HEVC應(yīng)用前背景信息的監(jiān)控視頻碼率分配算法

摘 要： 碼率控制是視頻編碼中的關(guān)鍵技術(shù)，目標(biāo)碼率分配作為碼率控制模型輸入，對碼率控制參數(shù)估計(jì)起到重要作用。新一代編碼標(biāo)準(zhǔn) HEVC 中的碼率控制采用R-λ模型，通過分配且動(dòng)態(tài)更新目標(biāo)碼率 R 計(jì)算拉格朗日乘數(shù)λ，以此對碼率進(jìn)行控制。監(jiān)控視頻具有數(shù)據(jù)量大、傳輸穩(wěn)定度要求高、前背景劃分明顯等性質(zhì)，對碼率控制提出了更高的要求。在 HEVC 標(biāo)準(zhǔn)中提出基于前背景信息的監(jiān)控視頻碼率分配算法，使得碼率分配更加符合監(jiān)控視頻性質(zhì)，進(jìn)而提高碼率控制參數(shù)估計(jì)準(zhǔn)確度。提出的算法保證了監(jiān)控視頻碼率控制性能，平均碼率控制誤差為 0.1%。同時(shí)使前景編碼質(zhì)量得到提高，峰值信噪比相比于 HEVC碼率控制中3種碼率分配算法分別提高 0.36 dB、0.76 dB 和 0.82 dB。

關(guān)鍵詞： HEVC; 碼率控制; 碼率分配; 監(jiān)控視頻; 前背景信息

中圖分類號(hào)： TP39 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

Foreground-Background Information Based Bit Allocation

Algorithm for Surveillance Video on HEVC

LI Xiujuan

（School of Information Engineering， Urumqi Vocational University， Urumqi 830002）

Abstract： Rate control is a key technique in video coding， and the target bit allocation plays an important role in model parameter estimation of rate control for it is the input of the rate control model. The new generation video coding standard HEVC adopts the R-λ model in rate control， which controls the rate by allocating and dynamically updating the rate R to calculate the Lagrange multiplier λ. The surveillance video has features such as capturing data in large scale， high demand for stable transmission， easy to be divided into foreground and background parts and so on. These all require higher rate control performance. This paper proposes a bit allocation algorithm based on foreground-background information in HEVC， which can make the bit allocation more suitable for surveillance video features and， thus， increases the rate control accuracy. The proposed algorithm maintains the rate control performance， obtaining a rate control error of 0.1%. Besides， the coding quality of foreground is increased by 0.36 dB， 0.76 dB and 0.82 dB in PSNR compared with the three existing bit allocation algorithms in the rate control method of HEVC.

Key words： HEVC; Rate control; Bit allocation; Surveillance video; Foreground-background Information

0 引言

碼率控制在視頻編碼技術(shù)中十分重要，保障了視頻的穩(wěn)定傳輸與高效解碼。隨著視頻標(biāo)準(zhǔn)的不斷發(fā)展，碼率控制技術(shù)性能隨之改進(jìn)，TM5[1]、TMN8[2]、VM8[3]等主流碼率控制算法被不斷應(yīng)用到編碼標(biāo)準(zhǔn)參考軟件中。HEVC作為新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，其碼率控制采用的R-λ模型使編碼碼率得到更加準(zhǔn)確的控制，同時(shí)使編碼性能得到提升。在該模型中，初始目標(biāo)碼率分配作為模型輸入，對于模型準(zhǔn)確計(jì)算起到重要作用，直接影響碼率控制性能。 監(jiān)控視頻拍攝與傳輸不間斷，對傳輸穩(wěn)定性要求高，具有明顯的前背景劃分等性質(zhì)，且前景區(qū)域?yàn)楦信d趣區(qū)域，表達(dá)更多信息。因此對于監(jiān)控視頻碼率控制，目標(biāo)是在保持編碼達(dá)到目標(biāo)碼率的前提下，保持碼率穩(wěn)定;同時(shí)在編碼效率不受影響的前提下，前景區(qū)域得到更高質(zhì)量的編碼。結(jié)合上述特點(diǎn)，本文提出了一種基于前背景信息的監(jiān)控視頻碼率分配算法，以提高監(jiān)控視頻碼率控制性能。本文第2節(jié)對碼率控制相關(guān)研究進(jìn)行綜述，第3節(jié)對本文研究的問題進(jìn)行分析，第4節(jié)闡述本文所提出的算法，第5節(jié)展示并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，第6節(jié)對本文進(jìn)行總結(jié)。

