[发明专利]一种HDR和SDR自适应码率控制的方法

摘要

本发明涉及一种HDR和SDR自适应码率控制的方法，包括：判断HDR视频编码器的HDR视频编码数据中Meta Data码是否发生变化；如果是，则发生HDR视频编码转换为SDR视频编码或SDR视频编码转换为HDR视频编码；如果否，说明当前HDR视频编码器中视频为HDR视频，HDR视频编码器进行HDR视频编码。本发明通过先检测视频的亮度范围和色度格式的变化情况，判断视频中的场景变换、HDR和SDR互相切换，调整分配目标码率，使HDR中高光区域和黑暗区域的细节更加完整地保存，同时减少SDR中不必要的码率开销，提升编码的主观质量；另外，在HDR编码中亮度变化较大的区域调整目标码率，对于局部区域有较大的质量提升。

主权项

1.一种HDR和SDR自适应码率控制的方法，其特征在于，包括：判断HDR(High Dynamic Range，高动态范围)视频编码器的HDR视频编码数据中Meta Data码是否发生变化，所述Meta Data码为HDR视频编码数据中用于表示视频的亮度范围和色度格式的编码，所述HDR视频编码器的码率控制算法包括三层：GOP(Group of Picture，图像组)层码率控制、帧层码率控制和CU(Coding Unit，编码单元)层码率控制，HDR视频编码器将一个视频分为多个GOP，每个GOP包含多帧，所述GOP层码率控制根据视频特性和网络带宽计算各个GOP的目标码率；所述帧层码率控制将一个GOP的目标码率划分到GOP中的各个帧，根据各帧的复杂度计算各帧的目标码率；所述CU层码率控制将一帧分成多个CU，根据前一帧中对应CU的复杂度来预测当前CU的复杂度并确定当前CU的目标码率；如果发生变化，则说明发生HDR视频编码转换为SDR(Standard Dynamic Range，标准动态范围)视频编码或SDR视频编码转换为HDR视频编码；如果未发生变化，说明当前HDR视频编码器中视频为HDR视频，HDR视频编码器进行HDR视频编码；所述HDR视频编码转换为SDR视频编码包括：判断当前帧与前一帧的帧亮度差是否大于设定的亮度变化阈值TH1；若是，则判定为场景切换，直接将当前帧切换为I帧；否则，在对任何一个CU编码时，判断当前CU与前一帧中对应位置CU的MAD值是否大于设定阈值TH2，且检测当前CU的平均亮度值是否在设定亮度范围U1内，所述U1表示偏亮和偏暗的区域，所述MAD表示偏亮和偏暗区域的亮度平均绝对差值；若满足，则当前CU为由亮到暗的渐模糊区，降低当前CU目标码率，将当前CU的目标码率降低到已有目标码率的b倍，所述b＜1；若不满足，则提高当前CU的目标码率，当前CU的目标码率提升到已有目标码率的a倍，所述a＞1；或者所述SDR视频编码转换为HDR视频编码包括：判断当前帧与前一帧的帧亮度差是否大于设定的亮度变化阈值TH1；若是，则判定为场景切换，直接将当前帧切换为I帧；否则，在对任何一个CU编码时，判断当前CU与前一帧中对应位置CU的MAD值是否大于设定阈值TH2，且检测当前CU的平均亮度值是否在设定亮度范围U1内，所述U1表示偏亮和偏暗的区域，所述MAD表示偏亮和偏暗区域的亮度平均绝对差值；若满足，则称当前CU为由暗到亮渐清晰区，提高当前CU的目标码率，当前CU的目标码率提升到已有目标码率的a倍，所述a＞1；若不满足，则降低当前CU的目标码率，将当前CU的目标码率降低到已有目标码率的b倍，所述b＜1；或者所述HDR视频编码器进行HDR视频编码包括：判断当前帧与前一帧的帧亮度差是否大于设定的亮度变化阈值TH1；若是，则判定为场景切换，直接将当前帧切换为I帧；否则，在对任何一个CU编码时，判断当前CU与前一帧中对应位置CU的MAD值是否大于设定阈值TH3，且检测当前CU的平均亮度值是否在设定亮度范围U1内，所述U1表示偏亮和偏暗的区域，所述MAD表示偏亮和偏暗区域的亮度平均绝对差值；若是，则称当前CU为HDR编码剧变区，将当前CU的目标码率提升到a倍，其中a＞1；否则，将当前CU的目标码率降低为b倍，其中b＜1。