VVC码率控制中的质量依赖因子QDF

Posted 2022-08-10 Dillon2015

本文来自提案JVET-M0600《Quality dependency factor based rate control for VVC》

  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

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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：

              (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，

                    

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，

其他各层间的QDF计算如下，

                    (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，

      (4)

上述问题可以转化为约束优化问题，

     (5)

该问题的解可以要lambda的比值表示，

     

Wi表示第i帧的权重，它由以它为参考的帧的QDF决定，

实验结果

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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。

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