：1002－8692（2010）06-0023-03一种宏块级码率控制方案*·实用设计·程飞，邹雪妹，滕国伟，王国中（上海大学通信与信息工程学院，上海200072）【摘要】主要针对现有的码率控制方案在场景变化和运动剧烈的情况下控制不准的缺陷和复杂度过大不适于实际运用的情况，提出了一套新的码控方案，利用当前宏块与前一宏块的相关性和熵编码中的一些特性，巧妙地克服了“蛋鸡悖论”，并将其在JM86平台上实现。实验结果表明，与JM86标准代码中的码率控制算法JVT-G012相比，该算法不仅在控制精度上大约提高了0.76kbit/s，而且峰值信噪比平均提高了0.013dB，同时还较好地控制了输出码率和峰值信噪比的波动。【关键词】视频编码；码率控制；场景变化；模式选择【】TN919.81【文献标识码】AMacroblockLayerRateControlAlgorithmCHENGFei,ZOUXue-mei,TENGGuo-wei,WANGGuo-zhong（SchoolofCommunicationandInformationEngineering,ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China）【Abstract】Inthispaper,anewratecontrolmethodisproposedwhichaimstoovercomethedisadvantagesofexistingmethods,includingoccurrenceofinaccuratecontrolwhensceneschangeandtempestuousmovement,andtoolargecomplexitythatisnotsuitableforpracticalapplication.Theproposedalgorithmmakesuseofthecorrelationofthecurrentandformermacroblockstoovercometheegg-chickenparadox,andhasbeenimplementedinJM86（H.264/AVC）.Theexperimentalresultsshowthat,comparedwithJVT-G012inH.264,theproposedmethodgains0.76kbit/sincontrolprecisionand0.013dBinPSNRinaverage.Besides,thefluctuationonbitandPSNRarepreciselycontrolled.【Keywords】videocoding；ratecontrol；scenechange；modeselection引言对于视频通信，由于通信带宽有限，需要对视频编码比特数去编ΔQP。ΔQP越大，不为零的数越多，所耗的比1特数就越多，PSNR值就会相应降低，图像质量也就相应变差。所以宏块级码控方案应该尽量减少不必要的比特数浪费，以求在控制精度的同时有较高的图像质量。码率进行控制，以保证信道带宽的充分利用和在接收端有良好和稳定的接收质量。现有的视频压缩标准都对其宏块级码率控制算法在CAVLC中对DCT系数采用游程编码，2进行了广泛的研究。针对不同的应用场合，专家们提出了多种码率控制策略，较为经典的算法有：MPEG-2的TM5、MPEG-4的VM8[1]、H.263的TMN8[2]，以及H.264/AVC中采用的JVT-G012等码率控制算法[3]。JVT-G012算法对于宏块级码率控制，在实际实现中，不仅需要保存而游程编码主要是对零的游程长度和非零数进行编码，所以在一定程度上游程长度和非零数可以反映出对DCT系数编码所耗的比特数。因此，可以利用DCT系数量化后零的游程和非零数来预测出DCT系数编码所耗的比特数[4]。宏块的头信息主要包括宏块类型、参考索引、运动向量差值、编码块模式、量化参数差值等，其中只有运动向量差每个宏块的相关参数，而且每个宏块在编码之前都要进行参数的更新并求解二次方程，计算复杂度较高，不能很好地满足实际应用的需要。如果能在RDO模式判别前可以预测出当前帧的编值是随着情况的不同而大量变化的，其他参数所用比特码复杂度、计算出达到目标比特数所需的量化级当然最数基本上相对固定[5]。本文用运动向量的个数和运动向量差值的非零数预测宏块头比特数。但在H.264编码中不管是要得到游程长度和非零数，还是要得到运动向量差值都必须先确定量化参数，这就是所谓的“蛋鸡悖论”。本好，但在RDO模式判决之前能得到的信息很少，主要是利用与参考宏块的相关性来预测，这在序列变化剧烈和场景发生变化的情况下很难预测准确。宏块级码控与帧级码控相比，优点当然是控制准确，缺点就是要花费很多*上海市信息化委员会项目（沪信息委产[2007]212---本文于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---断）和量化。若量化参数经常发生变化，不仅码控复杂度（1）使用JVT-G012的方案为GoP和帧分配目标比特数Frbits；（2）宏块目标比特数MBtbits的分配主要由先前宏块所耗比特数Src_bits和剩下多少个宏块Units决定MBtbi...