一种基于pid控制理论的3d码率控制方法和存储设备
阅读说明：本技术 一种基于pid控制理论的3d码率控制方法和存储设备 (3D code rate control method based on PID control theory and storage device ) 是由 严涛 于 2020-06-11 设计创作，主要内容包括：本发明涉及图像处理领域,特别涉及一种基于PID控制理论的3D码率控制方法和存储设备。所述一种基于PID控制理论的3D码率控制方法,包括步骤：通过增量式PID对目标缓冲区码率波动进行控制；根据所述控制结果并采用视点间相似度进行各视点间比特分配；根据所述控制结果并采用视点间相似度进行各视点内比特分配；所述控制结果包括：缓冲区变化。增量式PID的引入使得目标缓冲区的满溢度得到控制,均衡由于缓冲区波动带来的波动,而影响到用户的观看体验。并根据所述控制结果及视点间相似度来对各视点间和各视点内的比特分配。在几乎不增加计算复杂度的情况下,保证了图像质量的平稳过渡。(The invention relates to the field of image processing, in particular to a 3D code rate control method and storage equipment based on a PID control theory. The 3D code rate control method based on the PID control theory comprises the following steps: controlling the code rate fluctuation of a target buffer area through an incremental PID; according to the control result and by adopting the similarity between the viewpoints, bit allocation between the viewpoints is carried out; according to the control result and by adopting the similarity between the viewpoints, bit allocation in each viewpoint is carried out; the control result comprises: the buffer changes. The introduction of the incremental PID controls the overflow degree of the target buffer area, and balances the fluctuation caused by the fluctuation of the buffer area, thereby influencing the watching experience of a user. And distributing bits among the viewpoints and in the viewpoints according to the control result and the inter-viewpoint similarity. Smooth transition of image quality is ensured with little increase in computational complexity.)
技术领域
本发明涉及图像处理领域，特别涉及一种基于PID控制理论的3D码率控制方法和存储设备。
背景技术
