一种控制视频通信质量甜点的方法
一种控制视频通信质量甜点的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种控制视频通信质量甜点的方法。
【背景技术】
[0002] 在实时视频通信中，网络可用带宽经常会变化，发送端根据可用带宽调整编码压 缩率从而动态适应网络变化。然而，在既定码率下，发送端如何对编码的时间和空间资源进 行分配，才能达到最佳的主观质量？即在特定的编码速率（码率：单位时间内的编码输出 大小）下，如何找到质量甜点（质量甜点；指的是在既定的码率和屏幕大小下通过设定合理 的分辨率和帖速率来得到最佳视频主观质量体验）？通常的做法是对编码的量化参数 下简称QP值）进行调整来实现码率的控制，比如H. 264的QP取值范围为1~51，QP越小， 量化精度越高，压缩率越低；相反，QP越大，量化精度越低，压缩率越高，如果QP过大则降低 帖率；还有的做法是通过控制帖率或分辨率来实现控制码率和质量的平衡。该些通常做法 往往缺乏对编码资源的统一规划，有时候无法得到最佳的平衡效果。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种控制视频通信甜点质 量的方法，该方法同时考虑了视频的运动性和复杂度，并均衡考虑编码的时间和空间资源， 从而能在既定的码率下得到最佳视频主观质量体验。
[0004] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为；一种控制视频通信质量甜点的方 法，其特征在于；首先建议一个时间、空间的质量模型函数CEV;
[0005]CEV=f{R，F，^}
[0006] 其中，R表示编码帖分辨率，化表示由网络可用带宽给定的码率，F表示编码帖速 率；f为质量模型函数；
[0007] 对时间、空间的质量模型函数CEV求导，获得在不同编码帖分辨率R和编码帖速 率F对应的适合码率化，随即生成关于R、F和化的视频编码配置表，最后根据接收端所需 要的分辨率，查询视频编码配置表，查出在实际网络可用带宽给定的码率情况下对应的目 标编码帖速率，亦即得到该视频通信质量甜点。本方法适用于多种视频编解码，如H. 263、 H. 264、H. 265、VP8、VP9等，对应不同编解码选择具体参数值不同，计算框架一致。
[0008] 较好的，CEV=f出，F，Br} =SM0S°*TM0S，其中，SM0S为空间质量得分函数，TM0S 为时间质量得分函数，a为空间质量得分函数的权重，其中
[0009]
[0010] mi、m2、m3、ni4、ms、me、nv、Rbase为与视频编码相关的常规参数，而R表示编码帖分辨 率，化表示由网络可用带宽给定的码率，F表示编码帖速率。
[0011] 作为改进，通过历史帖编码输出的视频的运动和复杂度对质量模型函数CEV予W 修正，使得质量模型函数CEV能够适用于所有复杂度场景的视频源。
[0012] 再改进，在确保视频编码最低质量的条件下，对实际输出编码帖速率进行检查是 否满足目标编码帖速率，如果不满足则作为反馈处理对视频源进行去噪处理。
[0013]W下给出针对H. 264编码的控制视频通信质量甜点的方法，对于其它视频编码方 式，解决方法相同，选用参数值不同；针对H. 264编码的视频通信，首先建议一个时间、空间 的质量模型函数CEV;
[0014]CEV=SM0S°*TM0S
[001引其中，SM0S为空间质量得分函数，TM0S为时间质量得分函数，a为空间质量得分 函数的权重，a= 1. 8 ;
[0016] 空间质量得分函数为
W
[0017]其中叫二 1. 5001，m2= 6. 9038,ni3= -0. 0097,ni4= 1. 1195;Rbase=352*288;其 中，R表示编码帖分辨率，化表示由网络可用带宽给定的码率，F表示编码帖速率；
[0018] 任意分辨率任意帖速率的时间质量得分函数TM0S为；
[0019]TM0S=mgF^+mgF+niy (2)
[0020] 其中，ms= -〇. 0048,m6= 0. 2907,m7= 0. 6651;F表示编码帖速率；
