VTM沿用了HM中的码率控制方式,即R-lambda模型。其中VTM中的码控主要做了两处改进,其一是在更新帧级参数时将skip和非skip区域区分开,各自单独更新,其二是改进了码控参数的更新策略,具体可参考提案JVET-K0390。

  JVET-M0600提案提出了一种基于质量依赖因子QDF(Quality Dependency Factor)的码率分配方法,QDF描述了不同层之间的依赖关系。

基于QDF的码率分配


在RA配置中,一个GOP包含16帧图像,分为5层。其中高层图像使用低层图像为参考帧,因此不同层级图像间存在依赖关系,该依赖可以描述如下:

          

VVC码率控制中的质量依赖因子QDF_依赖关系

   (1)

其中,i和j表示层,j>i,D表示失真。

通过实验发现,QDF和图像skip块比例间有很强的关系,根据实验发现QDF和skip比例存在下面的线性关系,

                    

VVC码率控制中的质量依赖因子QDF_码控_02

Sj表示第j层skip的比例,可以从上一个已编码的GOP获得。A和B是使用VTM关闭码控时实验获得的参数,

VVC码率控制中的质量依赖因子QDF_码控_03

其他各层间的QDF计算如下,

                

VVC码率控制中的质量依赖因子QDF_码控_04

   (3)

假设GOP的目标比特数是T_GOP,则不同层间的码率分配问题就是解决以下约束优化问题,

    

VVC码率控制中的质量依赖因子QDF_码控_05

 (4)

上述问题可以转化为约束优化问题,

    

VVC码率控制中的质量依赖因子QDF_QDF_06

(5)

该问题的解可以要lambda的比值表示,

     

VVC码率控制中的质量依赖因子QDF_QDF_07

Wi表示第i帧的权重,它由以它为参考的帧的QDF决定,

VVC码率控制中的质量依赖因子QDF_VVC_08

实验结果


以VTM3.0作为实验平台,提案方法和JVET-K0390中的码控方案相比,在RA配置下YUV的BD-Rate分别为-0.34%/-3.45%/-3.02%,如表2所示。和定QP相比的结果如表3所示。

VVC码率控制中的质量依赖因子QDF_依赖关系_09

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