1 相關(guān)研究

在視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展過程中，研究人員提出了多種碼率控制算法，并不斷對算法進(jìn)行改進(jìn)，應(yīng)用到已有的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中。

2.1 主流視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)中的碼率控制算法

MPEG-2 采用了TM5碼率控制算法，該算法基于宏塊復(fù)雜度和緩沖區(qū)充盈度的自適應(yīng)量化參數(shù)調(diào)整來控制碼率。H.263采用TMN8 碼率控制算法，該算法認(rèn)為變換系數(shù)符合拉普拉斯分布，進(jìn)而建立率失真模型并通過調(diào)整量化參數(shù)進(jìn)行碼率控制。MPEG-4 采用VM8算法，該算法基于R-Q模型，利用目標(biāo)比特?cái)?shù)R及圖像復(fù)雜度計(jì)算量化參數(shù)Q，以此進(jìn)行碼率控制。H.264采用MAD-QP模型[4]，利用平均絕對差 MAD 對量化參數(shù)QP進(jìn)行調(diào)整。然而 MAD 需通過率失真決策進(jìn)行計(jì)算，因此需預(yù)知QP，MAD與QP出現(xiàn)決定悖論，因此MAD-QP模型對MAD采用近似方法計(jì)算。

2.2 新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn) HEVC 中的碼率控制算法

HEVC采用基于R-λ關(guān)系的碼率控制模型[5-7]，即根據(jù)目標(biāo)碼率R與緩沖區(qū)情況動(dòng)態(tài)估計(jì)拉格朗日乘數(shù)λ，以此進(jìn)行碼率控制，具體算法如下：

（1） 確定以R-λ模型進(jìn)行碼率控制。HEVC參考軟件通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了更加符合編碼序列率失真性質(zhì)的率失真模型，如式（1）。D（R）=cR-k

（1）其中 R 為編碼碼率，D 為失真，c 、 K 為常數(shù)。由于拉格朗日決策中的率失真方程為式（2）。J=λR+D

（2） ?因此拉格朗日乘數(shù)λ計(jì)算如式（3）。λ=-DR=KcR-k-1=αRβ

（3）其中α為正常數(shù)，β為負(fù)常數(shù)，數(shù)值取決于視頻內(nèi)容。由上述推導(dǎo)確定 HEVC 采用R-λ碼率控制模型。

（2） 計(jì)算目標(biāo)碼率。

i） 在 GOP 級(jí)，首先計(jì)算每幀的期望平均比特?cái)?shù)RpicAvg為式（4）。RpicAvg=Rtargetfreq

（4）其中Rtarget為目標(biāo)碼率，freq為頻率。接下來根據(jù)緩沖區(qū)情況計(jì)算每幀的目標(biāo)平均比特?cái)?shù)TpicAvg為式（5）。TpicAvg=RpicAvg·（Ncoded+SW）-RcodedSW

（5）其中Ncoded為已編碼幀數(shù)，SW用以平緩地對緩沖區(qū)進(jìn)行調(diào)整，Rcoded為已編碼比特?cái)?shù)。最后計(jì)算該 GOP 內(nèi)的目標(biāo)比特?cái)?shù)為式（6）。TGOP=TpicAvg·NGOP

