结束。

9.如权利要求8所述的基于运动强度的GOP层率控调整方法系统，其特征在于，所述系统还包括：

第零判断处理模块,用于判断编码器设置的每个GOP所包含的帧数是否大于fps*5，若是则按原始率控方法对当前编码片源进行编码；否则，进入运动强度计算装置，

其中，fps表示编码片源的帧率；所述原始率控方法为本领域公知的三层率控方法。

10.如权利要求8所述的基于运动强度的GOP层率控调整方法系统，其特征在于，所述系统还包括：

第二判断处理模块，用于判断是否下一个GOP存在，是则进入场景检测装置；

场景检测装置，用于进行场景检测；

第三判断处理模块，用于判断是否diff<Thres3，若是则进入第二GOP设

置模块；否则进入第一GOP设置模块，其中，Thres3表示第三判定阈值，

Thres3＝30*(1+24/fps)；

第一GOP设置模块，用于将下一个GOP设置为当前GOP，然后进入运动强度计算装置；

第二GOP设置模块，用于将下一个GOP设置为当前GOP并保持不变，然后进入码率分配值调整模块；

其中，diff表示当前GOP在播放顺序上的最后一帧中预测模式为Skip的块以及下一个GOP在播放顺序上的第一个帧中相同位置块的亮度值差值的均方差。

11.如权利要求8所述的基于运动强度的GOP层率控调整方法系统，其特征在于，运动强度计算装置还包括下第一采样处理模块、第二下采样处理模块、运动强度计算模块，

第一采样处理模块，用于对frame_t的亮度信息帧frame_y,t进行下采样处理，

获取

其中，frame_t为当前GOP在播放顺序上的第一帧；t表示frame_t在当前编码序列中的播放序号；frame_y,t称为frame_t的亮度信息帧；为frame_y,t进行下采样处理后的亮度信息帧，称为第一处理帧；

第二下采样处理模块，用于对frame_t+m的亮度信息帧frame_y,t+m进行下采样

处理，获取

其中，frame_t+m为当前GOP在播放顺序上的第m+1个帧，1≤m≤M-1，M表示GOP所包含的帧数；frame_y,t+m称为frame_t+m的亮度信息帧；为frame_y,t+m进行下采样处理后的亮度信息帧，称为第二处理帧；与具有相同的分辨率；

运动强度计算模块，用于利用第一处理帧和第二处理帧，计算当前GOP的运动强度TI_gop。

12.如权利要求11所述的基于运动强度的GOP层率控调整方法系统，其特征在于，所述运动强度计算模块还包括块统计变量计算子模块、运动强度计算子模块，

块统计变量计算子模块，用于计算块统计变量；

具体为：将第一处理帧划分成当前编码参数允许的最大块；再将第二处理帧划分成同样大小的块，然后计算每一个块的块统计变量ti_t,n，

${\mathrm{ti}}_{t,n}=\mathrm{std}(f_t^{\mathrm{deal}}(i,j)-f_{t+m}^{\mathrm{deal}}(i,j)|f_t^{\mathrm{deal}}(i,j)\&Element;{\mathrm{block}}_{t,n}^{\mathrm{deal}}\mathrm{and}{f}_{t+m}^{\mathrm{deal}}(i,j)\&Element;{\mathrm{block}}_{t+m,n}^{\mathrm{deal}})$ 其中，

为第i行第j列的像素值；为第i行第j列的像素值； $\mathrm{std}(f_t^{\mathrm{deal}}(i,j)-f_{t+m}^{\mathrm{deal}}(i,j)|f_t^{\mathrm{deal}}(i,j)\&Element;{\mathrm{block}}_{t,n}^{\mathrm{deal}}\mathrm{and}{f}_{t+m}^{\mathrm{deal}}(i,j)\&Element;{\mathrm{block}}_{t+m,n}^{\mathrm{deal}})$ 表示对与

进行减法运算，然后对所有求取的求均方差,其中

属于并且属于为第一处理帧的第n个块，为第二处理帧的第n个块，n为块的标号；

运动强度计算子模块，用于计算当前GOP的运动强度TI_gop，

具体为：

$\mathrm{TI}\_\mathrm{gop}\underset{n=\mathrm{1,2},...,{\mathrm{number}}_{\mathrm{block}}}{=\mathrm{sum}}\left(\sin g({\mathrm{ti}}_{t,n},\mathrm{Thresl})\right),$

其中， $\sin g({\mathrm{ti}}_{t,n},\mathrm{Thres}1)=\begin{array}{c}\left\{\begin{array}{cc}1,& {\mathrm{ti}}_{t,n}>\mathrm{Thres}1\\ 0,& \mathrm{else}\end{array}\right.,\end{array}$ Thres1表示第一判定阈值，Thres1＝8*(1+24/fps)；表示对满足条件的所有变量求和；number_block表示一帧图像包含的基本块总数，基本块为当前编码参数允许的最大块。

13.如权利要求10所述的基于运动强度的GOP层率控调整方法系统，其特征在于，

所述场景检测装置还包括第四判断处理模块、第一场景检测块标注模块、第二场景检测块标注模块、均方差计算模块，

第四判断处理模块，用于判断如果当前GOP在播放顺序上的最后一帧中，没有Skip块，则进入第一GOP设置模块，否则，进入第一场景检测块标注模块；

第一场景检测块标注模块，用于将当前GOP在播放顺序上的最后一帧中，预测模式为Skip的块标注为场景检测块；

第二场景检测块标注模块，用于将下一个GOP在播放顺序上的第一个帧中，相同位置的块也标注为场景检测块；

均方差计算模块，将上述两帧中，具有相同位置且标注为场景检测块的亮度值进行差值运算，然后对所有差值求均方差diff，然后进入第三判断处理模块。