Model-based Macroblock Layer Rate Control for Low Bit Rate Video Coding

This paper presents a new model-based macroblock layer rate control algorithm for low bit rate video coding which generates output bits corresponding to a target bit budget. The H.264 standard uses various coding modes and optimization methods to improve the compression performance, which makes it difficult to control the generated traffic accurately in low bit rate environments. In the proposed scheme, we first estimate MAD values of macroblocks in a frame and define a target remaining bits using the estimated MAD values before encoding each macroblock. If a difference between the target value and the actual value is greater than a threshold value, the quantization parameter is adjusted to decrease the difference. It is shown by experimental results that the new algorithm can obtain more than 66% decrease of the difference between the target bits and the resulting bits for a frame with the PSNR performance better than that of the existing rate control algorithm.

저전송률 비디오 압축을 위한 모델 기반 매크로블록 레이어 비트율 제어

본 논문에서는 저전송률 환경에서 목표 비트량에 맞게 영상을 압축하는 모델 기반 매크로블록 레이어 비트율 제어 알고리즘을 제안한다. H.264 비디오 압축 표준은 다양한 압축 모드 및 최적화 방법을 사용하여 압축률을 향상 시키지만 복잡한 인코더 구조는 저전송률 환경에서 정확한 트래픽 제어를 어렵게 한다. 제안된 알고리즘에서는 먼저 한 프레임의 모든 매크로블록에 대한 MAD 값을 예측하고 이를 바탕으로 각 매크로블록 압축 전에 목표 잔여 비트량을 설정한다. 설정된 목표 잔여 비트량과 실제 잔여 비트량의 차이가 임계치보다 크면 두 값의 차이가 감소하도록 양자화 파라미터 값을 조절하여 한 프레임에 대한 결과 비트량이 목표 비트량과 비슷하게 발생되게 한다. 제안하는 알고리즘과 기존 알고리즘간의 비교 실험은 제안하는 알고리즘이 기존 알고리즘에 비해 한 프레임에 대한 목표 비트량과 실제 비트량의 차이를 66% 이상 감소시키고 있으며 동시에 PSNR 성능에서 기존의 알고리즘 보다 우수함을 보여준다.