[002。 将公式（1)和似代入时间、空间的质量模型函数CEV=SM0S°*TM0S中得到；
[0022]
(3)
[0023] 而针对H. 264编码的视频通信，需要满足W下条件公式：
[0024]
(4)
[00巧]其中，BPP(即Bit Per Pixel)代表压缩程度，BPP越小压缩率越高；
[0026] 对公式（3)基于编码帖速率F求导，计算过程如下：
[0027]
[0030]将公式巧）约除两边得到简化：
[0036] 最终通过公式（6)和公式（4)计算出不同编码帖分辨率R和编码帖速率F对应 的适合码率化，随即生成关于R、F和化的视频编码配置表，最后根据接收端所需要的分辨 率，查询视频编码配置表，查出在实际网络可用带宽给定的码率情况下对应的目标编码帖 速率，亦即得到该视频通信质量甜点。
[0037] 查表获得目标编码帖速率后，对目标编码帖速率Ffi。。进行如下矫正；F"。。= F*ratio,即将查表获得目标编码帖速率乘W-个单调函数ratio从而得到目标编码帖速 率Ff化al °
[003引较好的，所述单调函数ratio为：
[0039]
对于任意其它类似的单调函数 都可W适用。
[0040] 当发送端的视频源有较多热噪声，从而导致实际编码帖速率不满足目标编码帖速 率，则对送端的视频源进行去噪处理后再经过编码后发送输出。
[0041] 当实际编码帖速率小于等于目标编码帖速率，则不需要去噪，当实际编码帖速率 大于目标编码帖速率，去噪强度由模糊半径blur_radius调节，模糊半径blur_radius跟码 率超支的比例呈线性正比，alpha为比例常数，alpha=msF+nv码率超支的比例由如下式子 计算：
[0042] 实际编码帖速率/目标编码帖速率-1。
[0043] 与现有技术相比，本发明的优点在于；通过建立一个时间、空间的S维质量模型， 然后，通过求导方式，视频编码配置表，最后通过查表方式，能在全局范围找到质量甜点，W 在既定的码率下得到最佳视频主观质量体验。进一步方案中，考虑了视频的运动和复杂度 对质量模型予w修正，并对含有热噪声等假性复杂视频进行识别，通过去噪获得相对高质 量实时通信视频。
【附图说明】
[0044] 图1为本发明实施例中控制视频通信质量甜点的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0045]W下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0046] 本实施例针对H. 264编码的视频通信，找到视频通信质量甜点的方法，对于其它 视频编码视频通信质量甜点的方法相同，选用参数值不同；
[0047] 首先建议一个时间、空间的质量模型函数CEV:
[0048]CEV=SM0S°*TM0S
[004引其中，SM0S为空间质量得分函数，TM0S为时间质量得分函数，a为空间质量得分 函数的权重，a= 1. 8 ;
[0050] 空间质量得分函数为
U)
[0051]其中叫二 1. 5001，m2= 6. 9038,ni3= -0. 0097,ni4= 1. 1195;Rbase=352*288;R 表示编码帖分辨率，化表示由网络可用带宽给定的码率，F表示编码帖速率；
[0052] 任意分辨率任意帖速率的时间质量得分函数TM0S为；
[0053]TM0S=mgF^+mgF+niy (2)
[0054]其中，ms= -0.0048,me= 0.2907,m7=0.6651;F表示编码帖速率；
[0055] 而对于其他类型的视频编码，nil、m2、m3、ni4、nvme、ms、Rbase的取值不同；
[005引将公式（1)和似代入时间、空间的质量模型函数CEV=SM0S°*TM0S中得到：
[0057]
城
[0058] 而针对H. 264编码的视频通信，需要满足W下条件公式：
[0059]
(4)
[0060] 其中，BPP代表压缩程度，BPP越小压缩率越高；
[0061] 对公式（3)基于编码帖速率F求导 ，计算过程如下：
[0062]