3DTV/FTV系统结构由多视点视频采集、多视视频编码、网络传输、多视视频解码、视图合成和3D显示几部分组成。在3DTV/FTV系统中，不论多视采集部分和3D立体显示部分采用何种方法，其间的多视视频编码(MVC)和解码是共性的技术。目前，常见的视频都是二维或者不真实的三维场景。多视点视频(Multiview Video)是一种新型的具有真实三维立体感和视点交互功能的视频，用户裸眼就可以从多个角度选择和体检360度三维场景，已成为国内外学者研究新热点。
其中码率控制是视频编码过程中一个重要的部分。它控制编码参数以使产生的比特流符合应用需求，并在保持高的编码质量的同时使序列中前后帧图像之间的主观质量无明显的波动。编码之后产生的码流的码率波动非常大，需要在编码器的输出端增加缓冲器来平滑码率的波动，但是缓冲器仍然面临着上溢和下溢的可能，码率控制算法必须检查缓冲器的满溢程度来调节编码器输出码流的多少。码率控制还要考虑编码视频具有较高质量的同时保持恒定(平滑变化)的质量。首先视频序列的平均PSNR必须有所提高；其次序列中前后图像之间的主观质量不能有明显的波动。时间上解码图像的波动对观众的主观质量影响很大。最新的码率控制不仅需要考虑获得到较高的客观质量，还需要考虑人的主观视觉效果。故如何提出一种新的码率控制方法使得图像之间的主观质量无明显的波动成了亟需解决的问题。
发明内容
为此，需要提供一种基于PID控制理论的3D码率控制方法，用以解决编码中前后帧图像间波动大造成图像波动大的问题。具体技术方案如下：
一种基于PID控制理论的3D码率控制方法，包括步骤：
通过增量式PID对目标缓冲区码率波动进行控制；
根据所述控制结果并采用视点间相似度进行各视点间比特分配；
根据所述控制结果并采用视点间相似度进行各视点内比特分配；
所述控制结果包括：缓冲区变化。
进一步的，所述“通过增量式PID对目标缓冲区码率波动进行控制”前，还包括步骤：
采用视点间相似度进行各视点间比特分配和各视点内比特分配；
根据所述各视点内比特分配结果确定增量式PID控制的误差函数；
根据所述误差函数计算得误差增量；
根据所述误差增量计算得控制器的输出；
根据所述控制器的输出对目标缓冲区码率波动进行控制。
进一步的，所述“根据所述控制结果并采用视点间相似度进行各视点间比特分配”，还包括步骤：
设Nview表示多视点视频视点的个数，Fr表示帧率，u(i)表示信道的比特率，Ngop(i)表示编码GOP的长度，ΔTGop(i)表示编码完上一个视点剩余比特，M表示缓冲区剩余比特；
则编码GGOP图像组内第k个视点分配到的比特总数TGop(i)如下式：
计算出各视点GOP的权重因子wk，得到当前视点的目标比特数，其具体步骤是：
其中Coff(Sk,S0)表示视点k与视点0的相关性因子，A和B分别代表视点Sk和S0在同一时刻对应的两幅图像，L(A,B),C(A,B)及S(A,B)分别为这两幅图像的亮度比较、对比度比较及结构信息比较，其中φ,γ可以调节亮度、对比度及结构信息所占的比重；
ξk表示表示视点k的复合因子，
进一步的，所述“根据所述控制结果并采用视点间相似度进行各视点内比特分配”，还包括步骤：
根据下式进行各视点内比特分配：
上式中，T为编码M帧所消耗比特数之和；MADa表示所有帧MAD的平均值；MADj表示第j帧的MAD；Cj和Cm分别为第j帧和第m帧帧头信息占有比特；ΔTbuf,PID表示Tbuf的增量，χ1,η1为权重参数。
为解决上述技术问题，还提供了一种存储设备，具体技术方案如下：
一种存储设备，其中存储有指令集，所述指令集用于执行：
通过增量式PID对目标缓冲区码率波动进行控制；
根据所述控制结果并采用视点间相似度进行各视点间比特分配；
根据所述控制结果并采用视点间相似度进行各视点内比特分配；
所述控制结果包括：缓冲区变化。
进一步的，所述指令集还用于执行：所述“通过增量式PID对目标缓冲区码率波动进行控制”前，还包括步骤：
采用视点间相似度进行各视点间比特分配和各视点内比特分配；
根据所述各视点内比特分配结果确定增量式PID控制的误差函数；
