【论文解读】Macroblock Level Rate Control for Low Delay H.264/AVC based Video Communication

时间:2025-04-04 19:06:36
  • 视频通信系统中的速率控制需求:在许多视频通信系统中,压缩后的视频比特流需要通过恒定比特率(CBR)信道传输。然而,由于帧内容的多样性,视频编码器的输出比特率是变化的,因此需要一个缓冲区来处理可变比特率(VBR)的视频流,并采用速率控制方案来防止缓冲区溢出或下溢。

  • 对低延迟视频通信的挑战:对于交互式视频应用,端到端延迟限制非常严格,这限制了可以使用的缓冲区大小。小缓冲区容易引起溢出和下溢,因此需要更精确的速率控制算法

  • 速率控制的粒度:速率控制可以应用于帧级别或宏块(MB)级别。与帧级别速率控制相比,MB级别速率控制可以更精确地匹配目标比特预算并改善缓冲区调节,尽管这会降低编码效率。

  • 现有算法的局限性:文献中已经介绍了几种MB级别的速率控制算法,但这些算法由于源模型不准确,偶尔会出现比特率估计的较大误差,因此需要较大的缓冲区。

  • ρ域速率控制模型:在文献[4]中发现比特率(R)与ρ(量化后零变换系数的百分比)之间存在线性关系。这个线性模型已经被用于H.263和MPEG4的速率控制,并能产生更准确的比特率估计。

  • 提出的算法:本文提出了一种基于ρ域速率模型的MB级别速率控制算法,用于低延迟视频通信。该算法采用指数模型来描述MB级别的ρ和量化步长(Qstep)之间的关系,并引入了一种切换QP计算方案,以避免帧大小与目标比特率之间的大偏差。

  • 算法细节:如果剩余比特预算大于阈值,则从指数模型计算QP;否则,使用前一个MB的QP加一个常数作为当前MB的QP。

  • 论文结构:接下来的部分将概述原始的ρ域速率控制,描述提出的指数模型,详细介绍提出的MB级别速率控制方案,并展示实验结果,最后得出结论。