基于HEVC的码率控制的相关提案的文献综述

2024-01-09 07:30

本文主要是介绍基于HEVC的码率控制的相关提案的文献综述,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

开博首篇,以下我自己翻译的HEVC提案中有关码率控制的最新几篇文章的摘要和介绍,个人水平有限,还望不吝赐!

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Novel coding tree unitlayer scheme for rate control in HEVC( JCTVC-K0295)

Abstract

  本提案[1]提供了一种基于HEVC的新型CTU层码率控制结构。此提案中提出了一种确定GOP中第一帧图像QP的算法,接着描述了一种分配目标帧码率的改进策略,最后,基于一种新型的率失真代价模型(DQ模型)预测了一帧中CTU层的QP值,以及该帧中剩余CTU的目标码率。与HM8.0码率控制相比,重建视频的平均PSNR在RA-main、LB-main和 LP-main条件下分别能够提升1.10 dB、 0.67 dB和0.62 dB ,能够实现更加平滑的PSNR性能。

Introduction

     JCTVC-I0094中编码单元层码率控制结构为CTU分配目标码率,而采取了一种基于像素的unifiedrate quantization (URQ)模型来为CTU预测QP值。然而,JCTVC-I0094中率失真性能并不如 JCTVC-J0057在 X.264中基于帧级别的码率控制算法表现好。为了实现良好的重建视频的主观质量,在一帧中针对不同复杂度的CTU应该采取不同的QP值[4]。然后, JCTVC-J0057中的结构在一帧中对于所有的CTU都采取同一个QP值,因此这种结构不能提供很好的主观质量。

      本提案提供了一种基于HEVC的新型CTU层码率控制结构。此提案中提出了一种确定GOP中第一帧图像QP的算法,接着描述了一种分配目标帧码率的改进策略,最后,基于一种新型的率失真代价模型(DQ模型)预测了一帧中CTU层的QP值,以及该帧中剩余CTU的目标码率。与HM8.0码率控制相比,重建视频的平均PSNR在RA-main、LB-main和 LP-main条件下分别能够提升1.10 dB、 0.67 dB和0.62 dB ,能够实现更加平滑的PSNR性能。

References

[1] Wei Wu, Bin Song,  “Novel coding tree unit layer scheme for rate control in HEVC,” JCT-VC of ITU-T SG 16 WP 3 andISO/IEC JTC1/SC 29/WG11, JCTVC-K0295, Shanghai, CN, Oct. 2012

[2] H. Choi, J. Nam, J. Yoo, D. Sim, and I. V. Bajić, “Improvement of the rate control based on pixel-based URQ model for HEVC,” JCT-VCof ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11, JCT-VC I0094, Geneva, CH, Apr. 2012.

[3] J. Si, S. Ma, W. Gao, and M. Yang, “Adaptive rate control for HEVC,” JCT-VC of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IECJTC1/SC29/WG11, JCT-VC J0057, Stockholm, SE, July 2012.

[4] K. Sato, “On LBS and Quantization,” JCT-VC of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11, JCTVC-D308r1, Daegu, KR, Jan. 2011.

 

Improvement of the rate control for HEVCJCTVC-K0229

Abstract

该提案建议一种针对随机访问(RA)条件下提高HM8.0码率控制模型的压缩性能,同时能够降低低延时(LD)条件下码率波动的方法。对RA而言,通过率失真和比特率来确定评估帧复杂度的权重因子,从而精确地实现目标比特的计算。此外,为了提高RD性能,对所有随机访问指针进行了缓冲区的控制。对LD而言,为了降低比特率的波动,采取在一个GOP中仅在第一个编码帧中进行码率控制,同时采用一个单一的λ值来实现率失真优化(RDO),而不需考虑其所在的时间层ID(TID)。根据该码率控制提议的修改,对RA而言,平均BD-PSNR 提高了0.74 dB;而LD而言,比特率波动的变化减少了 50.88%。

Table 1. QP derivation process for firstframe in a GOP

HM8.0 with the rate control

HM8.0 with the proposed rate control

QP ¬ average of a previous GOP

IF previous frame QP + 2 < QP THEN

QP¬QP+2

ELIF previous frame QP – 2 > QP THEN

   QP¬QP-2

ENDIF

Predict a target-bit

IF No remaining-bit in GOP THEN

QP ¬ previous frame QP + 2

ELSE

invoke the RQ model

ENDIF

 HM8.0中,采用分层QP结构来提高编码性能。分层GOP结构根据不同的TID值分配不同的QP值和λ值。λ值的计算如下:

 

 

References

[1]   J. Si, S. Ma,W. Gao, “Adaptive ratecontrol for HEVC,” JVT of ISO/IEC MPEG and ITU-T VCEG, JVT-J0057,Stockholm, SE, July. 2012

[2]   H.Choi, J. Nam, J. Yoo, D. Sim, I. V. Bajić, “Rate control based on unified RQ model forHEVC,”JVT of ISO/IEC MPEG and ITU-TVCEG, JVT-H023, San José, CA, Feb. 2012

[3]   Y.Liu, Z.G. Li, and Y.C. Soh, “A novel rate control scheme for low delay videocommunication of H.264/AVC standard,”IEEETrans. on Circuits and Syst. Video Tech., vol. 17, no. 1, pp. 68-78, Jan.2007

[4]   F.Bossen, “Common test conditions and software reference configurations,”JCT-VC of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IECJTC1/SC29/WG11, JCT-VC G1200(m22869), Geneva, CH, Nov. 2011

 

Adaptive rate controlfor HEVC JCTVC-J0057

Abstract

该提案提供了JCTVC-I0433提案中码率控制结构的改进方案。针对HM7.0上的码率控制结构提案,主要有以下两个方面修改:一方面,采用假设参考解码器(HRD)来调节比特的分配;另一方面,在R-Q模型中使用 量化尺度代替直接采用QP。相比HM7.0之前的码率控制结构,采用分段三次插值方式的BD码率计算能够在 RA-main情况下减少高达28.5% (LP-main: -21.1%; LB-main:-20.7%)。

Introduction

JCTVC-H0213提案中,针对HM7.0平台,在RA-main条件下,BD-RATE损失平均高达45.4%(LB-main: 29.5%, LP-main: 28.2%)。情况更糟糕时,损失可能高于70%,这是不能接受的。基于比较流行的X264编码器中所使用的自适应比特率(ABR)码率控制算法,在JCTVC-I0433中提出了一种针对HEVC的新型自适应码率控制结构。它的性能要优于H0213,而且能够与固定码率相比拟。该提案中,码率控制结构进一步改善来降低PSNR的波动,同时SSIM值也作为一种额外的性能计算的方法。

 

Proposed rate control algorithm

1Rate modeling码率模型

基于X264中码率控制算法的率失真模型研究,提出了一种针对HEVC的线性R-D模型,如公式(1)所示。在提案模型中,采用SATD作为复杂度的评估。此外,提案中的R模型中将先前编码帧的复杂度也考虑在内,为编码性能的稳定提供有效的信息。该建议的R模型如下:

                                                                                                                              (1)

其中α是模型系数,R为码率。X为当前帧的复杂度估计值,qscale为量化尺度。X的计算公式为:

                                           (2)

n为当前帧序号,QPn-1为第n-1帧的量化参数,Rn-1为第n-1帧的实际比特数。λ为一个常量,参考值为0.6wi为先前编码帧的SATD值的权重。wi的定义如下:

                                                                                                                    (3)

量化尺度qscale和量化因子QP的关系如下:

                                                                                                (4)

Figure. 1: The relationship between thegenerated bits and the estimated bits. QP is set to 32.

2 Rate control scheme码率控制结构

考虑到LDRA设置的差异,该提案建议码率控制算法针对二者分别进行了设计。为RA设置情况设计了一种GOP级别QP调整策略,同时针对LDRA设置采用帧级别自适应QP调整结构,从而使得比特率尽可能地与目标要求相符合。

 

 

Reference

[5]   H.Choi, J. Nam, J. Yoo, D. Sim, and I. V. Bajić, “Rate control based on unified RQmodel for HEVC,” JCT-VCof ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11, JCT-VC H0213 (m23088), San José, CA, USA, Feb.2012

FrankBossen, “Common test conditions and software reference configurations” , JCTVC-H1100,8th JCT-VC Meeting, San Jose, CA, USA, 1-10 February, 2012.

这篇关于基于HEVC的码率控制的相关提案的文献综述的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/586354

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