根据所述误差函数计算得误差增量；
根据所述误差增量计算得控制器的输出；
根据所述控制器的输出对目标缓冲区码率波动进行控制。
进一步的，所述指令集还用于执行：所述“根据所述控制结果并采用视点间相似度进行各视点间比特分配”，还包括步骤：
设Nview表示多视点视频视点的个数，Fr表示帧率，u(i)表示信道的比特率，Ngop(i)表示编码GOP的长度，ΔTGop(i)表示编码完上一个视点剩余比特，M表示缓冲区剩余比特；
则编码GGOP图像组内第k个视点分配到的比特总数TGop(i)如下式：
计算出各视点GOP的权重因子wk，得到当前视点的目标比特数，其具体步骤是：
其中Coff(Sk,S0)表示视点k与视点0的相关性因子，A和B分别代表视点Sk和S0在同一时刻对应的两幅图像，L(A,B),C(A,B)及S(A,B)分别为这两幅图像的亮度比较、对比度比较及结构信息比较，其中φ,
ξk表示表示视点k的复合因子，
进一步的，所述指令集还用于执行：所述“根据所述控制结果并采用视点间相似度进行各视点内比特分配”，还包括步骤：
根据下式进行各视点内比特分配：
上式中，T为编码M帧所消耗比特数之和；MADa表示所有帧MAD的平均值；MADj表示第j帧的MAD；Cj和Cm分别为第j帧和第m帧帧头信息占有比特；ΔTbuf,PID表示Tbuf的增量，χ1,η1为权重参数。
本发明的有益效果是：通过增量式PID对目标缓冲区码率波动进行控制，因涉及到到缓冲区分配，缓冲区发生变化，则根据所述控制结果并采用视点间相似度对多视点视频主视点和非主视点进行比特分配。增量式PID的引入使得目标缓冲区的满溢度得到控制，均衡由于缓冲区波动带来的波动，而影响到用户的观看体验。并根据所述控制结果及视点间相似度来对各视点间和各视点内的比特分配。在几乎不增加计算复杂度的情况下，保证了图像质量的平稳过渡。
附图说明
图1为背景技术所述一种基于PID控制理论的3D码率控制方法的流程图；
图2为
具体实施方式
所述PID控制原理图；
图3为具体实施方式所述PSNR波动图；
图4a为具体实施方式所述″Dancer-PoznanHall2″序列图；
图4b为具体实施方式所述″Newspaper-Dancer″序列图；
图5为具体实施方式所述一种存储设备的模块示意图。
附图标记说明：
500、存储设备。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
请参阅图1至图4，在本实施方式中，一种基于PID控制理论的3D码率控制方法可应用在一种存储设备上，所述存储设备包括但不限于：个人计算机、服务器、通用计算机、专用计算机、网络设备、嵌入式设备、可编程设备、智能移动终端等。具体可如下：
步骤S101：通过增量式PID对目标缓冲区码率波动进行控制。
步骤S102：根据所述控制结果并采用视点间相似度进行各视点间比特分配。
步骤S103：根据所述控制结果并采用视点间相似度进行各视点内比特分配；所述控制结果包括：缓冲区变化。
进行步骤详细说明前，首先对PID控制进行介绍：
PID(Proportional-Integral-Derivative)控制器是至今在自动控制领域最流行的反馈控制器之一。PID控制特别适用于复杂的控制环境。我们在3D视频编码码率控制中很难预测每个视点或者每帧分配多少比特合适，因此这种实际的环境特别适合用PID控制器进行控制。PID控制使用误差信号的比例(Propotional)，积分(Integral)和导数(Derivative)产生控制信号，使系统得到需要的输出，图2是一个典型的PID控制器的原理图，整个系统由PID控制器和受控装置两部分组成。
一般进行PID控制之前，首先需要一个误差信号e(t)作为输入，通常情况下误差信号是需求信号R(t)与反馈信号y(t)之间的差值。在获得误差信号之后，再计算误差信号的积分和导数，然后把这三个信号分别进行kp、ki、kd加权形成受控模块的控制信号EPID(t)
