開博首篇，以下我自己翻譯的HEVC提案中有關碼率控制的最新幾篇文章的摘要和介紹，個人水準有限，還望不吝賜!
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Novel coding tree unitlayer scheme for rate control in HEVC（ JCTVC-K0295）
Abstract
本提案[1]提供了一種基于HEVC的新型CTU層碼率控制結構。此提案中提出了一種确定GOP中第一幀圖像QP的算法，接着描述了一種配置設定目标幀碼率的改進政策，最後，基于一種新型的率失真代價模型（DQ模型）預測了一幀中CTU層的QP值，以及該幀中剩餘CTU的目标碼率。與HM8.0碼率控制相比，重建視訊的平均PSNR在RA-main、LB-main和 LP-main條件下分别能夠提升1.10 dB、 0.67 dB和0.62 dB ，能夠實作更加平滑的PSNR性能。
Introduction
JCTVC-I0094中編碼單元層碼率控制結構為CTU配置設定目标碼率，而采取了一種基于像素的unifiedrate quantization (URQ)模型來為CTU預測QP值。然而，JCTVC-I0094中率失真性能并不如 JCTVC-J0057在 X.264中基于幀級别的碼率控制算法表現好。為了實作良好的重建視訊的主觀品質，在一幀中針對不同複雜度的CTU應該采取不同的QP值[4]。然後， JCTVC-J0057中的結構在一幀中對于所有的CTU都采取同一個QP值，是以這種結構不能提供很好的主觀品質。
本提案提供了一種基于HEVC的新型CTU層碼率控制結構。此提案中提出了一種确定GOP中第一幀圖像QP的算法，接着描述了一種配置設定目标幀碼率的改進政策，最後，基于一種新型的率失真代價模型（DQ模型）預測了一幀中CTU層的QP值，以及該幀中剩餘CTU的目标碼率。與HM8.0碼率控制相比，重建視訊的平均PSNR在RA-main、LB-main和 LP-main條件下分别能夠提升1.10 dB、 0.67 dB和0.62 dB ，能夠實作更加平滑的PSNR性能。
References
[1] Wei Wu, Bin Song, “Novel coding tree unit layer scheme for rate control in HEVC,” JCT-VC of ITU-T SG 16 WP 3 andISO/IEC JTC1/SC 29/WG11, JCTVC-K0295, Shanghai, CN, Oct. 2012
[2] H. Choi, J. Nam, J. Yoo, D. Sim, and I. V. Bajić, “Improvement of the rate control based on pixel-based URQ model for HEVC,” JCT-VCof ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11, JCT-VC I0094, Geneva, CH, Apr. 2012.
[3] J. Si, S. Ma, W. Gao, and M. Yang, “Adaptive rate control for HEVC,” JCT-VC of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IECJTC1/SC29/WG11, JCT-VC J0057, Stockholm, SE, July 2012.
[4] K. Sato, “On LBS and Quantization,” JCT-VC of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11, JCTVC-D308r1, Daegu, KR, Jan. 2011.