（6）其中，TGOP為GOP包含的幀數(shù)。由此根據(jù)目標(biāo)碼率及緩沖區(qū)情況計(jì)算出GOP 的目標(biāo)比特?cái)?shù)。

ii） 在幀級(jí)，根據(jù) GOP 的目標(biāo)比特?cái)?shù)及緩沖區(qū)情況計(jì)算當(dāng)前幀的目標(biāo)比特?cái)?shù)Tpic為式（7）。Tpic=TGOP-RcodedGOP∑lasti=currωi·ωcurr

（7）其中RcodedGOP為該 GOP 內(nèi)已編碼比特?cái)?shù)，ωi為該GOP內(nèi)第i幀的初始目標(biāo)碼率分配權(quán)重，curr 為當(dāng)前幀標(biāo)識(shí)，last為該 GOP 內(nèi)的最后一幀標(biāo)識(shí)。該計(jì)算方法表示對于GOP內(nèi)的當(dāng)前幀，目標(biāo)比特?cái)?shù)為該GOP內(nèi)剩余的比特?cái)?shù)按剩余幀的初始目標(biāo)碼率分配權(quán)重進(jìn)行加權(quán)分配。

iii）在最大編碼單元（Largest Coding Unit，LCU）級(jí)，根據(jù)當(dāng)前幀的目標(biāo)比 特?cái)?shù)以及緩沖區(qū)情況計(jì)算目標(biāo)比特?cái)?shù)TLCU為式（8）。TLCU=Tpic-Rheader-Rcodedpic∑lasti=currωi·ωcurr

（8）其中Rheader為該幀頭信息所占用的比特?cái)?shù)，Rcodedpic為該幀內(nèi)已編碼的比特?cái)?shù)，ωi為第i個(gè) LCU的初始目標(biāo)碼率分配權(quán)重，curr為當(dāng)前 LCU 標(biāo)識(shí)，last為該幀最后一個(gè)LCU標(biāo)識(shí)。即對于幀內(nèi)的當(dāng)前 LCU，目標(biāo)比特?cái)?shù)為該幀剩余的比特?cái)?shù)按剩余 LCU 的初始目標(biāo)碼率分配權(quán)重進(jìn)行加權(quán)分配。

（3） 計(jì)算拉格朗日乘數(shù)λ。通過目標(biāo)比特?cái)?shù)用公式（3）計(jì)算拉格朗日乘數(shù)λ。其中，在LCU級(jí)計(jì)算得出的λ用以進(jìn)行編碼中的率失真決策;在幀級(jí)計(jì)算得出的λ用以對LCU級(jí)計(jì)算得出的λ進(jìn)行截?cái)嗵幚怼?/p>

（4） 計(jì)算量化參數(shù) QP。根據(jù)λ計(jì)算量化參數(shù)QP，并以該量化參數(shù)對編碼中得到的變換系數(shù)進(jìn)行量化。計(jì)算方法如下，其中γ和δ為常數(shù)為式（9）。QP=γln λ+δ

（9） ?（5） 更新α和β。在當(dāng)前 LCU 或當(dāng)前幀編碼完成后，在 LCU 級(jí)或幀級(jí)對R-λ 模型中的參數(shù)α和β動(dòng)態(tài)更新，使得模型符合當(dāng)前序列的率失真性質(zhì)，以更加準(zhǔn)確地計(jì)算λ。首先使用實(shí)際編碼得到的比特?cái)?shù)Rreal根據(jù)當(dāng)前模型計(jì)算對照拉格朗日乘數(shù)λcomp為式（10）。λcom=α·Rβreal

（10）接下來對α和β進(jìn)行更新為式（11）、式（12）。αnew=α+εα（ln λ-ln λcomp）·α

（11）

βnew=β+εβ（ln λ-ln λcomp）·β

（12）其中εα和εβ為系數(shù)，以此對α和β進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新。

