[發明專利]一種H.264幀間模式快速選擇方法

無效

• 申請號: 201310077586.7
• 申請日: 2013-03-12
• 公開（公告）號: CN103118261A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 徐勝;姚劍敏;郭太良;葉蕓;林志賢;張永愛
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/32
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及視頻編碼領域，尤其涉及一種H.264幀間模式快速選擇方法，該方法能有效降低編碼器的計算復雜度，加快幀間模式選擇速度。

背景技術

JVT（或H.264，MPEG-4?AVC）視頻編碼標準已經日益成為主流的視頻壓縮標準，但H.264編碼器的復雜度卻更高了。在H.264編碼的實現過程中，模式選擇(MD)和運動估計（ME）是運算量最大的部分。在幀間模式選擇中，16x16的宏塊可以分割為16x8，8x16或8x8的子宏塊，子宏塊還可以分割為8x4，4x8，4x4的小尺寸宏塊。為了選擇最優的宏塊編碼模式，H.264編碼器需要計算所有候選模式的率失真代價（RDCost），將產生最小率失真代價的模式作為最佳模式。為了計算每一個模式下的率失真代價，需要對反復對宏塊的殘差數據作整數變換、量化、編碼和反變換。此外，雖然P幀的幀內編碼模式比幀間編碼少了很多，但編碼器依然會計算每一個宏塊的幀內模式的率失真代價。以上的原因造成了計算率失真代價時的高運算復雜度。有些研究人員提出了改進模式選擇，降低運算復雜度，節約編碼時間的算法。這類算法僅依靠彩色圖像本身的信息進行分割，往往不夠精確或算法過于復雜。

本發明利用深度圖像進行區域分割。通過自適應的閾值分割和幀差法提取圖像的背景區域和運動劇烈區域。算法根據深度圖像的信息，提取出圖像的背景區域和運動劇烈的區域，編碼時針對不同的區域分別采取不同的編碼策略。在保證視頻質量的同時，有效地縮短了編碼時間。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種H.264幀間模式快速選擇方法，在保證視頻質量的同時，有效地縮短了編碼時間。

本發明采用以下方案實現：一種H.264幀間模式快速選擇方法，其特征在于，包括以下步驟：

S01：利用彩色圖像對應的深度圖像進行區域分割，分別提取彩色圖像的背景區域和運動區域；

S02：對彩色圖像進行宏塊劃分；

S03：根據每一宏塊中彩色圖像的所屬區域標記每一宏塊的所屬區域類型為背景區域宏塊、運動區域宏塊或其他區域宏塊；

S04：根據每一宏塊的所屬區域類型選擇相應的編碼策略：背景區域宏塊搜索SKIP和inter16x16模式，運動區域宏塊搜索inter8x8和幀內編碼模式，其他區域宏塊采用全候選模式搜索算法。

在本發明一實施例中，所述提取彩色圖像的背景區域的具體方法為：使用自適應閾值分割法對每幀深度圖像進行區域分割，即利用形態學算子進行邊緣檢測得到邊緣像素，通過構建所述邊緣像素的灰度直方圖，選取所述灰度直方圖上低灰度范圍的峰值作為分割閾值進行背景的分割。

在本發明一實施例中，所述提取彩色圖像的運動區域的具體方法為：使用幀間差分法對每幀深度圖像進行區域分割，即對當前幀深度圖像和前一幀深度圖像實施幀間差分法計算幀差圖像，將所述幀差圖像中深度變化劇烈的區域判定為彩色圖像中的運動區域。

在本發明一實施例中，所述對彩色圖像進行宏塊劃分的具體方法為：對彩色圖像進行16x16宏塊的劃分。

在本發明一實施例中，所述步驟S03的具體方法為：以彩色圖像的每一宏塊中屬于背景區域、運動區域和其它區域的像素數量占宏塊內像素總數的比例大小為依據標記每一宏塊的所屬區域類型。

在本發明一實施例中，所述步驟S04的具體方法為：背景區域宏塊僅搜索SKIP模式和inter16x16模式，并終止后面的模式選擇；運動區域宏塊僅搜索inter8x8和幀內編碼模式，并終止后面的模式選擇，節省其它模式的搜索時間；其他區域宏塊采用全候選模式搜索算法。

本發明一種H.264幀間模式快速選擇方法具有以下幾個方面的特點：

(1)針對目前H.264標準中幀間模式選擇算法中計算量大且復雜，并根據SKIP塊和inter8x8塊的特點，將視頻前景與背景檢測技術創新性的應用于幀間模式選擇的判斷上。

(2)能夠增加背景區域和運動區域分割的精確性，尤其是增加背景區域或運動緩慢區域的SKIP和inter16x16模式的數量，同時降低算復雜度，在保證視頻質量的同時，提高了運算效率。