基于場(chǎng)景切換的H．264碼率控制技術(shù)

　　2．3 仿真結(jié)果

　　為了驗(yàn)證提出的碼率控制算法，本文采用圖3中兩個(gè)序列進(jìn)行驗(yàn)證。一個(gè)是CNN新聞?wù)幸欢涡蛄?QCIF，277幀共9處場(chǎng)景切換)，另一個(gè)為將23幀grandma、38幀foreman、27幀news、41幀sales、33幀silent和29幀table合成為一個(gè)測(cè)試序列(QCIF，191幀共有5處場(chǎng)景切換)。采用本文提出的快速場(chǎng)景切換檢測(cè)算法，2個(gè)序列共14處場(chǎng)景切換可以全部被檢測(cè)出，其中2個(gè)參數(shù)tTH1和tTH2分別設(shè)為0．1和10。采用JM8．6平臺(tái)，測(cè)試序列編碼采取IPPP結(jié)構(gòu)，默認(rèn)GOP長(zhǎng)度為10。

　　通過(guò)對(duì)本文提出的算法和JM8．6算法進(jìn)行仿真比較可知，采用本文的算法，可以有效降低場(chǎng)景切換對(duì)后續(xù)幀編碼質(zhì)量的影響，且更合理地分配碼率資源，使編碼后的視頻圖像質(zhì)量更平穩(wěn)，同時(shí)也可以從整體上提升了視頻序列的編碼質(zhì)量。表1列出了

　　采用本文算法與JM8．6算法時(shí)，測(cè)試序列各場(chǎng)景切換點(diǎn)前后10幀Y分量PSNR均值變化情況，從中可以看出采用本文算法可以有效提高場(chǎng)景切換點(diǎn)后續(xù)幀的編碼質(zhì)量；圖4給出了2種算法下測(cè)試序列3個(gè)分量PSNR值變化曲線，從圖中可以看出，采用本文的算法，重建視頻質(zhì)量更加平穩(wěn)，同時(shí)也提高了整個(gè)序列的平均編碼質(zhì)量，仿真結(jié)果表明當(dāng)給定碼率為80 kb/s，量化參數(shù)Qp初始值為32時(shí)，序列3個(gè)分量的PSNR值平均可以提高0．36 dB、0．42dB、0．37 dB。對(duì)CNN視頻序列進(jìn)行仿真，也可以得到與表1和圖4相似的結(jié)果，在碼率為80 kb／s，初始Qp值為32時(shí)序列編碼質(zhì)量可以提高0．3 dB。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文的算法可以有效地將碼率控制在給定碼率，誤差在3％以內(nèi)。

　　在編碼時(shí)間上，本文的算法避免了由于場(chǎng)景切換導(dǎo)致的無(wú)效的運(yùn)動(dòng)搜索，節(jié)省了場(chǎng)景切換幀的編碼時(shí)間，而算法本身引入的額外運(yùn)算量可以忽略不計(jì)，因而節(jié)省了整個(gè)序列的編碼時(shí)間。仿真結(jié)果也表明，對(duì)于含有5個(gè)場(chǎng)景切換的P幀的測(cè)試序列(191

　　幀)，編碼時(shí)間節(jié)省了2％～3％。很顯然，隨著序列中場(chǎng)景切換的P幀數(shù)量占序列總幀數(shù)的比例增大，節(jié)省的編碼時(shí)間的比例也會(huì)增大。

　　3 結(jié) 論

　　 本文分析了場(chǎng)景切換對(duì)于視頻序列編碼帶來(lái)的影響，并提出了一種基于快速場(chǎng)景切換檢測(cè)的自適應(yīng)碼率控制算法，有效地降低了場(chǎng)景切換對(duì)后續(xù)幀編碼質(zhì)量的影響。結(jié)合H．264／AVC編碼器的實(shí)驗(yàn)研究表明，采用本文的算法，可以更合理地分配碼率資源，使編碼后的視頻圖像質(zhì)量更平穩(wěn)，也可以從整體上提升視頻序列的編碼質(zhì)量。同時(shí)，本文的算法也降低了場(chǎng)景切換幀的編碼時(shí)間，且自身算法復(fù)雜度低，可以有效節(jié)省頻繁場(chǎng)景切換的視頻序列的編碼時(shí)間。該算法可有效地應(yīng)用于如新聞?wù)碗娨暥虖V告等有頻繁場(chǎng)景切換的視頻序列編碼，有效地提高其編碼質(zhì)量和降低編碼時(shí)間。