EPID(t)＝EP(t)+EI(t)+ED(t) (1)
EP(t)＝kP·e(t) (2)
式中分别为误差信号本身，以及误差信号的积分和导数。误差函数e(t)代表需求函数和反馈函数当前的差别。比例控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差，kp的大小决定了比例调节的快慢速度，增大kp会使调节器调节的速度加快，但kp过大会使控制系统出现超调或振荡现象。积分控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。增大ki可以抑制偶然因素对系统的影响，减少波动。微分控制器的输出与输入误差信号的微分(即误差的变化率)成正比关系。微分项能预测误差变化的趋势，从而避免了被控量的严重超调。它能改善系统在调节过程中的动态特性。增加kd可以提高对误差的反应速度，但应避免引起波动。
与上述PID不同，增量式PID控制着重考虑误差累积对系统的影响，控制器的输出仅是控制量的增量ΔEPID(t)，其控制式为：
ΔEPID(t)＝kP·Δe(t)+kI·e(t)+kD·[Δe(t)-Δe(t-1)] (5)
式中：kp、ki、kd分别为比例、积分、微分系数；e(t)为误差信号。而Δe(t)如(6)式所示：
Δe(t)＝e(t)-e(t-1) (6)
增量式PID算法与PID算法相比有很多优点，比如PID算法每次输出与整个过去状态有关，计算式要用到过去偏差的累加值
需要说明的是，因确定增量式PID需要用到误差信号。故而步骤S101之前需先至少进行一次的各视点间和各视点内的比特分配，进而获取到误差信号，而后根据该误差信号来执行步骤S101至步骤S103。具体可如下：
所述“通过增量式PID对目标缓冲区码率波动进行控制”前，还包括步骤：
采用视点间相似度进行各视点间比特分配和各视点内比特分配；
根据所述各视点内比特分配结果确定增量式PID控制的误差函数；
根据所述误差函数计算得误差增量；
根据所述误差增量计算得控制器的输出；
根据所述控制器的输出对目标缓冲区码率波动进行控制。
MV-HEVC码率控制难点在于视点间比特很难分配，无法准确地给每个视点进行合理比特分配。用权重wk表示该视点k的所有视点中所占的比例，wk越大表明该视点为主视点，作为其他视点参考视点。该视点编码好处直接关系到整个视频编码的结果，因此需要分配比较多的比特。针对不同情况，本技术方案利用视点间相似度进行合理的比特分配。与其他视点相似性最高的视点，其相应的权重比较高，从而该视点理应给予较多的比特。
其中，所述“根据所述控制结果并采用视点间相似度进行各视点间比特分配”，还包括步骤：
设Nview表示多视点视频视点的个数，Fr表示帧率，u(i)表示信道的比特率，Ngop(i)表示编码GOP的长度，ΔTGop(i)表示编码完上一个视点剩余比特，M表示缓冲区剩余比特；
则编码GGOP图像组内第k个视点分配到的比特总数TGop(i)由式(7)给出：
计算出各视点GOP的权重因子wk，得到当前视点的目标比特数，其具体步骤是：
其中Coff(Sk,S0)表示视点k与视点0的相关性因子，A和B分别代表视点Sk和S0在同一时刻对应的两幅图像，L(A,B),C(A,B)及S(A,B)分别为这两幅图像的亮度比较、对比度比较及结构信息比较，其中φ,
ξk表示表示视点k的复合因子，
由申请号为：201910384022.5的申请文件内容中可知，在视点内编码中，P帧目标分配比特由Tr和Tbuf加权分配，Tbuf分配依赖于当前目标缓冲区满溢度、帧率、信道比特率和真实的缓冲区满溢度。在场景切换或者场景运动剧烈的情况时，预测出的QP并不准确，当前帧实际产生的比特数远远高于或者低于分配的比特数，使得真实的缓冲区“液位”远远偏移了目标缓冲区满溢度。为了满足目标缓冲区的满溢度，这势必影响下一或几帧目标比特的分配，造成PSNR的波动。故用增量式PID对缓冲区“液面”进行控制，均衡由于缓冲区波动对帧目标比特分配的负面影响。
