Điều khiển tốc độ Q2 trong MPEG4

Một phần của tài liệu Nghiên cứu điều khiển tốc độ video h264 thích ứng ở các mạng có băng thông hạn chế (Trang 71 - 74)

3. Các phương pháp điều khiển tốc độ trong các chuẩn mã hóa trước H264

3.2 Điều khiển tốc độ Q2 trong MPEG4

Chiang và Zhang [15] đã phát triển một mô hình mô hình điều khiển tốc độ có dạng hàm bậc 2 (quadratic) của tham số lượng tử cho việc mã hóa video. Họ giả thiết

rằng đặc tính thống kê của nguồn thỏa mã phân bố laplacian: , trong đó

Sự suy hao (Distortion) được định nghĩa là trong đó x là một

giá trị mẫu và là trung bình của các x. Khi đó hàm R-D theo Berger [10] là

Dựa trên hàm D-R trên Chiang và Zhang đề xuất ra mô hình điều khiển tốc độ bậc 2 như sau:

Trong đó R là tổng số bit được sử dụng để mã hóa khung hiện tại, QP là tham số lượng

tử được sử dụng cho khung hiện tại. là các tham số mô hình được cập nhật bằng

phương pháp hồi quy tuyến tính từ các thông tin được mã hóa từ trước. Sau đó, mô hình này được áp dụng cho MPEG-4 bởi Lee et al dưới dạng:

Mai Gia Hà  Page 71  Trong đó H là số bit được sử dụng cho mào đầu (sử dụng cho veto motion, thông tin báo hiệu cho bộ mã hóa) và S là độ phức tạp mã hóa, thường được thay thế bởi MAD

(mean absolute diffence, độ trung bình sai lệch tuyệt đối), nó biểu thị trung bình sai

lệch tuyệt đối giữa khung tham chiếu và khung hiện tại. Phương pháp điều khiển tốc độ G2 có 4 bước cơ bản sau:

Bước 1: Khởi tạo

Khung đầu tiên?

Bước 2: Tính toán cấp phát bit Bước 3: Tính toán mức lượng tử Mã hóa Bước 4: cập nhật các tham số mô hình

Bước 5: điều khiển sau mã hóa

Y

N

QP khởi tạo

Hình 4.2 : Mô hình mã hóa Q2 của MPEG4

Bước 1: Khởi tạo

Các tham số bộ mã hóa được khởi tạo là tham số QP, 2 tham số mô hình, kích cở buffer sẽ được khởi tạo để thực hiện mã hóa khung I và khung P đầu tiên

Bước 2: Cấp phát bít cho các khung

Mai Gia Hà  Page 72  - Tính bit khởi tạo: số lượng bit trên 1 khung được thiết lập:

Trong đó biểu thị tổng số bít còn lại cho các khung chưa được mã hóa và số

lượng khung chưa được mã hóa tương ứng của GoP

- Điều khiển bộ đệm: Để ngăn chặn buffer bị dưới ngưỡng hoặc quá ngưỡng các bít được cấp hát ban đầu được điều chỉnh bởi hệ số tỉ lệ dựa vào mức bộ đệm W và kích cở bộ đệm buf_size

Mục đích của việc điều chỉnh này là để duy trì mức sử dụng bộ đệm sau khi mã hóa

mỗi khung.

Bước 3: tính toán mức lượng tử

Hai bước trên tính toán số lượng bit sẽ cấp phát cho khung hiện tại, khi số lượng bít cấp phát đó được tính xong thì tham số QP được tính thông qua phương trình:

Trong đó biểu thị tổng số bit được cấp phát cho khung hiện tại j bao gồm cả các

bit được sử dụng cho header và vector chuyển động. biểu thị MAD giữa khung tham chiếu và khung hiện tại (khung đang được mã hoá). QP được tính chỉ cho phép thay đổi 25% so với khung trước đó.

Bước 4: Cập nhật các tham số mô hình

Các tham số mô hình được cập nhật liên tục dựa trên kết quả mã hoá của khung hiện tại cũng như một số khung trước đó được chỉ ra.

Bước 5: điều khiển sau mã hoá

Sau khi mã hoá 1 khung, mức bộ đệm được cập nhật bằng cách bổ xung tổng số

Mai Gia Hà  Page 73  buffer, nếu mức bộ đệm đạt tới 80% của kích cỡ bộ đệm thì bộ mã hoá sẽ loại bỏ các khung tiếp theo cho tới khi mức chiếm bộ đệm giảm xuống tới ngưỡng an toàn.

Nhận xét: Nói chung mô hình điều khiển tốc độ G2 đã tạo ra được một mô hình hoạt động tương đối hiệu quả. Khi độ phức tạp của khung được xác định chính xác thì hàm quadratic này có thể cho kết quả tương quan giữa R-Q là 0.999 (theo kết quả nghiên cứu của Siwei Ma, Wen Gao, Debin Zhao, Yan Lu trong tài liệu [17]. Vì vậy việc còn lại là phải tối ưu sao cho việc cấp phát bit trong các khung, các MB phù hợp và tối ưu được mối quan hệ R-D.

Một phần của tài liệu Nghiên cứu điều khiển tốc độ video h264 thích ứng ở các mạng có băng thông hạn chế (Trang 71 - 74)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(97 trang)