视频压缩信息的可变性使编码输出码率也随之可变,由于不同环境下存在着不同信道带宽、传输机制、传输延时等限制,所以视频压缩码率必须适应传输要求,将码率控制在一定的范围,从而实现在给定目标码率的条件下,尽可能得到平坦的高质量的解码图像。保障编码输出码率适应传输要求的方法就是码率控制。它是编码器不可缺少的重要组成部分,贯穿于整个编码过程中。本文主要工作:(1)介绍了视频压缩编码的基本原理、方法,以及视频压缩编码过程中码率控制技术及其发展。(2)介绍了视频压缩标准H.264的关键技术组成、码率控制的功能及关键技术,对现有的H.264码率控制及其改进算法进行了深入归纳总结,阐明了已有算法的优缺点。(3)分析了经典的码率控制算法JVT-H017提案,针对现有的码率控制算法中MAD预测误差大、二次R-D模型不准确的缺陷,提出基于SAQD的率失真修正模型,并在此基础上提出片级双层码率控制算法,不仅解决了率失真优化与码率控制之间存在的“蛋鸡悖论”问题,而且新的源比特预测模型、头信息比特预测方法和量化参数更新算法提高了码率控制的控制精度。(4)研究了率失真模型参数更新时,数据样本点选择过程中存在的问题和率失真模型建立的不准确性的缺陷,分别提出了上下文自适应参数预测技术和线性率失真模型,对Slice级双层码率控制算法进行了优化。从而充分利用了视频信源特性及其时空相关性,提高了率失真建模的有效性。另外,论证了线性模型编码效率稍次于二次模型,且编码复杂度低,将其用于Slice级双层码率控制算法,既可以提高码率控制精度,又降低了编码复杂度。