误差函数的定义是增量式PID控制器的关键，而误差函数又是定义在需求函数和反馈函数基础上的。本技术方案中以(11)式作为缓冲区增量式PID控制的误差函数：
e(j)＝Tbl(j)-Bc(j) (11)
式中：Tbl(j)、Bc(j)分别为当前GOP第j个P帧的缓冲区目标满溢度和缓冲区实际占有率。误差增量为：
Δe(j)＝e(j)-e(j-1) (12)
接着，利用增量式PID算法控制缓冲器，控制器的输出(Tbuf的增量)ΔTbuf如(13)式所示
ΔTbuf,PID＝kP·Δe(t)+kI·e(t)+kD·[Δe(t)-Δe(t-1)] (13)
(13)式中的增量式PID控制器的参数由PID试凑法确定，即根据经验，先暂定一组控制器参数。对不同序列进行测试，观察PSNR以及缓冲区满溢度波动曲线。若认为控制质量不满意，则根据各参数对控制过程的影响度改变控制器参数。
在MV-HEVC帧层码率分配中，每帧比特分配由目标缓冲区容量、帧率以及实际缓冲区大小等决定，没有把当前编码帧的残差能量考虑进去，这样很可能导致图像质量下降或者跳帧现象。根据利用增量式PID算法控制缓冲器以及帧复杂度确定当前帧分配到的比特数目为：
上式中，T为编码M帧所消耗比特数之和；MADa表示所有帧MAD的平均值；MADj表示第j帧的MAD；Cj和Cm分别为第j帧和第m帧帧头信息占有比特。ΔTbuf,PID表示Tbuf的增量，χ1,η1为权重参数。以上未知参数通过预编码几个GGOP得到。
通过增量式PID对目标缓冲区码率波动进行控制，因涉及到到缓冲区分配，缓冲区发生变化，则根据所述控制结果并采用视点间相似度对多视点视频主视点和非主视点进行比特分配。增量式PID的引入使得目标缓冲区的满溢度得到控制，均衡由于缓冲区波动带来的波动，而影响到用户的观看体验。并根据所述控制结果及视点间相似度来对各视点间和各视点内的比特分配。在几乎不增加计算复杂度的情况下，保证了图像质量的平稳过渡。
为验证本技术方案的效果，用5个不同性质视频序列对基于场景检测的宏块层码率控制算法在CBR信道下进行仿真。其中，有7个序列序号Dancer-PoznanHall2，Newspaper-Dancer，PoznanStreet-Gtfly，Kendo-Balloons，PoznanHall2-Balloons，Kendo-Newpaperee-PoznanStreet,Balloons-Kendo-Newspaper带有场景切换，它们分别由两个或者三不同序列合成。各个场景具有不同的复杂度。其中PSNR波动图如图3所示，图中所示的提出算法即对应本技术方案。另两张效果图如图4a和图4b所示。具体仿真结果如下表所示：
上述比较了三种3D码率控制算法。方法1(MV-HEVC)为国际上采用固定比特分配算法，方法2(IEEEACCESS2020)是2020年发表在中科院二区IEEEACCESS算法。本技术方案与之前提出的算法进行比较。图3给出了PSNR波动图。从图3可以看出采用本技术方案提出的码率控制算法的PSNR变化波动小，保证了图像质量的平稳过渡，在视觉上不会感觉到明显的图像质量变化；申请号为：201910384022.5的申请文件提出的码率控制算法码率模型复杂度比较高，误差也比较大。场景切换帧会消耗过多比特，缓冲区的“液面”突然提高；而对于非切换的运动平缓视点和帧，则需要分配较少的比特。而采用基于ρ域码率控制算法的图像质量较低且有较大波动。
上表和图4a、图4b给出了三种码率控制算法的编码效率。申请号为201811491526.9的申请文件中的基于ρ域的MV-HEVC码率控制算法，前后帧PSNR波动小，在视觉上不会感觉到明显的图像质量变化，其编码效率比较低，本技术方案与申请号为201811491526.9的申请文件中的算法相比，PSNR平均增益0.20dB。这主要因为场景切换帧会消耗过多比特，缓冲区的“液面”突然提高，为满足缓冲区“液面”目标满溢度的要求，后续几帧分配的比特大幅度减少，从而导致后续几帧的编码质量突然下降。