[0071] 最终通过公式（6)和公式（4)计算出不同编码帖分辨率R和编码帖速率F对应的 适合码率化，随即生成关于R、F和化的视频编码配置表，利用Mablab工具计算，得到的视 频编码配置表如下：
[0072]
[0074]最后根据接收端所需要的分辨率，查询视频编码配置表，查出在实际网络可用带 宽给定的码率情况下对应的目标编码帖速率，亦即得到该视频通信质量甜点。
[00巧]使用表格的好处是，质量甜点只需要查表，避免复杂的数学运算，实际应用中，我 们通过接收端所需要的分辨率，先确定表格中哪一列，然后根据可用带宽查找当列最接近 的码率，对应的行即为目标编码帖速率F。如果可用带宽太低，而查找到的帖率太小，则可在 更小的分辨率（更左边的行）去查找。若为保证最低的帖率不低于5FPS，则在当列查到的 行数小于5的话，则应在更左边的列去查找。
[0076]上述模型是基于某特定视频源做的，对于其它不同复杂度和运动度的视频，会有 很大差异，但模型所展示的规律是适用的。利用编码输出的量化精度参数QP，可W得知当前 的编码信号损失程度，如果视频源复杂度高、运动度高，同样的输出编码条件下，信号损失 度要高，QP变大，反之QP变小。通常的H. 264的QP取值在30W下编码损失是较小的，超 过30甚至33W上的编码损失是比较容易分辨出来；而QP如果低于20,许多人就不太容易 察觉信号的损失。因此通过上一帖编码器的QP值我们可W判断空间质量资源分配是否合 理，如果QP偏大，则应进一步降低帖率，如果QP偏小，则提高帖率。当查表获得目标编码帖 速率后，对目标编码帖速率Fh。。进行如下矫正；F"。。1 =F*ratio,即将查表获得目标编码帖 速率乘W-个单调函数ratio从而得到目标编码帖速率Ffhai，所述单调函数ratio为：
[0077]
对于任意其它类似的单调函数 都可W适用。
[0078]如果输入视频源有很多热噪声，输入源有大量无用的信息，将导致编码输出的QP偏小（小的QP表示量化精度高，用来表现细节信息），甚至出现码率远远大于目标设定码率 的超支情况。根据"对不同复杂度和运动度视频源校正"方法，也会导致帖率Ffhai不必要降 低。如果检测到码率超支、帖率偏低的情况，则可W确定需要进行去噪处理。去噪W后使画 面变得平滑，不但使输出码率符合动态设定要求，而且也提高了帖率使视频时间质量得到 提升。因此，当发送端的视频源有较多热噪声，从而导致实际编码帖速率不满足目标编码帖 速率，则对送端的视频源进行去噪处理后再经过编码后发送输出。具体操作时，当实际编码 帖速率小于等于目标编码帖速率，则不需要去噪，当实际编码帖速率大于目标编码帖速率， 去噪强度由模糊半径blur_radius调节，模糊半径blur_radius跟码率超支的比例呈线性 正比，alpha为比例常数，alpha=msF+nv码率超支的比例由如下式子计算：
[0079]实际编码帖速率/目标编码帖速率-1。
【主权项】
1. 一种控制视频通信质量甜点的方法，其特征在于：首先建议一个时间、空间的质量 模型函数CEV : CEV = f {R, F, Br} 其中，R表示编码帧分辨率，Br表示由网络可用带宽给定的码率，F表示编码帧速率；f 为质量模型函数； 对时间、空间的质量模型函数CEV求导，获得在不同编码帧分辨率R和编码帧速率F对 应的适合码率Br，随即生成关于R、F和Br的视频编码配置表，最后根据接收端所需要的分 辨率，查询视频编码配置表，查出在实际网络可用带宽给定的码率情况下对应的目标编码 帧速率，亦即得到该视频通信质量甜点。2. 根据权利要求1所述的控制视频通信质量甜点的方法，其特征在于：CEV = f{R，F， Br} =SMOSci*TMOS，其中，SMOS为空间质量得分函数，TMOS为时间质量得分函数，α为空间 质量得分函数的权重；Hi1、m2、m3、m4、m5、m 6、m7、Rbase为与视频编码相关的常规参数，而R表示编码帧分辨率，Br 表示由网络可用带宽给定的码率，F表示编码帧速率。3. 根据权利要求1所述的控制视频通信质量甜点的方法，其特征在于：通过历史帧编 码输出的视频的运动和复杂度对质量模型函数CEV予以修正，使得质量模型函数CEV能够 适用于所有复杂度场景的视频源。