技術特征：

1.一種HEVC自適應視頻碼率控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

分配當前圖像幀的目標比特數；

以一個編碼樹單元CTU為碼率控制單位，計算目標比特數初始值；

根據圖像結構相似性和運動特性，計算當前編碼樹單元復雜度；

利用當前編碼樹單元復雜度，調整當前CTU分配的目標比特數，計算當前CTU目標比特數；

計算當前CTU使用的量化參數。

2.如權利要求1所述的HEVC自適應視頻碼率控制方法，其特征在于，所述方法還包括：

限定當前幀中當前CTU的量化參數的波動。

3.如權利要求1所述的HEVC自適應視頻碼率控制方法，其特征在于，

當前圖像幀的目標比特數計算方法為：

Tb_frame＝min(Ub,max(Br/Fr,Lb)) (1)

其中，Tb_frame為當前圖像幀的目標比特數；Br是編碼的目標比特率；Fr是圖像幀率；Ub、Lb分別為上下閾值系數；min(變量)表示對變量求取最小值，max(變量)表示對變量就取最大值；α和β是調整系數；W是幀平滑窗系數；

Ub和Lb初始值按照公式2和公式3計算：

Ub＝Br/Fr×W×α (2)

Lb＝Br/Fr×β (3)

當編碼完一幀圖像后，分別按照公式4，5更新Ub和Lb；

Ub+＝Br/Fr-bits (4)

Lb+＝Br/Fr-bits (5)

其中bits是編碼當前圖像后實際輸出編碼比特數。

4.如權利要求1所述的HEVC自適應視頻碼率控制方法，其特征在于，

目標比特數初始值計算方法為：

其中，T1_ctu,i表示目標比特數初始值；i是當前CTU的編碼次序號；j為變量,其取值范圍為[i-1-sw,i-1]；N是一幀圖像中CTU的個數；sw是編碼樹單元平滑窗系數；R_ctu,j是第j個CTU分配的目標比特數；R_act,j是第j個CTU實際編碼輸出的比特數；T_rbit是當前幀的剩余比特數；

T_rbit的初始值按照公式7設置：

T_rbit＝Tb_frame (7)

編碼完一個CTU后，根據公式8更新T_rbit：

T_rbit-＝R_act,i (8)

其中，R_act,i是第i個CTU實際編碼輸出的比特數。

5.如權利要求1所述的HEVC自適應視頻碼率控制方法，其特征在于，

當前編碼樹單元復雜度計算方法為：

其中，C_complex為當前編碼樹單元復雜度；SSIM_i-1是第i-1個CTU結構相似性；MSSIM是平均結構相似性；κ和δ是調整系數；A1是閾值系數；MV_i是第i個CTU中的最大運動矢量；

SSIM，為結構相似性；給定兩個圖像x和y，兩張圖像的結構相似性按照以下方式求出：

其中，u_x是圖像x中像素的平均值，u_y是圖像y中像素的平均值，σ_x是圖像x中像素的方差，σ_y是圖像y中像素的方差，σ_xy是圖像x和圖像y中像素的協方差，c1和c2是用來維持穩定的常數；

SSIM_i-1的計算方法：將圖像x和圖像y分別設置為第i-1個CTU的原始圖像和重建圖像，根據公式(10)計算出的值即為SSIM_i-1；

MSSIM的計算方法：將每個已經計算出的CTU的SSIM值進行累加平均，得出的值即為MSSIM的值。

6.如權利要求1所述的HEVC自適應視頻碼率控制方法，其特征在于，

當前CTU目標比特數計算方法為：；

其中，T_ctu,i為當前CTU目標比特數，是調整系數。

7.如權利要求1所述的HEVC自適應視頻碼率控制方法，其特征在于，

當前CTU使用的量化參數Qp_i由公式12推導出；

其中，Qp_i為當前CTU的量化參數；SSIM_i是第i個CTU的結構相似性，d1和d2是調整系數；

SSIM_i的計算方法：將圖像x和圖像y分別設置為第i個CTU的原始圖像和重建圖像，根據公式10計算出的值即為SSIM_i。

8.如權利要求2所述的HEVC自適應視頻碼率控制方法，其特征在于，

所述限定當前幀中當前CTU的量化參數的波動具體為：

|Qp_i-Qp_i-1|≤ε (13)

