率失真优化

✍ dations ◷ 2025-06-08 11:00:02 #影像编解码器,最优化算法,最优化,图像处理,编解码器,影像压缩技术

率失真优化(Rate–distortion optimization,简称RDO)是一种提升视频压缩性能的最优化方法。其原理是对视频的有损(画面质量)与比特率(编码所需的数据量)同时进行最优化,以求达到一个最佳的平衡点。虽然此算法一开始是在视频压缩的编码器中被使用,但也可以用于各种多媒体编码包含影像、视频、音频等等,只要编码时会同时考虑到质量及文件大小皆可使用。

传统视频编码器在做编码决策时,是挑选出影像质量最好的画面。然而只考虑质量的缺点是,会让决策的结果有时相较于质量稍差的选择下,花费了更多数据量但只相对提升了一点点质量。一个常见的例子就是动作补偿,尤其是使用1/4像素精确度的时候。在动作补偿过程中,为宏区块的动作向量增加额外的精确度可能可提升质量,但有些时候提升的质量,并不值得额外花费用来编码高精确度动作向量的数据量。

率失真优化借由作为影像质量的衡量方法,解决了上述的问题。数据量会被用比特数乘上拉格朗日乘数来取代。拉格朗日乘数代表了在某种程度范围的影像质量下,比特的花费与影像质量之间的关系。以数学式表示:

其中

为了最大化峰值信噪比的视频画值衡量,有损部分通常使用均方差做计算。

现行的视频压缩编解码器中,率失真优化需要将每一块视频画面的区块,经由熵编码器运算来衡量实际的比特花费,而此计算是复杂的。例如在MPEG的许多编解码器标准中,完整的计算流程包含了离散余弦变换、量化以及熵编码,需全部运算完才能得到实际的比特花费。因此率失真优化会较大部分其他的衡量方法来得慢,譬如绝对值差和(英语:sum of absolute differences)(SAD)和转换后绝对值差和(英语:sum of absolute transformed differences)(SATD)。因此率失真优化通常只在动作补偿的最后一个步骤才会被使用,像是在H.264/AVC中最后需要对各种分割模式下决定的时候。

相关

  • 硫化氢硫化氢是无机化合物,化学式为H2S。正常是无色、易燃的酸性气体,氢又从水里逸出。硫化氢是急性剧毒物质,具有臭鸡蛋味,吸入少量高浓度硫化氢可于短时间内致命。低浓度的硫化氢对
  • 位移在物理学里,位移是位置的改变。假设从旧位置 r 1
  • 克劳福德县克劳福德县(Crawford County, Georgia)是美国乔治亚州中西部的一个县。面积846平方公里。根据美国2000年人口普查,共有人口12,495人,2005年人口12,874人。县治诺克斯维尔 (Knoxv
  • β-受体阻滞剂β受体阻断药(英语:Beta blockers),又称Beta受体阻断药、β受体阻断剂、β受体阻滞剂、β受体拮抗剂或β阻断药、乙型阻断剂,是一类用来治疗心律不齐、防止心脏病发作后的二次心
  • 大来佐武郎大来佐武郎(日语:大来 佐武郎/おおきた さぶろう Saburō Ōkita;1914年11月3日-1993年2月9日)日本政治人物,外交官,经济学家,战后对日本经济发展有重要影响的人物之一,也是中国改革
  • 吕宋海槽吕宋海槽(Luzon Strait),是台湾岛和吕宋岛之间的海槽,被其中的巴丹群岛和巴布延群岛又分为巴士海峡、巴林塘海峡和巴布延海峡三条水道。吕宋海槽东接太平洋,西通南中国海,全宽约25
  • 汉字语汉字语(韩语:한자어/漢字語)是韩语对以汉字词组成的词语,亦即汉字文化圈的韩语版“汉字词”的称呼。当中主要分为三大种类,包括从古汉语传入的词语、日治时期传入的和制汉语、以及
  • 海勒·阿格奈什海勒·阿格奈什(匈牙利语:Heller Ágnes,1929年-2019年),英文译名阿格妮丝·赫勒,布达佩斯人,匈牙利女哲学家、异议人士。东欧新马克思主义学者、布达佩斯学派代表人物。生于布达佩
  • 巴基斯坦穆斯林联盟(谢里夫派)巴基斯坦政府与政治 系列条目宪法巴基斯坦穆斯林联盟(乌尔都语:(پاکستان مسلم لیگ (ن‎‎)是巴基斯坦中间偏右政党,总部位于伊斯兰堡,现任领导人为纳瓦兹·谢里夫
  • 景天树景天树(学名:),也称蓝鸟花月(中国大陆)、银圆树(英语:Silver Dollar Jade),是景天科青锁龙属的一种植物。这是南非西开普省一个特有种。这是一种高度为2到4英尺(0.6至1.2米)的多汁灌木。