故而，本技术方案与现***率控制算法相比，码率更为精确，码率偏差较小，而且PSNR波动比较小，改善视觉效果。并对缓冲区“液面”采用了增量式PID控制，可以把场景切换帧过多消耗比特的影响分配到后续若干帧，从而避免视频质量大幅度波动。
请参阅图2至图5，在本实施方式中，一种存储设备500的具体实施方式如下：
一种存储设备500，其中存储有指令集，所述指令集用于执行：
通过增量式PID对目标缓冲区码率波动进行控制；
根据所述控制结果并采用视点间相似度进行各视点间比特分配；
根据所述控制结果并采用视点间相似度进行各视点内比特分配；
所述控制结果包括：缓冲区变化。
需要说明的是，因确定增量式PID需要用到误差信号。故而步骤“通过增量式PID对目标缓冲区码率波动进行控制”之前需先至少进行一次的各视点间和各视点内的比特分配，进而获取到误差信号，而后根据该误差信号来执行上述步骤。具体可如下：
所述指令集还用于执行：所述“通过增量式PID对目标缓冲区码率波动进行控制”前，还包括步骤：
采用视点间相似度进行各视点间比特分配和各视点内比特分配；
根据所述各视点内比特分配结果确定增量式PID控制的误差函数；
根据所述误差函数计算得误差增量；
根据所述误差增量计算得控制器的输出；
根据所述控制器的输出对目标缓冲区码率波动进行控制。
MV-HEVC码率控制难点在于视点间比特很难分配，无法准确地给每个视点进行合理比特分配。用权重wk表示该视点k的所有视点中所占的比例，wk越大表明该视点为主视点，作为其他视点参考视点。该视点编码好处直接关系到整个视频编码的结果，因此需要分配比较多的比特。针对不同情况，本技术方案利用视点间相似度进行合理的比特分配。与其他视点相似性最高的视点，其相应的权重比较高，从而该视点理应给予较多的比特。
其中，所述“根据所述控制结果并采用视点间相似度进行各视点间比特分配”，还包括步骤：
设Nview表示多视点视频视点的个数，Fr表示帧率，u(i)表示信道的比特率，Ngop(i)表示编码GOP的长度，ΔTGop(i)表示编码完上一个视点剩余比特，M表示缓冲区剩余比特；
则编码GGOP图像组内第k个视点分配到的比特总数TGop(i)由式(7)给出：
计算出各视点GOP的权重因子wk，得到当前视点的目标比特数，其具体步骤是：
其中Coff(Sk,S0)表示视点k与视点0的相关性因子，A和B分别代表视点Sk和S0在同一时刻对应的两幅图像，L(A,B),C(A,B)及S(A,B)分别为这两幅图像的亮度比较、对比度比较及结构信息比较，其中φ,γ可以调节亮度、对比度及结构信息所占的比重；
ξk表示表示视点k的复合因子，表示调整因子，wk表示视点k的权重因子，即重要程度。
由申请号为：201910384022.5的申请文件内容中可知，在视点内编码中，P帧目标分配比特由Tr和Tbuf加权分配，Tbuf分配依赖于当前目标缓冲区满溢度、帧率、信道比特率和真实的缓冲区满溢度。在场景切换或者场景运动剧烈的情况时，预测出的QP并不准确，当前帧实际产生的比特数远远高于或者低于分配的比特数，使得真实的缓冲区“液位”远远偏移了目标缓冲区满溢度。为了满足目标缓冲区的满溢度，这势必影响下一或几帧目标比特的分配，造成PSNR的波动。故用增量式PID对缓冲区“液面”进行控制，均衡由于缓冲区波动对帧目标比特分配的负面影响。
误差函数的定义是增量式PID控制器的关键，而误差函数又是定义在需求函数和反馈函数基础上的。本技术方案中以(11)式作为缓冲区增量式PID控制的误差函数：
e(j)＝Tbl(j)-Bc(j) (11)
式中：Tbl(j)、Bc(j)分别为当前GOP第j个P帧的缓冲区目标满溢度和缓冲区实际占有率。误差增量为：
Δe(j)＝e(j)-e(j-1) (12)
接着，利用增量式PID算法控制缓冲器，控制器的输出(Tbuf的增量)ΔTbuf如(13)式所示