通過上述算法，HEVC通過R-λ模型實(shí)現(xiàn)了碼率控制。該算法有效地改進(jìn)了H.264中利用MAD對QP進(jìn)行計(jì)算的決定悖論，可有效地估計(jì)編碼參數(shù)。此外，該算法動(dòng)態(tài)更新模型參數(shù)，使模型自適應(yīng)地符合不同編碼序列的率失真性質(zhì)。

2 問題分析

在HEVC碼率控制過程中，初始目標(biāo)碼率分配對于λ計(jì)算起到了重要作用，因此碼率分配應(yīng)更加符合當(dāng)前幀和當(dāng)前LCU的預(yù)期編碼比特?cái)?shù)。HEVC當(dāng)前的碼率控制算法中，在初始目標(biāo)碼率分配上采用了平均碼率分配、固定比例碼率分配和自適應(yīng)碼率分配三種模式。平均碼率分配在幀級(jí)和 LCU 級(jí)平均分配目標(biāo)比特?cái)?shù)。固定比列碼率分配在幀級(jí)和 LCU 級(jí)按照設(shè)定的權(quán)重分別對GOP內(nèi)的幀和幀內(nèi)的 LCU 進(jìn)行目標(biāo)比特?cái)?shù)分配。在自適應(yīng)碼率分配中，以不采用碼率控制編碼下GOP內(nèi)各幀的層級(jí)所決定的λ比例作為輸入，在GOP碼率確定的情況下，通過R-λ模型反向計(jì)算各幀目標(biāo)比特?cái)?shù)，在LCU級(jí)采取同理的碼率分配方法。

然而對于監(jiān)控視頻，前景和背景的編碼結(jié)果有明顯差異。在國家音視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)（AVS）監(jiān)控視頻標(biāo)準(zhǔn)測試序列[8]上進(jìn)行前背景碼率統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)，所選序列為室外場景，包括靜態(tài)的道路與房屋背景、動(dòng)態(tài)的行人與車輛前景，場景內(nèi)容豐富。本實(shí)驗(yàn)對 LCU 按其前景所占比例進(jìn)行分類，對不同前景比例類別下的 LCU編碼比特?cái)?shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖1所示。

由圖1可以看出，在監(jiān)控視頻中，對于LCU，隨著前景比例的升高，其平均碼率隨之增加。因此，在進(jìn)行初始目標(biāo)碼率分配時(shí)，根據(jù)視頻前背景信息進(jìn)行碼率分配可以更加合理地計(jì)算λ，進(jìn)而使分配碼率更準(zhǔn)確地接近實(shí)際編碼碼率，從而提高碼率控制效率。

此外，監(jiān)控視頻的前景包含了主要的感興趣信息，背景變化緩慢因而包含的信息量小。因此對于監(jiān)控視頻編碼，在碼率一定的前提下，應(yīng)增加前景區(qū)域編碼質(zhì)量，使得在碼率得到有效控制的同時(shí)提高感興趣區(qū)域編碼質(zhì)量，使監(jiān)控視頻更有效地發(fā)揮其表達(dá)前景信息的作用。

3 基于前背景信息碼率分配算法

針對上述實(shí)驗(yàn)與分析，對于監(jiān)控視頻碼率控制，本文提出了基于前背景信息碼率分配算法（Forground-Background Information based Bit Allocation Algorithm， FBIBA）。

4.1 算法整體框架

本文提出的FBIBA算法整體框架如圖2所示。首先通過輸入序列訓(xùn)練背景模型。然后通過該背景模型，以GOP為基本單位，編碼幀中的LCU被劃分為前景LCU（FLCU）和背景LCU（BLCU）。接下來進(jìn)行碼率分配，在幀級(jí)碼率分配上，根據(jù) GOP 中各幀所包含的 FLCU 比例關(guān)系對各幀進(jìn)行碼率分配;在 LCU 級(jí)碼率分配上，根據(jù) LCU 所屬類別進(jìn)行碼率分配。最后根據(jù) LCU 所屬類別對量化參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，從而在碼率控制前提下提高前景編碼質(zhì)量。

