码率控制的方法及装置

本发明涉及视频处理，尤其涉及一种码率控制的方法及装置。

背景技术：

1、随着图像和视频应用的不断普及，视频压缩技术也在不断的迭代与创新。常见的视频压缩标准如显示流压缩(display streamcompression，dsc)标准、vesa显示流压缩-m(vesa display compression-m，vdc-m)标准、apple prores编解码器和jpeg-xs标准等分别被广泛应用在高清多媒体接口(high definition multimedia interface，hdmi)、(display port，dp)等显示接口领域和图像视频等制作领域。一般的视频压缩标准的主要目的是在满足低延时、低复杂度和主观无损的条件下实现4～16倍的数据压缩。以较为通用的dsc编码标准为例，轻压缩编码框架主要包含有输入输出、缓存分片、预测、量化、重构、熵编码、码率控制和码流合成等模块，其他标准中可选地存在变换和其他特殊工具模块。其中，码率控制模块通过控制每帧或者每个编码单元的编码的量化参数(quantizationparameter，qp)，使得输出的编码后视频码率满足各项具体限制要求。

2、通常情况下，在对一种格式的图像编码时，由于一种格式的图像中含有n种不同类别的样本，比如对于yuv图像，其包含的两种类别的样本为亮度样本和色度样本，对于两种类别的样本其对应的平均每个像素位置对应的样本数量不同，也即两种类别的样本的样本采样率不同。具体地，可以根据查表得到的两种类别的样本分别对应的量化参数，然后基于查表得到的量化参数进行码率控制，现有技术中并没有一种明确的方法，确定不同采样率与表中的量化参数的对应关系，也不能保证根据图像中多种不同采样率的样本的量化参数进行编码的编码码率和使用编码单元量化参数进行编码的编码码率相等。

3、因此，如何提供一种方法，能够保证根据图像中n种不同类别的样本的量化参数进行编码的编码码率和使用编码单元量化参数进行编码的编码码率相等是目前的一个研究方向。

技术实现思路

1、本发明提供一种码率控制的方法及装置，用以提供一种码率控制的方法，实现能够保证根据图像中n种不同类别的样本的量化参数进行编码的编码码率和使用编码单元量化参数进行编码的编码码率相等。

2、本发明提供一种码率控制的方法，包括：获取编码单元量化参数、目标图像中n种不同类别的样本的样本数量和n种不同类别的样本分别对应的预设量化参数偏差值，n为大于1的整数；基于所述编码单元量化参数、目标图像中n种不同类别的样本的样本数量和n种不同类别的样本分别对应的预设量化参数偏差值确定所述目标图像中n种不同类别的样本中每种类别的样本的量化参数；其中，所述每种类别的样本的量化参数与对应的样本数量的加权和恒等于所述编码单元量化参数和所述目标图像中n种不同类别的样本的总样本数量的乘积；基于所述每种类别的样本的量化参数确定编码单元的编码码率。

3、在其中一个实施例中，所述基于所述编码单元量化参数、目标图像中n种不同类别的样本的样本数量和n种不同类别的样本分别对应的预设量化参数偏差值确定所述目标图像中n种不同类别的样本中每种类别的样本的量化参数，包括：确定n种不同类别的样本中的主样本和辅样本：其中，主样本为n种不同类别的样本中重要性最大的样本；辅样本为n种不同类别的样本中除主样本之外的其他样本；基于每种类别的样本的量化参数与对应的样本数量，以及所述编码单元量化参数，确定三者之间的第一表达式：其中，cu_qp为编码单元量化参数；ni表示第i类别的样本的样本数量，qpi表示第i类别的样本的量化参数；基于所述主样本的量化参数、所述辅样本的量化参数以及所述n种不同类别的样本分别对应的预设量化参数偏差值确定预设量化参数偏差值与样本的量化参数之间的第二表达式：qpj-p0＝qpbiasj，其中，j＝1,2,…,n-1，qpj表示第j种类别的辅样本的量化参数，qp0表示主样本的量化参数，qpbiasj表示第j种类别的辅样本的预设量化参数偏差值；基于所述第一表达式和所述第二表达式确定所述每种类别的样本的量化参数。

4、在其中一个实施例中，所述确定的每种类别的样本的量化参数中主样本的量化参数的第三表达式为：其中，nj表示第j种类别的辅样本的的样本数量；第j种类别的辅样本的量化参数的第四表达式为：qpi＝p0+qpbiasj。

