专利名称：一种基于宏块运动状态的h264快速模式选择方法
技术领域：
本发明涉及视频编码领域，尤其涉及一种基于宏块运动状态的H264快速模式选 择方法。
背景技术：
H264是由ITU-T视频编码专家组(VCEG)和ISO / IEC动态图像专家组(MPEG)联 合组成的联合视频组(JVT，Joint Video Team)提出的高度压缩数字视频编解码器标准。 H264中引入许多新的特性，有效提升了编码效率，但同时也增加了计算复杂度。H264的变 块尺寸运动补偿技术允许在视频编码中采用不同的尺寸(也就是模式)对宏块进行运动估 计和运动补偿。可选的帧间预测模式有31(1 、？16\16、？16\8、？8\16、？8\8，帧内预测模 式有INTRA16X16和INTRA4X4。其中帧间预测模式P8 X 8还可以继续分割为8 X 4、4X 8、 4 X 4三种尺寸。H264参考代码在高复杂度模式下，对于模式选择采用的技术是通过全搜索 的方式检查每种模式下编码的率失真代价，取代价最小的模式为最终编码模式。因此对一 个宏块进行编码时，帧间模式共有259种可能(P16X 16 —种、P16X8 一种、P8X16 一种、 P8X8有4X4X4X4=256种)。每种帧间模式都涉及到运动估计、运动补偿、变换、量化、反 变换的操作。此外还需要检查INTRA16X 16和INTRA4X4这两种帧内模式。这种技术计算 复杂度极高，因此对模式选择的优化尤为重要。对于自然视频序列，静止的或者缓慢移动的区域通常使用大尺寸的模式进行编码 以获得更高的编码效率；对于快速移动的区域，使用小尺寸的模式编码效率更高。因此可以 根据区域的运动状态来选择使用何种类型的模式对宏块进行编码。宏块的运动状态与它的 在SKIP模式下的率失真代价有着密切的关系。对于静止的宏块，率失真代价很小；相反， 对于快速运动的甚至是涉及到场景切换的宏块，其率失真代价极大。利用率失真代价阈值 进行模式预测的方法被广泛使用。有论文提出一种使用预先设定好阈值作为判断SKIP模 式的依据的方法。但是在该方法中这个率失真代价阈值是仅与量化步长QP相关的函数，与 视频序列本身无关。然而对于不同的自然视频序列，SKIP模式的率失真代价的平均值区别 很大。即便是同一视频中不同场景的帧，这个平均值也不同。因此使用固定的阈值来判断 SKIP模式容易导致模式误判。另外，通过时间空间上相邻宏块的运动向量也可以预测当前宏块的运动状态。但 如果相邻宏块不是P16X 16模式编码的宏块，其各个子块的运动向量各不相同，因此需要 计算宏块的等效运动向量。有论文提出一种用自底向上合并各子块运动向量的方法来计算 等效运动向量，但是其计算步骤过于繁琐。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于宏块运动状态的H264快 速模式选择方法，该方法在几乎不损害视频质量和压缩效率的基础上，能够有效减少编码 时间。
该发明目的是通过以下技术方案实现的一种基于宏块运动状态的H264快速模 式选择方法，它包含以下步骤
(1)读取待编码的视频帧，并将其划分为16X16的宏块；
(2)设置用来预测SKIP模式的率失真代价阈值 J^jp和用来预测INTRA模式的率失真代价阈值^mm的初始值Jm = 34/1卿’
Jmm= 24215fwft^ ；其中QP为量化步长；
(3)判断当前需要编码的宏块的位置对于当前宏块处于所在帧的第一行或者第一 列的情况，使用率失真优化方法检查所有的帧内帧间模式，选择率失真代价最小的模式为 最佳编码模式；模式选择完成之后，判断当前宏块的最佳编码模式是否为SKIP模式或者
INTRA模式；如果当前宏块采用的是SKIP模式编码，用如下公式更新
权利要求
1. 一种H264快速模式选择方法，其特征在于，该方法包括以下步骤(1)读取待编码的视频帧，并将其划分为16X16的宏块；(2)设置用来预测^(IP模式的率失真代价阈值
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(6)中，所述‘的计算方法如下(a)计算当前宏块的左方宏块、上方宏块、右上方宏块以及前一帧中与当前宏块所在位 置相同的宏块的等效运动向量IMf ； 11#的计算方法如下N；(3)其中，y为当前宏块中子块的个数,胃i为第i个子块的运动向量的权重，其值为子块包 含的像素数与16X16宏块包含的像素数之比,MFJ第i个子块的运动向量 (b)计算当前宏块的运动幅度Jwf的计算方法如下(4) 其中， . C.i表示宏块X的等效运动向量水平分量的绝对值，jr υ Λ-表示宏块X的等效运动向量垂直分量的绝对值，X为Α、B、C或者D。
全文摘要
本发明公开了一种基于宏块运动状态的H264快速模式选择方法，该方法根据宏块的运动状态缩小模式搜索的范围，它首先利用可以自适应调整的率失真代价阈值对SKIP和INTRA模式进行预测，然后根据时间空间上相邻宏块的运动向量预测当前宏块的运动幅度，并根据当前宏块的运动幅度选择对应的候选模式进行模式选择；采用本发明的方法可以在视频质量几乎不受影响的条件下，降低视频编码的计算复杂度，大幅减少编码时间。
文档编号H04N7/26GK102075751SQ20111000512
公开日2011年5月25日 申请日期2011年1月12日 优先权日2011年1月12日
发明者沈海斌, 王琨 申请人:浙江大学