其中，Qp_i為當前幀中第i個CTU的量化參數；Qp_i-1是當前幀已編碼的第i-1個CTU的量化參數，ε是限制系數。

9.一種HEVC自適應視頻碼率控制系統，其特征在于，所述系統包括：

目標比特數分配模塊，用于分配當前圖像幀的目標比特數；

目標比特數初始值計算模塊，用于以一個編碼樹單元CTU為碼率控制單位，計算目標比特數初始值；

編碼樹單元復雜度計算模塊，用于根據圖像結構相似性和運動特性，計算當前編碼樹單元復雜度；

量化參數計算模塊，用于根據二次非線性率失真模型公式12，計算當前CTU使用的量化參數；

目標比特數計算模塊，用于利用當前編碼樹單元復雜度，調整當前CTU分配的目標比特數，計算當前CTU目標比特數。

10.如權利要求9所述的HEVC自適應視頻碼率控制系統，其特征在于，所述系統還包括：

量化參數波動限定模塊，用于限定當前幀中當前CTU的量化參數波動。

11.如權利要求9所述的HEVC自適應視頻碼率控制系統，其特征在于，

所述分配當前圖像幀的目標比特數具體為：

Tb_frame＝min(Ub,max(Br/Fr,Lb)) (1)

其中，Tb_frame為當前圖像幀的目標比特數；Br是編碼的目標比特率；Fr是圖像幀率；Ub、Lb分別為上下閾值系數；min(變量)表示對變量求取最小值，max(變量)表示對變量就取最大值；α和β是調整系數；W是幀平滑窗系數；

Ub和Lb初始值按照公式2和公式3計算：

Ub＝Br/Fr×W×α (2)

Lb＝Br/Fr×β (3)

當編碼完一幀圖像后，分別按照公式4，5更新Ub和Lb；

Ub+＝Br/Fr-bits (4)

Lb+＝Br/Fr-bits (5)

其中bits是編碼當前圖像后實際輸出編碼比特數；

所述以一個編碼樹單元CTU(CTU是編碼樹單元)為碼率控制單位，計算目標比特數初始值具體為：

其中，T1_ctu,i表示目標比特數初始值；i是當前CTU的編碼次序號；j為變量,其取值范圍為[i-1-sw,i-1]；N是一幀圖像中CTU的個數；sw是編碼樹單元平滑窗系數；R_ctu,j是第j個CTU分配的目標比特數；R_act,j是第j個CTU實際編碼輸出的比特數；T_rbit是當前幀的剩余比特數；

T_rbit的初始值按照公式7設置：

T_rbit＝Tb_frame (7)

編碼完一個CTU后，根據公式8更新T_rbit：

T_rbit-＝R_act,i (8)

其中，R_act,i是第i個CTU實際編碼輸出的比特數；

所述根據圖像結構相似性和運動特性，計算當前編碼樹單元復雜度具體為：

其中，C_complex當前編碼樹單元復雜度；為SSIM_i-1是第i-1個CTU結構相似性；MSSIM是平均結構相似性；κ和δ是調整系數；A1是閾值系數；MV_i是第i個CTU中的最大運動矢量；

SSIM，結構相似性；給定兩個圖像x和y，兩張圖像的結構相似性可按照以下方式求出：

其中，u_x是圖像x中像素的平均值，u_y是圖像y中像素的平均值，σ_x是圖像x中像素的方差，σ_y是圖像y中像素的方差，σ_xy是圖像x和圖像y中像素的協方差，c1和c2是用來維持穩定的常數；

SSIM_i-1的計算方法：將圖像x和圖像y分別設置為第i-1個CTU的原始圖像和重建圖像，根據公式(10)計算出的值即為SSIM_i-1；

MSSIM的計算方法：將每個已經計算出的CTU的SSIM值進行累加平均，得出的值即為MSSIM的值；

所述利用當前編碼樹單元復雜度，調整當前CTU分配的目標比特數，計算當前CTU目標比特數具體為：

其中，是調整系數。

所述計算當前CTU使用的量化參數由以下公式推導；

其中，Qp_i為當前CTU的量化參數；SSIM_i是第i個CTU的結構相似性，d1和d2是調整系數；

SSIM_i的計算方法：將圖像x和圖像y分別設置為第i個CTU的原始圖像和重建圖像，根據公式(10)計算出的值即為SSIM_i。

12.如權利要求10所述的HEVC自適應視頻碼率控制系統，其特征在于，

所述限定當前幀中當前CTU的量化參數波動具體為：

|Qp_i-Qp_i-1|≤ε (13)

其中，Qp_i-1是當前幀已編碼的第i-1個CTU的量化參數，ε是限制系數。