速率控制（RATE control, RC）原理简介

速率控制（RATE control, RC）

⚫️速率控制（RATE control, RC）是H265中用于控制传输速率的一种技术，简单来说，就是通过对量化参数QP和拉格朗日因子lambda的控制，使得视频的每秒压缩后的大小尽可能的恒等于传输通道的传输容量。就像高速公路上的汽车一样，车多了堵，车少了公路闲置，浪费资源。理想状态就是车流量刚好等于公路容量，既不堵，也不浪费。

量化参数QP对压缩的影响;

⚪️简单来说，就是量化后的数据，都等于QP的整数倍；

假如一组数据为 【2， 3， 4， 8， 7】

• QP为1时，压缩后为【2， 3， 4， 8， 7】
• QP为2时，压缩后为【1， 1， 2， 4， 3】
• QP为4时，压缩后【0，0，1，2，1】
• QP为8时，压缩后为【0，0，0，1，0】

由此可知，QP参数越大，数据量越小，但同样的，失真也更严重；

而λ，则用于代价函数的计算；H265提供了很多种压缩方式(其他模块内容，这里不做详细介绍)，在选择的压缩方式时，选取代价函数最小的压缩方式，而代价函数的表达式为：

$$\Delta J=\Delta D+\lambda R$$

其中， ΔD为这种方式压缩时，图像的失真；R为这种方式压缩时，压缩后的大小；

由表达式可知，lambda越大，R对选取压缩方式的影响越大。也就是说，当我们倾向于压缩后数据更小时，就需要增大lambda，我们倾向于压缩后图像失真更小，就需要减少lambda。

由此可推断出， QP和λ正相关；通过大量实验数据可得
$$QP=4.2005ln\lambda +13.7122$$

速率控制的表达式比较复杂，这里不做介绍。简化处理后，可以理解为，前面的图像如果压缩编码后数据量的太多了，我们就增大lambda和QP，使得后面压缩后的图像较小。如果压缩编码后数据量的太少了，我们就减小lambda和QP，使得后面压缩后的图像较大（失真较小）。从而使整个视频压缩后每分每秒的大小，都尽可能的维持在一个恒定信息量（信道容量）。

总结：

压缩的多了，图像失真大。压缩的少了，图像数据量大。因此速率控制就是通过调节lambda和QP，使得整个视频压缩后每分每秒的大小，都尽可能的维持在一个恒定信息量（信道容量），既不至于失真太多，又不会压缩后数据量太大造成“堵车”。