Model Parameter-based Rate Control Algorithm for Constant Quality Real-Time Video Coding

In this paper, we propose a rate control algorithm for constant quality real time video coding. To achieve constant quality, previous algorithm exploit mean absolute of difference(MAD) as measure of frame complexity. However, if scene is abruptly changed or if quantization parameter is not constant, encoder produces various output bits with same MAD. Therefore we know that MAD does not appropriately reflect characteristic of frame. To solve this problem, we exploit model parameter as measure of frame complexity. Because model parameter means slope between output bits and MAD, it reflects correctly complexity of frame. And because previous model, R-MAD model, is not considered quantization parameter, as quantization parameter increases or decreases, model parameter of frame also vary. So model parameter obtained using previous model cannot reflect internal characteristic of video. We solve this problem using proposed model, which is considered quantization parameter. Experiment results show that our algorithm provide better performance, in terms of quality smoothness than previous algorithm. Especially, when scene is abruptly changed, our algorithm alleviates quality drop.

실시간 부호화를 위한 모델 파라미터 기반 일정 화질 비트율 제어 기법

본 논문에서는 동영상의 화질을 일정하게 하기 위한 실시간 비트율 제어 기법을 제안한다. 일정 화질을 만족하기 위한 기존의 비트율 제어 알고리즘은 프레임의 부호화 복잡도를 잔여 신호인 MAD(mean absolute of difference)로 추정하여 비트 할당을 수행하였다. 그러나 MAD는 영상의 특성이나 부호화 파라미터에 따라 동일한 MAD라도 다른 비트를 생성하므로 영상의 부호화 복잡도를 적절히 나타내기 어렵다. 본 논문에서는 이 문제를 해결하기 위해 비트와 MAD사이의 기울기인 모델 파라미터를 프레임의 복잡도의 측도로 보고 이전 프레임과 현재 프레임의 모델 파라미터의 비율로 비트 할당을 수행한다. 또한 기존의 비트-복잡도 모델에서 구한 모델 파라미터는 양자화 파라미터가 변함에 따라 그 값이 크게 변하여 영상의 내재적 복잡도를 나타내기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 비트-복잡도 모델에 양자화 파라미터를 추가하여 양자화 파라미터가 변하더라도 영상의 복잡도의 측도인 모델 파라미터는 변하지 않게 하였다. 광범위한 실험결과는 제안한 알고리즘이 기존의 알고리즘에 비해 비슷한 평균 화질을 유지하면서 화질의 변동을 큰 폭으로 줄였음을 보여준다.