4. 根据权利要求1所述的控制视频通信质量甜点的方法，其特征在于：在确保视频编 码最低质量的条件下，对实际输出编码帧速率进行检查是否满足目标编码帧速率，如果不 满足则作为反馈处理对视频源进行去噪处理。5. 根据权利要求1所述的控制视频通信质量甜点的方法，其特征在于：针对H. 264编 码的视频通信，首先建议一个时间、空间的质量模型函数CEV : CEV = SMOSa^TMOS 其中，SMOS为空间质量得分函数，TMOS为时间质量得分函数，a为空间质量得分函数 的权重，a = 1. 8 ; 空间质量得分函数为其中 Hi1= I. 5001，m2= 6. 9038，m3= -0· 0097，m4= 1. 1195 ;Rbase= 352*288 ;其中，R 表示编码帧分辨率，Br表示由网络可用带宽给定的码率，F表示编码帧速率； 任意分辨率任意帧速率的时间质量得分函数TMOS为： TMOS = m5F2+m6F+m7 (2) 其中，m5= -0. 0048, m6= 0. 2907, m 7= 0. 6651 ;F 表示编码帧速率； 将公式⑴和⑵代入时间、空间的质量模型函数CEV = SMOSci*TM0S中得到：(3) 而针对Η. 264编码的视频通信，需要满足以下条件公式：(4) 其中，BPP代表压缩程度，BPP越小压缩率越高； 对公式（3)基于编码帧速率F求导，计算过程如下：因为SMOS不等于0,即：(5) 将公式（5)约除两边得到简化：得到公式（6):(6) 并且要满足公式（4)，展开如下：最终通过公式（6)和公式（4)计算出不同编码帧分辨率R和编码帧速率F对应的适合 码率Br，随即生成关于R、F和Br的视频编码配置表，最后根据接收端所需要的分辨率，查 询视频编码配置表，查出在实际网络可用带宽给定的码率情况下对应的目标编码帧速率， 亦即得到该视频通信质量甜点。6. 根据权利要求5所述的控制视频通信质量甜点的方法，其特征在于：查表获得目标 编码帧速率后，对目标编码帧速率Ffinal进行如下矫正：Ffinal = F*ratio,即将查表获得目标 编码帧速率乘以一个单调函数ratio从而得到目标编码帧速率Ffinal。7. 根据权利要求6所述的控制视频通信质量甜点的方法，其特征在于：所述单调函数 ratio 为：8. 根据权利要求7所述的控制视频通信质量甜点的方法，其特征在于：当发送端的视 频源有较多热噪声，从而导致实际编码帧速率不满足目标编码帧速率，则对送端的视频源 进行去噪处理后再经过编码后发送输出。9. 根据权利要求8所述的控制视频通信质量甜点的方法，其特征在于：当实际编码帧 速率小于等于目标编码帧速率，则不需要去噪，当实际编码帧速率大于目标编码帧速率，去 噪强度由模糊半径blur_radius调节，模糊半径blur_radius跟码率超支的比例呈线性正 比，alpha为比例常数，alpha = m3F+m4，码率超支的比例由如下式子计算： 实际编码帧速率/目标编码帧速率-1。
【专利摘要】本发明涉及一种控制视频通信质量甜点的方法，其特征在于：首先建议一个时间、空间的质量模型函数CEV：CEV＝f{R，F，Br}，其中，R表示编码帧分辨率，Br表示由网络可用带宽给定的码率，F表示编码帧速率；f为质量模型函数；对时间、空间的质量模型函数CEV求导，获得在不同编码帧分辨率R和编码帧速率F对应的适合码率Br，随即生成关于R、F和Br的视频编码配置表，最后根据接收端所需要的分辨率，查询视频编码配置表，查出在实际网络可用带宽给定的码率情况下对应的目标编码帧速率，亦即得到该视频通信质量甜点。本发明能在全局范围找到质量甜点，以在既定的码率下得到最佳视频主观质量体验。
【IPC分类】H04N19/146, H04N21/2662
【公开号】CN104902275
【申请号】CN201510289818
【发明人】钱晓炯, 董泽, 张仝辉, 周芳冰
【申请人】宁波菊风系统软件有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月29日