ΔTbuf,PID＝kP·Δe(t)+kI·e(t)+kD·[Δe(t)-Δe(t-1)] (13)
(13)式中的增量式PID控制器的参数由PID试凑法确定，即根据经验，先暂定一组控制器参数。对不同序列进行测试，观察PSNR以及缓冲区满溢度波动曲线。若认为控制质量不满意，则根据各参数对控制过程的影响度改变控制器参数。
在MV-HEVC帧层码率分配中，每帧比特分配由目标缓冲区容量、帧率以及实际缓冲区大小等决定，没有把当前编码帧的残差能量考虑进去，这样很可能导致图像质量下降或者跳帧现象。根据利用增量式PID算法控制缓冲器以及帧复杂度确定当前帧分配到的比特数目为：
上式中，T为编码M帧所消耗比特数之和；MADa表示所有帧MAD的平均值；MADj表示第j帧的MAD；Cj和Cm分别为第j帧和第m帧帧头信息占有比特。ΔTbuf,PID表示Tbuf的增量，χ1,η1为权重参数。以上未知参数通过预编码几个GGOP得到。
通过增量式PID对目标缓冲区码率波动进行控制，因涉及到到缓冲区分配，缓冲区发生变化，则根据所述控制结果并采用视点间相似度对多视点视频主视点和非主视点进行比特分配。增量式PID的引入使得目标缓冲区的满溢度得到控制，均衡由于缓冲区波动带来的波动，而影响到用户的观看体验。并根据所述控制结果及视点间相似度来对各视点间和各视点内的比特分配。在几乎不增加计算复杂度的情况下，保证了图像质量的平稳过渡。
为验证本技术方案的效果，用5个不同性质视频序列对基于场景检测的宏块层码率控制算法在CBR信道下进行仿真。其中，有7个序列序号Dancer-PoznanHall2，Newspaper-Dancer，PoznanStreet-Gtfly，Kendo-Balloons，PoznanHall2-Balloons，Kendo-Newpaperee-PoznanStreet,Balloons-Kendo-Newspaper带有场景切换，它们分别由两个或者三不同序列合成。各个场景具有不同的复杂度。其中PSNR波动图如图3所示，图中所示的提出算法即对应本技术方案。另两张效果图如图4a和图4b所示。具体仿真结果如下表所示：
上述比较了三种3D码率控制算法。方法1(MV-HEVC)为国际上采用固定比特分配算法，方法2(IEEEACCESS2020)是2020年发表在中科院二区IEEEACCESS算法。本技术方案与之前提出的算法进行比较。图3给出了PSNR波动图。从图3可以看出采用本技术方案提出的码率控制算法的PSNR变化波动小，保证了图像质量的平稳过渡，在视觉上不会感觉到明显的图像质量变化；申请号为：201910384022.5的申请文件提出的码率控制算法码率模型复杂度比较高，误差也比较大。场景切换帧会消耗过多比特，缓冲区的“液面”突然提高；而对于非切换的运动平缓视点和帧，则需要分配较少的比特。而采用基于ρ域码率控制算法的图像质量较低且有较大波动。
上表和图4a、图4b给出了三种码率控制算法的编码效率。申请号为201811491526.9的申请文件中的基于ρ域的MV-HEVC码率控制算法，前后帧PSNR波动小，在视觉上不会感觉到明显的图像质量变化，其编码效率比较低，本技术方案与申请号为201811491526.9的申请文件中的算法相比，PSNR平均增益0.20dB。这主要因为场景切换帧会消耗过多比特，缓冲区的“液面”突然提高，为满足缓冲区“液面”目标满溢度的要求，后续几帧分配的比特大幅度减少，从而导致后续几帧的编码质量突然下降。
故而，本技术方案与现***率控制算法相比，码率更为精确，码率偏差较小，而且PSNR波动比较小，改善视觉效果。并对缓冲区“液面”采用了增量式PID控制，可以把场景切换帧过多消耗比特的影响分配到后续若干帧，从而避免视频质量大幅度波动。
需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。
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