5、在其中一个实施例中，若n＝2，即所述目标图像中两种不同类别的样本：一种主样本和一种辅样本；所述主样本的量化参数qp0的表达式为：辅样本的量化参数qp1的表达式为：其中，cu_qp为编码单元量化参数；qpbias1为辅样本对应的预设量化参数偏差值，表示辅样本的量化参数与主样本的量化参数的偏差值，为正数；n0为主样本的样本数量；n1为辅样本的样本数量。

6、在其中一个实施例中，所述目标图像为yuv图像，相应地，所述主样本为亮度样本，所述辅样本为色度样本。

7、在其中一个实施例中，所述目标图像为rgb图像，相应地，所述主样本为绿色样本，所述辅样本为红色和蓝色样本。

8、本发明还提供一种码率控制的装置，包括：获取模块，用于获取编码单元量化参数、预设量化参数偏差值和目标图像中n种不同类别的样本的样本数量；第一确定模块，用于基于所述编码单元量化参数、目标图像中n种不同类别的样本的样本数量和n种不同类别的样本分别对应的量化参数偏差值确定所述目标图像中n种不同类别的样本中每种类别的样本的量化参数；所述每种类别的样本的量化参数与对应的样本数量的加权和恒等于所述编码单元量化参数和所述目标图像中n种不同类别的样本的总样本数量的乘积；第二确定模块，用于基于所述每种类别的样本的量化参数确定编码单元的编码码率。

9、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述码率控制的方法的步骤。

10、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述码率控制的方法的步骤。

11、本发明提供的码率控制的方法及装置，通过使每种类别的样本的量化参数与对应的样本数量的加权和恒等于编码单元量化参数和目标图像中n种不同类别的样本的总样本数量的乘积，从而提供了n种不同类别的样本的量化参数的一种确定方式，即基于编码单元量化参数、预设量化参数偏差值和目标图像中n种不同类别的样本的样本数量确定目标图像中n种不同类别的样本中每种类别的样本的量化参数，进而能够保证根据图像中多种不同采样率的样本的量化参数进行编码的编码码率和使用编码单元量化参数进行编码的编码码率相等。

技术特征：

1.一种码率控制的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的码率控制的方法，其特征在于，所述基于所述编码单元量化参数、目标图像中n种不同类别的样本的样本数量和n种不同类别的样本分别对应的预设量化参数偏差值确定所述目标图像中n种不同类别的样本中每种类别的样本的量化参数，包括：

3.根据权利要求2所述的码率控制的方法，其特征在于，所述确定的每种类别的样本的量化参数中主样本的量化参数的第三表达式为：其中，nj表示第j种类别的辅样本的的样本数量；第j种类别的辅样本的量化参数的第四表达式为：qpi＝p0+qpbiasj。

4.根据权利要求3所述的码率控制的方法，其特征在于，若n＝2，即所述目标图像中两种不同类别的样本：一种主样本和一种辅样本；所述主样本的量化参数qp0的表达式为：辅样本的量化参数qp1的表达式为：其中，cu_qp为编码单元量化参数；qpbias1为辅样本对应的预设量化参数偏差值，表示辅样本的量化参数与主样本的量化参数的偏差值，为正数；n0为主样本的样本数量；n1为辅样本的样本数量。

5.根据权利要求2所述的码率控制的方法，其特征在于，所述目标图像为yuv图像，相应地，所述主样本为亮度样本，所述辅样本为色度样本。

6.根据权利要求2所述的码率控制的方法，其特征在于，所述目标图像为rgb图像，相应地，所述主样本为绿色样本，所述辅样本为红色和蓝色样本。

7.一种码率控制的装置，其特征在于，包括：

8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述码率控制的方法的步骤。

9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述码率控制的方法的步骤。

技术总结
本发明提供一种码率控制的方法及装置，所述方法包括：基于编码单元量化参数、目标图像中n种不同类别的样本的样本数量和n种不同类别的样本分别对应的预设量化参数偏差值确定所述目标图像中n种不同类别的样本中每种类别的样本的量化参数，n为大于1的整数；其中，所述每种类别的样本的量化参数与对应的样本数量的加权和恒等于所述编码单元量化参数和所述目标图像中n种不同类别的样本的总样本数量的乘积；基于所述每种类别的样本的量化参数确定编码单元的编码码率。基于此，能够保证根据图像中n种不同类别的样本的量化参数进行编码的编码码率和使用编码单元量化参数进行编码的编码码率相等。

技术研发人员：高文,宋泽田,任荟文,王苫社,马思伟
受保护的技术使用者：北京大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11