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种控制视频通信质量甜点的方法。
【背景技术】
[0002] 在实时视频通信中，网络可用带宽经常会变化，发送端根据可用带宽调整编码压 缩率从而动态适应网络变化。然而，在既定码率下，发送端如何对编码的时间和空间资源进 行分配，才能达到最佳的主观质量？即在特定的编码速率（码率：单位时间内的编码输出 大小）下，如何找到质量甜点（质量甜点；指的是在既定的码率和屏幕大小下通过设定合理 的分辨率和帖速率来得到最佳视频主观质量体验）？通常的做法是对编码的量化参数 下简称QP值）进行调整来实现码率的控制，比如H. 264的QP取值范围为1~51，QP越小， 量化精度越高，压缩率越低；相反，QP越大，量化精度越低，压缩率越高，如果QP过大则降低 帖率；还有的做法是通过控制帖率或分辨率来实现控制码率和质量的平衡。该些通常做法 往往缺乏对编码资源的统一规划，有时候无法得到最佳的平衡效果。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种控制视频通信甜点质 量的方法，该方法同时考虑了视频的运动性和复杂度，并均衡考虑编码的时间和空间资源， 从而能在既定的码率下得到最佳视频主观质量体验。
[0004] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为；一种控制视频通信质量甜点的方 法，其特征在于；首先建议一个时间、空间的质量模型函数CEV;
[0005]CEV=f{R，F，^}
[0006] 其中，R表示编码帖分辨率，化表示由网络可用带宽给定的码率，F表示编码帖速 率；f为质量模型函数；
[0007] 对时间、空间的质量模型函数CEV求导，获得在不同编码帖分辨率R和编码帖速 率F对应的适合码率化，随即生成关于R、F和化的视频编码配置表，最后根据接收端所需 要的分辨率，查询视频编码配置表，查出在实际网络可用带宽给定的码率情况下对应的目 标编码帖速率，亦即得到该视频通信质量甜点。本方法适用于多种视频编解码，如H. 263、 H. 264、H. 265、VP8、VP9等，对应不同编解码选择具体参数值不同，计算框架一致。
[0008] 较好的，CEV=f出，F，Br} =SM0S°*TM0S，其中，SM0S为空间质量得分函数，TM0S 为时间质量得分函数，a为空间质量得分函数的权重，其中
[0009]
[0010] mi、m2、m3、ni4、ms、me、nv、Rbase为与视频编码相关的常规参数，而R表示编码帖分辨 率，化表示由网络可用带宽给定的码率，F表示编码帖速率。
[0011] 作为改进，通过历史帖编码输出的视频的运动和复杂度对质量模型函数CEV予W 修正，使得质量模型函数CEV能够适用于所有复杂度场景的视频源。
[0012] 再改进，在确保视频编码最低质量的条件下，对实际输出编码帖速率进行检查是 否满足目标编码帖速率，如果不满足则作为反馈处理对视频源进行去噪处理。
[0013]W下给出针对H. 264编码的控制视频通信质量甜点的方法，对于其它视频编码方 式，解决方法相同，选用参数值不同；针对H. 264编码的视频通信，首先建议一个时间、空间 的质量模型函数CEV;
[0014]CEV=SM0S°*TM0S
[001引其中，SM0S为空间质量得分函数，TM0S为时间质量得分函数，a为空间质量得分 函数的权重，a= 1. 8 ;
[0016] 空间质量得分函数为
W
[0017]其中叫二 1. 5001，m2= 6. 9038,ni3= -0. 0097,ni4= 1. 1195;Rbase=352*288;其 中，R表示编码帖分辨率，化表示由网络可用带宽给定的码率，F表示编码帖速率；
[0018] 任意分辨率任意帖速率的时间质量得分函数TM0S为；
[0019]TM0S=mgF^+mgF+niy (2)
[0020] 其中，ms= -〇. 0048,m6= 0. 2907,m7= 0. 6651;F表示编码帖速率；
[002。 将公式（1)和似代入时间、空间的质量模型函数CEV=SM0S°*TM0S中得到；
