基于平均碼率控制的dmb氣象預(yù)警信息信源編碼算法
【專利摘要】本發(fā)明提出了基于平均碼率控制的DMB氣象預(yù)警信息信源編碼算法。針對(duì)發(fā)布?xì)庀箢A(yù)警信息對(duì)信息的實(shí)時(shí)性要求很高的特點(diǎn)，本發(fā)明以X264視頻編碼為基礎(chǔ),通過對(duì)視頻壓縮模塊中的平均碼率控制進(jìn)行設(shè)計(jì)，提出了基于改進(jìn)型二次調(diào)整的平均碼率控制算法，該算法采用了基于灰度直方圖的平均絕對(duì)誤差修正因子和平均比特調(diào)整因子來共同調(diào)整平均碼率，經(jīng)過該算法編碼后的視頻數(shù)據(jù)的碼率能穩(wěn)定在224kbps上，為后期DMB預(yù)處理系統(tǒng)的恒定碼率輸出提供良好的條件，極大地改善了X264原有平均碼率控制算法對(duì)平均碼率控制不準(zhǔn)確的問題。本算法壓縮后的音視頻合成氣象預(yù)警信息數(shù)據(jù)量大大減少，且解碼質(zhì)量良好,有利于DMB系統(tǒng)的后續(xù)處理。
【專利說明】基于平均碼率控制的DMB氣象預(yù)警信息信源編碼算法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于信源編碼領(lǐng)域，尤其涉及一種基于平均碼率控制的DMB氣象預(yù)警 息源編碼算法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]我國幅員遼闊，地理地質(zhì)、氣候條件復(fù)雜，是世界上受自然災(zāi)害危害嚴(yán)重的國家之一，災(zāi)害種類多、分布地域廣、發(fā)生頻率高、造成的損失重。我國主要自然災(zāi)害有地震、洪澇、臺(tái)風(fēng)、冰雹、滑坡、泥石流等，大部分災(zāi)害通過科學(xué)技術(shù)手段都可以得到時(shí)效不等的較準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)信息?，F(xiàn)有傳播這些信息的途徑主要有手機(jī)短信、電視、廣播、報(bào)紙、電話等，通過這些方式可以將災(zāi)害預(yù)警信息傳遞給大多數(shù)人民群眾，但偏僻農(nóng)村、荒漠、海島、偏遠(yuǎn)山區(qū)、海洋船只等地區(qū)成了這些方式覆蓋的盲區(qū)，也正是這些地區(qū)因?yàn)榛A(chǔ)設(shè)施薄弱抗災(zāi)能力差是受災(zāi)害影響最大的地區(qū)，特別容易造成人員傷亡。如何提供一種有效的途徑將災(zāi)害預(yù)警信息傳遞給這些最需要得到信息的人群是一個(gè)值得探討和亟待解決的問題。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中，災(zāi)害預(yù)警信息的發(fā)布渠道雖多，但總體來講還仍然還存在著傳輸時(shí)效差、信息覆蓋面有限、受各種制約條件限制等問題。以其中較為常見的數(shù)字音頻廣播(DAB) (Digital Audio Broadcasting)系統(tǒng)為例，雖然具有信息發(fā)布速度快、覆蓋廣、易于推廣的特點(diǎn)，但是目前基于DAB的預(yù)警發(fā)布系統(tǒng)發(fā)送和廣播方式單一，通常無法達(dá)到很好的發(fā)布效果。而DMB (Digital Multimedia Broadcasting數(shù)字多媒體廣播)是以DAB為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，是一種無線高速信息傳輸技術(shù)，它充分地利用了 DAB (digital audiobroadcasting:數(shù)字音頻廣播)技術(shù)優(yōu)勢(shì)(能在高速移動(dòng)環(huán)境下可靠接收信號(hào))，它不僅可以傳輸聲音和文本，而且可傳輸視頻，在功能上將傳輸單一的音頻信息擴(kuò)展為數(shù)據(jù)、文字、圖形與視頻等多種載體。因此，利`用DMB進(jìn)行氣象預(yù)警信息處理和發(fā)布成為當(dāng)前氣象信息領(lǐng)域發(fā)展所需。
