[發(fā)明專(zhuān)利]基于塊特征的快速幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式選擇方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010592726.0
• 申請(qǐng)日: 2010-12-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102006481A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡瑞敏;楊建仁;王文兵;周楚;陳軍;王啟軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04N7/26
• 分類(lèi)號(hào): H04N7/26;H04N7/32
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及視頻編碼技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于塊特征的快速幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式選擇方法。

背景技術(shù)

隨著時(shí)間的不斷發(fā)展，經(jīng)歷了1996年的H.263，1998年的H.263+，2000年的H.263++，到了2001年，MPEG認(rèn)識(shí)到H.264的潛在優(yōu)勢(shì)及與VCEG聯(lián)合工作的必要性，從而兩者合作成立聯(lián)合視頻組(JVT)，從而形成了2003年第二季度發(fā)布的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)H.264/AVC。

新一代的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)H.264/AVC采用了多項(xiàng)新的編碼技術(shù)，與以前視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)相比，在保持良好解碼質(zhì)量的同時(shí)大大的提高了壓縮效率，但是，在獲得高壓縮效率的同時(shí)，運(yùn)算復(fù)雜度急劇上升，難以在很多資源受限的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)編碼，尤其是低檔微機(jī)和一些嵌入式系統(tǒng)。因此，研究快速方法，降低H.264對(duì)計(jì)算資源的要求，便顯得尤為重要。

在H.264/AVC中，幀間和幀內(nèi)預(yù)測(cè)占據(jù)了方法復(fù)雜度的主要部分。幀內(nèi)預(yù)測(cè)是為了消除視頻序列的空間冗余，利用鄰近塊已解碼重構(gòu)的像素做外推來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前塊的預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)塊和實(shí)際塊的殘差被編碼。特別是在變化平坦的背景區(qū)域，由于存在大量的空間冗余，利用幀內(nèi)預(yù)測(cè)可以取得很好的效果，大大提高編碼比特的使用效率，減少幀內(nèi)編碼的比特使用。

減少幀內(nèi)預(yù)測(cè)復(fù)雜度的方法分為兩類(lèi)：第一類(lèi)是簡(jiǎn)化代價(jià)函數(shù)，第二類(lèi)是縮小預(yù)測(cè)模式的選擇范圍。本發(fā)明屬于第二類(lèi)方法。第二類(lèi)方法主要是利用當(dāng)前塊及其周?chē)袼氐哪承┨卣鳎A(yù)先排除某些可能性很小的預(yù)測(cè)模式，或提前終止某些可能性小的模式的代價(jià)計(jì)算，從而降低幀內(nèi)預(yù)測(cè)的復(fù)雜度。由于H.264幀內(nèi)編碼是基于幀內(nèi)冗余性的，空間相關(guān)性較大。所以可以利用相鄰塊的信息來(lái)分析當(dāng)前編碼塊的一些特征信息，比如方差，從而我們預(yù)先刪減一些概率很小甚至不可能的預(yù)測(cè)模式，以達(dá)到在保證編碼質(zhì)量的前提下提升編碼速度。

目前在這一領(lǐng)域的一種新技術(shù)就是Dae-Yeon?Kim，Ki-Hun?Han，Yung-Lyul?Lee聯(lián)合提出的一篇提案(參見(jiàn)文獻(xiàn)1)，提案中的方法是計(jì)算當(dāng)前編碼塊的兩邊共8個(gè)像素值的方差，從而進(jìn)行模式的選擇。當(dāng)8個(gè)數(shù)的方差小于閾值時(shí)，做出DC模式的選擇，其他的情況不改變。但是這種方法的一個(gè)缺陷就是要求這一整塊變換很緩慢，也就是說(shuō)一整塊的數(shù)字波動(dòng)很小才能保證8個(gè)數(shù)的方差小于閾值，所以提案中的方法是適合圖像變換很平緩時(shí)采取的編碼方法。當(dāng)有的圖像在x方向變換不明顯，而在y方向變換明顯時(shí)，或者反過(guò)來(lái)在y方向變換不明顯，而在x方向變換明顯時(shí)，這時(shí)不能應(yīng)用提案的方法了，但它仍然可以刪減模式。

文獻(xiàn)1：ITU-T?STUDY?GROUP?16Question?6，Document：VCEG-AJ11

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種基于塊特征的快速幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式選擇方法，以解決文獻(xiàn)1中存在的只能適用于圖像變化比較慢的塊。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

步驟①：當(dāng)編碼器進(jìn)入到4×4塊的模式選擇時(shí)，先對(duì)亮度部分進(jìn)行模式選擇；判斷該4×4塊是否左邊和上邊的相鄰塊都存在，若存在，轉(zhuǎn)到步驟②；若不存在，轉(zhuǎn)到步驟⑥；

步驟：當(dāng)兩邊像素值都存在時(shí)，算出4×4塊上邊和左邊的各自四個(gè)數(shù)的方差，分別記為var1，var2；

步驟③：比較兩邊各自的方差和閾值的關(guān)系，進(jìn)行刪減模式：若var1＜Th并且var2＜Th并且|sum1-sum2|＜Th2，則用標(biāo)準(zhǔn)中4×4亮度預(yù)測(cè)模式中的模式2(DC模式)，即用4×4塊周邊8個(gè)像素值平均值推出所有像素值；

步驟④：若僅有var1＜Th則只用模式0代替模式0，2，3，7；

步驟⑤：若僅有var2＜Th則只用模式1代替模式1，2，8；

步驟⑥：不滿(mǎn)足內(nèi)部方差與閾值判斷的，以及不滿(mǎn)足左邊和上邊塊都存在的情況，交給原有程序默認(rèn)處理；

步驟⑦：按步驟①～⑥進(jìn)行4×4塊的亮度16×16塊和色度8×8進(jìn)行修改；

其中，sum1，sum2分別是上邊塊和左邊塊的四個(gè)像素和，sum1，sum2在步驟②中計(jì)算方差的過(guò)程中獲得；Th2是用來(lái)判別兩邊數(shù)目相差多少的的一個(gè)閾值，是從5到70中，每隔5步長(zhǎng)測(cè)試所選擇出的經(jīng)驗(yàn)值20，兩邊4個(gè)數(shù)和相差20，Th由下公式計(jì)算得出：

公式中的表示去整運(yùn)算，Qstep是當(dāng)前4×4塊的量化步長(zhǎng)。

所述步驟①中，是在當(dāng)兩邊像素值都存在時(shí)，對(duì)一個(gè)編碼塊的上邊和左邊各自四個(gè)像素分別計(jì)算方差。