[0022]
(3)
[0023] 而针对H. 264编码的视频通信，需要满足W下条件公式：
[0024]
(4)
[00巧]其中，BPP(即Bit Per Pixel)代表压缩程度，BPP越小压缩率越高；
[0026] 对公式（3)基于编码帖速率F求导，计算过程如下：
[0027]
[0030]将公式巧）约除两边得到简化：
[0036] 最终通过公式（6)和公式（4)计算出不同编码帖分辨率R和编码帖速率F对应 的适合码率化，随即生成关于R、F和化的视频编码配置表，最后根据接收端所需要的分辨 率，查询视频编码配置表，查出在实际网络可用带宽给定的码率情况下对应的目标编码帖 速率，亦即得到该视频通信质量甜点。
[0037] 查表获得目标编码帖速率后，对目标编码帖速率Ffi。。进行如下矫正；F"。。= F*ratio,即将查表获得目标编码帖速率乘W-个单调函数ratio从而得到目标编码帖速 率Ff化al °
[003引较好的，所述单调函数ratio为：
[0039]
对于任意其它类似的单调函数 都可W适用。
[0040] 当发送端的视频源有较多热噪声，从而导致实际编码帖速率不满足目标编码帖速 率，则对送端的视频源进行去噪处理后再经过编码后发送输出。
[0041] 当实际编码帖速率小于等于目标编码帖速率，则不需要去噪，当实际编码帖速率 大于目标编码帖速率，去噪强度由模糊半径blur_radius调节，模糊半径blur_radius跟码 率超支的比例呈线性正比，alpha为比例常数，alpha=msF+nv码率超支的比例由如下式子 计算：
[0042] 实际编码帖速率/目标编码帖速率-1。
[0043] 与现有技术相比，本发明的优点在于；通过建立一个时间、空间的S维质量模型， 然后，通过求导方式，视频编码配置表，最后通过查表方式，能在全局范围找到质量甜点，W 在既定的码率下得到最佳视频主观质量体验。进一步方案中，考虑了视频的运动和复杂度 对质量模型予w修正，并对含有热噪声等假性复杂视频进行识别，通过去噪获得相对高质 量实时通信视频。
【附图说明】
[0044] 图1为本发明实施例中控制视频通信质量甜点的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0045]W下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0046] 本实施例针对H. 264编码的视频通信，找到视频通信质量甜点的方法，对于其它 视频编码视频通信质量甜点的方法相同，选用参数值不同；
[0047] 首先建议一个时间、空间的质量模型函数CEV:
[0048]CEV=SM0S°*TM0S
[004引其中，SM0S为空间质量得分函数，TM0S为时间质量得分函数，a为空间质量得分 函数的权重，a= 1. 8 ;
[0050] 空间质量得分函数为
U)
[0051]其中叫二 1. 5001，m2= 6. 9038,ni3= -0. 0097,ni4= 1. 1195;Rbase=352*288;R 表示编码帖分辨率，化表示由网络可用带宽给定的码率，F表示编码帖速率；
[0052] 任意分辨率任意帖速率的时间质量得分函数TM0S为；
[0053]TM0S=mgF^+mgF+niy (2)
[0054]其中，ms= -0.0048,me= 0.2907,m7=0.6651;F表示编码帖速率；
[0055] 而对于其他类型的视频编码，nil、m2、m3、ni4、nvme、ms、Rbase的取值不同；
[005引将公式（1)和似代入时间、空间的质量模型函数CEV=SM0S°*TM0S中得到：
[0057]
城
[0058] 而针对H. 264编码的视频通信，需要满足W下条件公式：
[0059]
(4)
[0060] 其中，BPP代表压缩程度，BPP越小压缩率越高；
[0061] 对公式（3)基于编码帖速率F求导 ，计算过程如下：
[0062]
[0071] 最终通过公式（6)和公式（4)计算出不同编码帖分辨率R和编码帖速率F对应的 适合码率化，随即生成关于R、F和化的视频编码配置表，利用Mablab工具计算，得到的视 频编码配置表如下：