4.2 LCU 分類

在LCU分類算法中，首先建立背景參考圖像。本文采用滑動(dòng)平均算法[9]建立背景參考圖像，該算法使用均值和當(dāng)前像素的權(quán)重進(jìn)行建模，復(fù)雜度低且性能良好。

通過該背景參考圖像，LCU 被分成FLCU和BLCU兩類。具體實(shí)現(xiàn)方式為，將當(dāng)前幀按8×8塊進(jìn)行劃分，計(jì)算每個(gè)8×8塊與背景參考圖像對應(yīng)位置塊的絕對差值和（SAD），通過將SAD同設(shè)定的閾值比較將該8×8塊劃分成前景塊或背景塊。對于LCU，其包含的前景塊數(shù)目定義為Nf。定義LCU劃分閾值為T，定義方法如下：T=ε·W8·H8

（13）其中W為LCU寬度，H為LCU高度，ε為比例常數(shù)。該閾值代表了LCU在固定比例ε下8×8塊的數(shù)量。最后通過比較Nf與T的關(guān)系對LCU進(jìn)行分類，

當(dāng)Nf>T時(shí)，該LCU分類為FLCU;當(dāng)Nf 4.3 幀級(jí)碼率分配算法

在GOP內(nèi)，對每幀進(jìn)行基于前背景信息的目標(biāo)碼率分配。每個(gè)GOP包含的幀數(shù)為n。首先計(jì)算第i幀包含的FLCU數(shù)目，以此作為該幀在碼率分配中的權(quán)重，用ωi表示，該權(quán)重代表了該幀在初始目標(biāo)碼率分配中得到的比特?cái)?shù)在GOP總比特?cái)?shù)中的比例：ωi=∑NLCUindex=1Bindex

Bindex=1，LCUindex∈FLCU

0，LCUindex∈FLCU

（14）即GOP內(nèi)每幀的初始權(quán)重由其包含的FLCU數(shù)目決定，F(xiàn)LCU 數(shù)目越大，該幀在此GOP內(nèi)的初始目標(biāo)比特?cái)?shù)越大。結(jié)合緩沖區(qū)情況，GOP內(nèi)的當(dāng)前幀目標(biāo)比特?cái)?shù)為： Tpic=TGOP-RcodedGO∑nindes=iωindes·ωi

（15）其中TGOP為當(dāng)前 GOP 的目標(biāo)碼率，RcodedGOP為該GOP已編碼比特?cái)?shù)。

4.4 LCU 級(jí)碼率分配算法

在幀內(nèi)，對LCU的目標(biāo)碼率分配，根據(jù)其前背景分類設(shè)置其權(quán)重，代表其初始目標(biāo)碼率分配中得到的比特?cái)?shù)在當(dāng)前幀總比特?cái)?shù)中的比例： ωi=ω1，LCUi∈FLCU

ω2，LCUi∈FLCU

（16）其中ε1和ε2為常數(shù)，且ε1為FLCU的權(quán)重，ε2為 BLCU的權(quán)重。根據(jù)本文第3節(jié)分析得出，ε1大于ε2，即FLCU比BLCU分配到更多的目標(biāo)比特?cái)?shù)。對于LCU，在碼率分配基礎(chǔ)上，調(diào)整其量化參數(shù)QP以提高 FLCU編碼質(zhì)量且不影響當(dāng)前幀整體編碼效率，調(diào)整方法如下：QP=QPorg-δ1，LCUi∈FLCU

QPorg-δ2，LCUi∈BLCU

（17）QPorg為調(diào)整前根據(jù)拉格朗日乘數(shù)λ計(jì)算所得QP，δ1和δ2為調(diào)整常數(shù)，即將FLCU量化參數(shù)減小δ1以提高編碼質(zhì)量，將BLCU量化參數(shù)增加δ2以保持當(dāng)前幀整體編碼效率不受影響。