Improvement of the rate control for HEVC（JCTVC-K0229）
Abstract
該提案建議一種針對随機通路（RA）條件下提高HM8.0碼率控制模型的壓縮性能，同時能夠降低低延時（LD）條件下碼率波動的方法。對RA而言，通過率失真和比特率來确定評估幀複雜度的權重因子，進而精确地實作目标比特的計算。此外，為了提高RD性能，對所有随機通路指針進行了緩沖區的控制。對LD而言，為了降低比特率的波動，采取在一個GOP中僅在第一個編碼幀中進行碼率控制，同時采用一個單一的λ值來實作率失真優化（RDO），而不需考慮其所在的時間層ID（TID）。根據該碼率控制提議的修改，對RA而言，平均BD-PSNR 提高了0.74 dB；而LD而言，比特率波動的變化減少了 50.88%。
Table 1. QP derivation process for firstframe in a GOP
| HM8.0 with the rate control | HM8.0 with the proposed rate control |
| QP ¬ average of a previous GOP IF previous frame QP + 2 < QP THEN QP¬QP+2 ELIF previous frame QP – 2 > QP THEN QP¬QP-2 ENDIF | Predict a target-bit IF No remaining-bit in GOP THEN QP ¬ previous frame QP + 2 ELSE invoke the RQ model ENDIF |
在HM8.0中，采用分層QP結構來提高編碼性能。分層GOP結構根據不同的TID值配置設定不同的QP值和λ值。λ值的計算如下：
References
[1] J. Si, S. Ma,W. Gao, “Adaptive ratecontrol for HEVC,” JVT of ISO/IEC MPEG and ITU-T VCEG, JVT-J0057,Stockholm, SE, July. 2012
[2] H.Choi, J. Nam, J. Yoo, D. Sim, I. V. Bajić, “Rate control based on unified RQ model forHEVC,”JVT of ISO/IEC MPEG and ITU-TVCEG, JVT-H023, San José, CA, Feb. 2012
[3] Y.Liu, Z.G. Li, and Y.C. Soh, “A novel rate control scheme for low delay videocommunication of H.264/AVC standard,”IEEETrans. on Circuits and Syst. Video Tech., vol. 17, no. 1, pp. 68-78, Jan.2007
[4] F.Bossen, “Common test conditions and software reference configurations,”JCT-VC of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IECJTC1/SC29/WG11, JCT-VC G1200(m22869), Geneva, CH, Nov. 2011
Adaptive rate controlfor HEVC（ JCTVC-J0057）
Abstract
該提案提供了JCTVC-I0433提案中碼率控制結構的改進方案。針對HM7.0上的碼率控制結構提案，主要有以下兩個方面修改：一方面，采用假設參考解碼器（HRD）來調節比特的配置設定；另一方面，在R-Q模型中使用 量化尺度代替直接采用QP。相比HM7.0之前的碼率控制結構，采用分段三次插值方式的BD碼率計算能夠在 RA-main情況下減少高達28.5% (LP-main: -21.1%; LB-main:-20.7%)。
Introduction
JCTVC-H0213提案中，針對HM7.0平台，在RA-main條件下，BD-RATE損失平均高達45.4%（LB-main: 29.5%, LP-main: 28.2%）。情況更糟糕時，損失可能高于70%，這是不能接受的。基于比較流行的X264編碼器中所使用的自适應比特率（ABR）碼率控制算法，在JCTVC-I0433中提出了一種針對HEVC的新型自适應碼率控制結構。它的性能要優于H0213，而且能夠與固定碼率相比拟。該提案中，碼率控制結構進一步改善來降低PSNR的波動，同時SSIM值也作為一種額外的性能計算的方法。
Proposed rate control algorithm
1Rate modeling碼率模型
基于X264中碼率控制算法的率失真模型研究，提出了一種針對HEVC的線性R-D模型，如公式（1）所示。在提案模型中，采用SATD作為複雜度的評估。此外，提案中的R模型中将先前編碼幀的複雜度也考慮在内，為編碼性能的穩定提供有效的資訊。該建議的R模型如下：
(1)
其中α是模型系數，R為碼率。X為目前幀的複雜度估計值，qscale為量化尺度。X的計算公式為：
(2)
n為目前幀序号，QPn-1為第n-1幀的量化參數，Rn-1為第n-1幀的實際比特數。λ為一個常量，參考值為0.6，wi為先前編碼幀的SATD值的權重。wi的定義如下：
(3)
量化尺度qscale和量化因子QP的關系如下：
(4)
Figure. 1: The relationship between thegenerated bits and the estimated bits. QP is set to 32.
2 Rate control scheme碼率控制結構
考慮到LD和RA設定的差異，該提案建議碼率控制算法針對二者分别進行了設計。為RA設定情況設計了一種GOP級别的QP調整政策，同時針對LD和RA設定采用幀級别自适應QP調整結構，進而使得比特率盡可能地與目标要求相符合。
Reference
[5] H.Choi, J. Nam, J. Yoo, D. Sim, and I. V. Bajić, “Rate control based on unified RQmodel for HEVC,” JCT-VCof ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11, JCT-VC H0213 (m23088), San José, CA, USA, Feb.2012
FrankBossen, “Common test conditions and software reference configurations” , JCTVC-H1100,8th JCT-VC Meeting, San Jose, CA, USA, 1-10 February, 2012.