[0072]
[0074]最后根据接收端所需要的分辨率，查询视频编码配置表，查出在实际网络可用带 宽给定的码率情况下对应的目标编码帖速率，亦即得到该视频通信质量甜点。
[00巧]使用表格的好处是，质量甜点只需要查表，避免复杂的数学运算，实际应用中，我 们通过接收端所需要的分辨率，先确定表格中哪一列，然后根据可用带宽查找当列最接近 的码率，对应的行即为目标编码帖速率F。如果可用带宽太低，而查找到的帖率太小，则可在 更小的分辨率（更左边的行）去查找。若为保证最低的帖率不低于5FPS，则在当列查到的 行数小于5的话，则应在更左边的列去查找。
[0076]上述模型是基于某特定视频源做的，对于其它不同复杂度和运动度的视频，会有 很大差异，但模型所展示的规律是适用的。利用编码输出的量化精度参数QP，可W得知当前 的编码信号损失程度，如果视频源复杂度高、运动度高，同样的输出编码条件下，信号损失 度要高，QP变大，反之QP变小。通常的H. 264的QP取值在30W下编码损失是较小的，超 过30甚至33W上的编码损失是比较容易分辨出来；而QP如果低于20,许多人就不太容易 察觉信号的损失。因此通过上一帖编码器的QP值我们可W判断空间质量资源分配是否合 理，如果QP偏大，则应进一步降低帖率，如果QP偏小，则提高帖率。当查表获得目标编码帖 速率后，对目标编码帖速率Fh。。进行如下矫正；F"。。1 =F*ratio,即将查表获得目标编码帖 速率乘W-个单调函数ratio从而得到目标编码帖速率Ffhai，所述单调函数ratio为：
[0077]
对于任意其它类似的单调函数 都可W适用。
[0078]如果输入视频源有很多热噪声，输入源有大量无用的信息，将导致编码输出的QP偏小（小的QP表示量化精度高，用来表现细节信息），甚至出现码率远远大于目标设定码率 的超支情况。根据"对不同复杂度和运动度视频源校正"方法，也会导致帖率Ffhai不必要降 低。如果检测到码率超支、帖率偏低的情况，则可W确定需要进行去噪处理。去噪W后使画 面变得平滑，不但使输出码率符合动态设定要求，而且也提高了帖率使视频时间质量得到 提升。因此，当发送端的视频源有较多热噪声，从而导致实际编码帖速率不满足目标编码帖 速率，则对送端的视频源进行去噪处理后再经过编码后发送输出。具体操作时，当实际编码 帖速率小于等于目标编码帖速率，则不需要去噪，当实际编码帖速率大于目标编码帖速率， 去噪强度由模糊半径blur_radius调节，模糊半径blur_radius跟码率超支的比例呈线性 正比，alpha为比例常数，alpha=msF+nv码率超支的比例由如下式子计算：
[0079]实际编码帖速率/目标编码帖速率-1。
【主权项】
1. 一种控制视频通信质量甜点的方法，其特征在于：首先建议一个时间、空间的质量 模型函数CEV : CEV = f {R, F, Br} 其中，R表示编码帧分辨率，Br表示由网络可用带宽给定的码率，F表示编码帧速率；f 为质量模型函数； 对时间、空间的质量模型函数CEV求导，获得在不同编码帧分辨率R和编码帧速率F对 应的适合码率Br，随即生成关于R、F和Br的视频编码配置表，最后根据接收端所需要的分 辨率，查询视频编码配置表，查出在实际网络可用带宽给定的码率情况下对应的目标编码 帧速率，亦即得到该视频通信质量甜点。2. 根据权利要求1所述的控制视频通信质量甜点的方法，其特征在于：CEV = f{R，F， Br} =SMOSci*TMOS，其中，SMOS为空间质量得分函数，TMOS为时间质量得分函数，α为空间 质量得分函数的权重；Hi1、m2、m3、m4、m5、m 6、m7、Rbase为与视频编码相关的常规参数，而R表示编码帧分辨率，Br 表示由网络可用带宽给定的码率，F表示编码帧速率。3. 根据权利要求1所述的控制视频通信质量甜点的方法，其特征在于：通过历史帧编 码输出的视频的运动和复杂度对质量模型函数CEV予以修正，使得质量模型函数CEV能够 适用于所有复杂度场景的视频源。4. 