[發(fā)明專利]一種H.264幀間SKIP模式快速判定方法

有效

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• 申請日: 2010-05-31
• 公開（公告）號: CN101902642A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅笑南;陸晴
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及壓縮編碼算法領(lǐng)域，具體涉及對H.264幀間SKIP模式的快速判定方法。

背景技術(shù)

從H.261視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，到H.263、H.263+、H.263++，以及MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4等一系列標(biāo)準(zhǔn)都有一個共同的目標(biāo)，即希望在盡可能低的碼率下獲得盡可能好的圖像質(zhì)量。而且，隨著市場對視頻傳輸需求的增加，如何適應(yīng)不同信道傳輸特性的問題也日益顯現(xiàn)出來。為了解決這些問題，ISO/IEC和ITU兩大國際標(biāo)準(zhǔn)化組織聯(lián)手制定了視頻壓縮新標(biāo)準(zhǔn)——H.264/AVC。

H.264中采用了許多新的壓縮技術(shù)，具有更高的壓縮效率和更好的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性；在相同圖像質(zhì)量的情況下，產(chǎn)生較小的碼流，從而可以節(jié)省大量的帶寬。然而，由于H.264采用了更多新的編碼技術(shù)，使得算法的復(fù)雜度提高了很多，而且在硬件實現(xiàn)上也產(chǎn)生了不小的難度。

其中H.264的一個重要特性是采用了變換大小的模式選擇和運(yùn)動估計。利用已編碼的參考幀預(yù)測當(dāng)前幀，使用一個殘差塊和運(yùn)動矢量來表示當(dāng)前幀中的每個塊，可以有效地消除視頻序列之間的時間相關(guān)性。其中，H.264編碼標(biāo)準(zhǔn)引入了SKIP模式，以有效地編碼大面積的靜止區(qū)域和運(yùn)動一致區(qū)域。SKIP模式也是一種16x16塊尺寸的運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測模式，不需要對運(yùn)動矢量和殘差信息進(jìn)行編碼，即該宏塊與預(yù)測塊之間幾乎完全匹配。

本發(fā)明針對目前模式選擇算法中計算量大且復(fù)雜的缺點(diǎn)，根據(jù)SKIP塊的特點(diǎn)，將視頻前景與背景檢測技術(shù)創(chuàng)新性的應(yīng)用于幀間SKIP模式的判斷上，既增加了SKIP模式判斷的精確性，又能夠降低運(yùn)算復(fù)雜度，在保證視頻質(zhì)量的同時，提高了運(yùn)算效率，降低了碼流，提高了壓縮比率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種H.264幀間SKIP模式的快速判定方法，不僅可以克服目前模式選擇算法中計算量大且復(fù)雜的缺點(diǎn)，根據(jù)SKIP塊的特點(diǎn)，將視頻前景與背景檢測技術(shù)創(chuàng)新性的應(yīng)用于幀間SKIP模式的判斷上，既增加了SKIP模式判斷的精確性，又能夠降低運(yùn)算復(fù)雜度，在保證視頻質(zhì)量的同時，提高了運(yùn)算效率，降低了碼流，提高了壓縮比率。本發(fā)明一種H.264幀間SKIP模式的快速判定方法，包括步驟：

①對每幀圖像劃分宏塊；

②對每個宏塊建立基于圖像塊的混合高斯背景模型；

③對于與背景模型不匹配的宏塊利用三幀差分進(jìn)行進(jìn)一步判斷；

④根據(jù)背景模型與三幀差分的結(jié)果判斷出每個宏塊是前景塊還是背景塊；

⑤將判斷為背景塊的宏塊直接標(biāo)記為SKIP模式；

⑥對于不是背景塊的宏塊，再采用H.264標(biāo)準(zhǔn)中的方法進(jìn)行判斷。

所述的對每幀圖像劃分宏塊是對圖像進(jìn)行16*16宏塊的劃分，再將每個16*16的宏塊劃分為16個4*4的小塊。

所述的對每個宏塊建立基于圖像塊的混合高斯背景模型，是對每個4*4的小塊的16個像素點(diǎn)求均值，以均值為特征值與現(xiàn)有的高斯模型進(jìn)行匹配。

所述的對于與背景模型不匹配的圖像塊利用三幀差分進(jìn)行進(jìn)一步判斷，是當(dāng)4*4小塊的均值與所有的高斯分布都不匹配時，再利用三幀差分進(jìn)一步判斷。

所述的根據(jù)運(yùn)算判斷出每個宏塊是前景塊還是背景塊，是根據(jù)每個宏塊中4*4的小塊與背景模型匹配的個數(shù)與某個設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，若個數(shù)大于設(shè)定的閾值，則判定此宏塊是背景塊，否則判定為前景塊。

所述的將判斷為背景塊的宏塊直接標(biāo)記為SKIP模式，是將判斷為背景塊的宏塊直接標(biāo)記為SKIP模式之后，終止后面模式的選擇，并且將MV設(shè)置為0，省去運(yùn)動估計的時間。

本發(fā)明一種H.264幀間SKIP模式的快速判定方法具有以下幾個方面的特點(diǎn)：

(1)針對目前H.264標(biāo)準(zhǔn)中幀間模式選擇算法中計算量大且復(fù)雜，并根據(jù)SKIP塊的特點(diǎn)，將視頻前景與背景檢測技術(shù)創(chuàng)新性的應(yīng)用于幀間SKIP模式的判斷上。

(2)能夠增加SKIP模式判斷的精確性，尤其是增加背景區(qū)域或運(yùn)動緩慢區(qū)域的SKIP模式的數(shù)量，又能夠降低運(yùn)算復(fù)雜度，在保證視頻質(zhì)量的同時，提高了運(yùn)算效率，降低了碼流，提高了壓縮比率