[发明专利]一种基于权重窗口模型的H.264/AVC宏块级码率控制算法

权利要求书

1.一种基于权重窗口模型的QP计算模和MAD预测模型，其特征在于，由当前宏块和其周围的8个宏块组成一个3x3的窗口；同样，对于前一帧，与当前宏块相同位置的宏块和它周围的8个宏块组成一个3x3的窗口；设MB0～MB8依次分别代表在当前编码帧的当前宏块，以及该当前宏块的左边，右边，上边，下边，左上，右上，左下，右下位置的宏块；

QP计算模型如下式所示：

       (3)

其中：

       (4)

         (5)

                          (6)

为当前宏块的QP值，α_k和β_k是权重参数，其取值与其所在的位置有关，Wc和Wp分别表示在当前帧和前一帧中的窗口，0~8对应的是MB0~MB8宏块位置，表示当前帧的窗口中相应k位置宏块的QP，k为0~8的整数，表示前一帧窗口中相应k位置宏块的QP；表示当前帧的窗口中相应k位置宏块的MAD，表示前一帧窗口中相应k位置宏块的MAD；表示当前宏块编码所用比特数，表示前一帧窗口中相应k位置宏块编码所用比特数；权重参数取值如下：

，                        (7)

MAD的预测模型如下式所示：

 (8)

其中M_P的计算方法为：

                           (9)

在上述两式中表示当前宏块的MAD预测值，其中和代表值和上述一致，γ_l 和β_k为MAD计算时所用到的权重，其中β_k由（7）给出，γ_l取值如下所示：

                                           (10)。

2.一种基于如权利要求1所述的QP计算模和MAD预测模型的H.264/AVC宏块级码率控制算法，其特征在于具体步骤为：

对于GOP（画面组）中的第一个I帧和P帧，采用参考软件中的算法计算得到初始QP，设是前一帧的所有宏块MAD的平均值，是当前帧前一个宏块的QP值；根据预测得到的MAD值和当前帧所有已编码宏块的平均MAD值来得到比特分数，具体如下式所示：

                      (11)

其中和 分别表示当前宏块的目标比特数和当前帧的剩余比特数， 表示当前帧中所有已编码宏块的平均MAD值，表示当前帧剩余的未编码的宏块数目；通过减去已编码宏块所用比特数来更新；

如果当前宏块为当前帧的第一个宏块，那么当前宏块的QP设为，对于当前帧的其它宏块，QP的计算方法为：如果当前帧的剩余比特数为负值，则当前QP直接设为+1，否则，先给当前宏块分配比特数，然后通过权利要求1中的QP计算模型得到QP，并且， QP首先由下式来限定：

        (12)

为了保证图像的平滑性，QP进一步由下式来限定：

                  (13)

最后，QP需要满足H.264/AVC的规定，即限定在1～51内：

                            (14)

在完成一个宏块的编码后，记录编码信息，包括：实际MAD， 实际所用的QP， 实际编码所用的比特数，更新剩余比特数。