通過上述算法，實(shí)現(xiàn)了基于視頻前背景信息的初始碼率分配算法，使其更加符合監(jiān)控視頻碼率分布特性;同時(shí)增大前景區(qū)域編碼質(zhì)量，使其更加準(zhǔn)確地表達(dá)前景信息。

4 實(shí)驗(yàn)

4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置

本文在 HEVC參考軟件HM-15.0上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，配 置文件為encoder_lowdelay_ main.cfg，碼率控制點(diǎn)為標(biāo)清3 000 kb/s，高清12 000 kb/s。本實(shí)驗(yàn)以HEVC參考軟件中碼率控制的平均碼率分配、固定比例碼率分配和自適應(yīng)碼率分配算法作為對照，以測試本文提出的FBIBA算法性能。實(shí)驗(yàn)序列選用AVS監(jiān)控視頻通用測試序列，測試幀數(shù)為100幀。該序列集分辨率包括標(biāo)清（sd，720×576）、高清（hd，1 920×1 080），場景包含室內(nèi)、室外等多種場景，光照包括明亮、黑暗，前景包括大前景、小前景，前景運(yùn)動(dòng)有快有慢，比較全面地表現(xiàn)出了監(jiān)控視頻性質(zhì)。測試序列場景如圖3所示。

Bank（SD） Campus（SD） Classover（SD） Crossroad（SD）

Office（SD） Overbridge（SD） Intersection（HD） Mainroad（HD）

本實(shí)驗(yàn)以碼率控制準(zhǔn)確度、碼率波動(dòng)及前景編碼質(zhì)量作為算法性能衡量標(biāo)準(zhǔn)。在碼率控制準(zhǔn)確度上，本實(shí)驗(yàn)以實(shí)際編碼碼率同目標(biāo)碼率的誤差作為測試標(biāo)準(zhǔn)，誤差越小則碼率控制越準(zhǔn)確。在碼率波動(dòng)上，以各幀比特?cái)?shù)波動(dòng)作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，波動(dòng)越小則碼率越穩(wěn)定。在前景編碼質(zhì)量上，統(tǒng)計(jì)前景 LCU 的平均峰值信噪比（PSNR），值越大表示前景編碼質(zhì)量越高。

4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在碼率控制準(zhǔn)確度上，本文提出的 FBIBA 算法與對照算法實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。其中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果中平均誤差為各序列碼率誤差絕對值的平均值。

由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出，HEVC 參考軟件中碼率控制采用平均碼率分配算法、固定比例碼率分配算法、自適應(yīng)碼率分配算法的平均誤差均為 0.01%，本文所提出的FBIBA 算法平均誤差為 0.01%。四種算法的碼率控制準(zhǔn)確度相同，因此本文提出的算法在準(zhǔn)確度上達(dá)到了較高性能，比 HEVC 對照算法未有明顯變化。 在此基礎(chǔ)上，本文提出的算法同對照算法在碼率波動(dòng)上性能如圖 4 所示（以Crossroad 序列為例）。

由圖4可以看出，在碼率波動(dòng)性能上，本文所提算法同平均碼率分配算法接近，無較大波動(dòng)。同固定比例碼率分配和自適應(yīng)碼率分配相比，本文提出的算法波動(dòng)更小，碼率更加穩(wěn)定。

在前景編碼質(zhì)量上，本文提出的算法與對照算法前景PSNR如表2所示。

由表2可以得出，本文提出的算法在前景編碼質(zhì)量上PSNR平均達(dá)到39.65 dB，平均碼率分配算法為 39.29 dB，固定比例碼率分配算法為 38.89 dB，自適應(yīng)碼率分配算法為 38.83 dB。本文提出的算法在前景質(zhì)量上性能最好，比平均碼率分配算法提高了 0.36 dB，比固定比例碼率分配算法提高了 0.76 dB，比自適應(yīng)碼率分配算法提高了 0.82 dB。因此，本文提出的算法提高了監(jiān)控視頻前景信息表達(dá)能力。