根据权利要求1所述的控制视频通信质量甜点的方法，其特征在于：在确保视频编 码最低质量的条件下，对实际输出编码帧速率进行检查是否满足目标编码帧速率，如果不 满足则作为反馈处理对视频源进行去噪处理。5. 根据权利要求1所述的控制视频通信质量甜点的方法，其特征在于：针对H. 264编 码的视频通信，首先建议一个时间、空间的质量模型函数CEV : CEV = SMOSa^TMOS 其中，SMOS为空间质量得分函数，TMOS为时间质量得分函数，a为空间质量得分函数 的权重，a = 1. 8 ; 空间质量得分函数为其中 Hi1= I. 5001，m2= 6. 9038，m3= -0· 0097，m4= 1. 1195 ;Rbase= 352*288 ;其中，R 表示编码帧分辨率，Br表示由网络可用带宽给定的码率，F表示编码帧速率； 任意分辨率任意帧速率的时间质量得分函数TMOS为： TMOS = m5F2+m6F+m7 (2) 其中，m5= -0. 0048, m6= 0. 2907, m 7= 0. 6651 ;F 表示编码帧速率； 将公式⑴和⑵代入时间、空间的质量模型函数CEV = SMOSci*TM0S中得到：(3) 而针对Η. 264编码的视频通信，需要满足以下条件公式：(4) 其中，BPP代表压缩程度，BPP越小压缩率越高； 对公式（3)基于编码帧速率F求导，计算过程如下：因为SMOS不等于0,即：(5) 将公式（5)约除两边得到简化：得到公式（6):(6) 并且要满足公式（4)，展开如下：最终通过公式（6)和公式（4)计算出不同编码帧分辨率R和编码帧速率F对应的适合 码率Br，随即生成关于R、F和Br的视频编码配置表，最后根据接收端所需要的分辨率，查 询视频编码配置表，查出在实际网络可用带宽给定的码率情况下对应的目标编码帧速率， 亦即得到该视频通信质量甜点。6. 根据权利要求5所述的控制视频通信质量甜点的方法，其特征在于：查表获得目标 编码帧速率后，对目标编码帧速率Ffinal进行如下矫正：Ffinal = F*ratio,即将查表获得目标 编码帧速率乘以一个单调函数ratio从而得到目标编码帧速率Ffinal。7. 根据权利要求6所述的控制视频通信质量甜点的方法，其特征在于：所述单调函数 ratio 为：8. 根据权利要求7所述的控制视频通信质量甜点的方法，其特征在于：当发送端的视 频源有较多热噪声，从而导致实际编码帧速率不满足目标编码帧速率，则对送端的视频源 进行去噪处理后再经过编码后发送输出。9. 根据权利要求8所述的控制视频通信质量甜点的方法，其特征在于：当实际编码帧 速率小于等于目标编码帧速率，则不需要去噪，当实际编码帧速率大于目标编码帧速率，去 噪强度由模糊半径blur_radius调节，模糊半径blur_radius跟码率超支的比例呈线性正 比，alpha为比例常数，alpha = m3F+m4，码率超支的比例由如下式子计算： 实际编码帧速率/目标编码帧速率-1。
【专利摘要】本发明涉及一种控制视频通信质量甜点的方法，其特征在于：首先建议一个时间、空间的质量模型函数CEV：CEV＝f{R，F，Br}，其中，R表示编码帧分辨率，Br表示由网络可用带宽给定的码率，F表示编码帧速率；f为质量模型函数；对时间、空间的质量模型函数CEV求导，获得在不同编码帧分辨率R和编码帧速率F对应的适合码率Br，随即生成关于R、F和Br的视频编码配置表，最后根据接收端所需要的分辨率，查询视频编码配置表，查出在实际网络可用带宽给定的码率情况下对应的目标编码帧速率，亦即得到该视频通信质量甜点。本发明能在全局范围找到质量甜点，以在既定的码率下得到最佳视频主观质量体验。
【IPC分类】H04N19/146, H04N21/2662
【公开号】CN104902275
【申请号】CN201510289818
【发明人】钱晓炯, 董泽, 张仝辉, 周芳冰
【申请人】宁波菊风系统软件有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月29日
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