[0006]利用DMB技術(shù)進(jìn)行氣象預(yù)警信息處理時(shí)，需要進(jìn)行視頻壓縮和音頻壓縮，其中在進(jìn)行視頻壓縮時(shí)，通常采用H.264算法，H.264算法標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)參考模型很多，主要包括JM、X264和T264。其中JM是JVT官方提出的參考模型，對(duì)H.264的各項(xiàng)特性都有很完備的支持，由于其編寫的目的是進(jìn)行算法研究，盡管JM參考模型結(jié)構(gòu)清晰，但代碼冗余量很大，執(zhí)行效率不盡如人意，難以用于工程實(shí)踐中去；X264和T264都是由開源代碼組織編寫的，其中X.264完成于2004年，并一直在不斷的進(jìn)行改進(jìn)。在支持H.264標(biāo)準(zhǔn)大部分特性的同時(shí)，X264在程序結(jié)構(gòu)和算法上進(jìn)行了優(yōu)化，雖然犧牲了小部分的編碼性能，卻大幅度地提升了編碼速度，成為了 H.264算法工程實(shí)現(xiàn)應(yīng)用中最多使用的一種主流算法；T264具有很多針對(duì)于不同平臺(tái)和不同需要的版本，它的兼容性比較差，編碼的碼流不能應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)的H.264解碼器，同時(shí)它的性能與X264相比，在同等編碼質(zhì)量條件下，差距很大。
[0007]常用的X264模型的平均碼率控制算法(Average Bitrate, ABR)屬于一次編碼的方式，是X264碼率控制最常用算法。它僅需要借助已編碼的參考幀信息進(jìn)行碼率控制。其通過犧牲一定的視頻質(zhì)量來在一定程度上控制目標(biāo)比特。它使用的是R-Q的指數(shù)模型:
【權(quán)利要求】
1.一種基于平均碼率控制的DMB氣象預(yù)警信息信源編碼算法，通過視頻壓縮模塊和音頻壓縮模塊來實(shí)現(xiàn)，所述音頻壓縮單元的編碼采用MPEG-4 HE AAC v2進(jìn)行編碼實(shí)現(xiàn)音頻信息壓縮，視頻壓縮單元采用H.264標(biāo)準(zhǔn)中的X264算法為基礎(chǔ)進(jìn)行編碼實(shí)現(xiàn)視頻信息壓縮；所述X264算法包括計(jì)算圖像的半精度的殘差變換絕對(duì)值和SATD的步驟、計(jì)算累積復(fù)雜度的步驟、計(jì)算模糊復(fù)雜度的步驟、根據(jù)圖像的模糊復(fù)雜度計(jì)算量化等級(jí)參數(shù)并對(duì)其進(jìn)行修正的步驟，其特征在于:在進(jìn)行視頻信息壓縮過程中，進(jìn)行針對(duì)DMB系統(tǒng)的適應(yīng)性修改:指定參考幀隊(duì)列的最大長(zhǎng)度、設(shè)置圖像序列號(hào)類型piC_order_Cnt_type、設(shè)置參數(shù)集Parameter Set、添加幀長(zhǎng)度信息至幀頭、僅采用I片和P片進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)而不采用B幀；并進(jìn)一步采用了基于改進(jìn)型二次調(diào)整的平均碼率控制算法對(duì)編碼進(jìn)行第一次修正和第二次修正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于平均碼率控制的DMB氣象預(yù)警信息信源編碼算法，其特征在于，所述的基于改進(jìn)型二次調(diào)整的平均碼率控制算法包括: 提出了基于灰度直方圖的平均絕對(duì)誤差修正因子的第一次修正，用該方法取代X264的平均碼率控制算法ABR中原有第一次修正方法，具體包括如下步驟: 首先，計(jì)算當(dāng)前幀的灰度直方圖平均絕對(duì)差Histogram_MAD,其計(jì)算公式如下所示:
3.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于平均碼率控制的DMB氣象預(yù)警信息信源編碼算法，其特征在于:所述基于灰度直方圖的平均絕對(duì)誤差修正因子的第一次修正方法中η取值為37。
【文檔編號(hào)】H04N19/134GK103796016SQ201210417714
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月29日
【發(fā)明者】陳蘇婷, 張燕 申請(qǐng)人:南京信息工程大學(xué)