由上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出，本文所提出的 FBIBA 算法同 HEVC 對照算法相比，在碼率控制準(zhǔn)確度上達(dá)到了較高性能，減小了碼率波動(dòng)，使碼率更加穩(wěn)定，同時(shí)前景編碼質(zhì)量得到大幅提高。因此本文所提出的 FBIBA 算法提高了 HEVC碼率控制算法在監(jiān)控視頻碼率控制上的性能。

5 結(jié)論

為使碼率控制中的碼率分配更加適合監(jiān)控視頻，且提高監(jiān)控視頻中前景質(zhì)量以更加精確地表達(dá)前景信息，本文提出了基于前背景信息碼率分配算法（FBIBA）。該算法利用監(jiān)控視頻的前背景信息進(jìn)行幀級(jí)和 LCU 級(jí)初始目標(biāo)碼率分配，使碼率分配更加符合監(jiān)控視頻性質(zhì)，同時(shí)提高了監(jiān)控視頻前景編碼質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)表明，本文提出的算法達(dá)到了較高的碼率控制準(zhǔn)確度，減小了碼率波動(dòng)，同時(shí)提高了前景編碼質(zhì)量。相比于平均碼率分配、固定比例碼率分配和自適應(yīng)碼率分配算法，前景編碼質(zhì)量提高 0.36 dB、0.76 dB 和 0.82 dB。

在未來的工作中，將致力于提高碼率控制準(zhǔn)確性，且使碼率更加平穩(wěn);同時(shí)針對前景編碼質(zhì)量進(jìn)一步優(yōu)化，使前景信息表達(dá)更加準(zhǔn)確。

參考文獻(xiàn)

[1] Z. He， S. K. Mitra. Optimum bit allocation and accurate rate control for video coding via ρ-domain source modeling[J]. IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology. 2002， 12（10）： 840-849.

[2] B. Li， H. Li， L. Li. Rate control by R-lambda model for HEVC[C].JCTVC 11th Meeting， Shanghai， CN， 2012：3841-3854.

[3] B. Li， H. Li， L. Li. Adaptive bit allocation for R-lambda model rate control in HM[C]. JCTVC 13th Meeting， Incheon， Korea， 2013.

[4] J. Si， S. Ma， W. Gao. Efficient bit allocation and CTU level rate control for High Efficiency Video Coding[C]. Proceedings of IEEE Picture Coding Symposium （PCS）， San Jose， USA， Dec. 8-11， 2013， pp. 89-92.

[5] Y. Tan， C. Yeo， Z. Li. Single-pass rate control with texture and non＼u0002texture rate-distortion models[J]. IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology，2012， 22（8）：1236-1245.

[6] H. Sun， C. Zhang， S. Gao. LCU-Level bit allocation for rate control in High Efficiency Video Coding[C]. IEEE China Summit & International Conference on Signal and Information Processing（ChinaSIP）. IEEE， 2014： 354- 358.

[7] H. Sun， S. Gao， C. Zhang. Adaptive bit allocation scheme for rate control in high efficiency video coding with initial quantization parameter determination[M]. Signal Processing： Image Communication， 2014， 29（10）：1029-1045.

[8] X. Zhang， Y. Tian， T. Huang， et al.Low-complexity and high-efficiency background modeling for surveillance video coding[C]. Visual Communications and Image Processing， IEEE，2012： 1-6.

[9] L. Zhao， X. Zhang， Y. Tian， et al.. A background proportion adaptive Lagrange multiplier selection method for surveillance video on HEVC[C]. 2013IEEE International Conference on Multimedia and Expo.2013： 1-6.

（收稿日期： 2019.08.28）

基金項(xiàng)目：教育部科學(xué)基金項(xiàng)目（15YJC880028）。

作者簡介：李秀娟（1981-），女，碩士研究生，副教授，研究方向：數(shù)字媒體技術(shù)、動(dòng)漫技術(shù)。文章編號(hào)：1007-757X（2020）02-0027-04