一种H264视频编码快速模式选择方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种Ｈ２６４视频编码快速模式选择方法和装置，方法包括：对于帧内模式选择，根据当前宏块内部图像信息的变化剧烈程度来选择不同精细度的预测方式，以减少候选模式的数量，并通过“码率－失真度优化”的方式确定最后的选定模式；对于帧间模式选择，将当前帧和参考帧的对应宏块的对应象素点的绝对差之和作为划分依据，把宏块划分为不同的精细度并对应选择不同精细度的预测方式以减少候选模式的数量，并通过“码率－失真度优化”的方式确定最后的选定模式。本发明专利技术可以减少候选模式的数量，解决现有技术中因编码复杂度过高、运算量过大、耗时过多而造成的应用限制的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及视频编码模式的选择方法，特别是涉及一种H264视频编码 快速模式选择方法和装置。
技术介绍
同人们熟悉的凡263相比，R264标准下的视频图像质量更好，同时编码 效率可以提高50%以上，并且具有更好的容错能力，这使得它在未来的视频 通信领域具有广泛的应用前景。然而现有技术中H.264/AVC编码技术是有缺 陷的。这是因为，依据H,264/AVC中码率失真度优化(RDO)的定义，对视 频序列进行编码时，对帧图像必须使用所有的预测模式各测试一遍，然后找 到一个从RDO角度来讲最佳的预测模式，使得编码计算的复杂度大幅增加， 增大编码耗时，使得R264/AVC的实时性变差。因此，尽管率失真优化可以带来非常好的编码性能，但是对于编码时所 有模式的搜索消耗大量时间，这使得H.264编码器很难用于实时业务。很多 快速的运动估计和模式决定的方法被提出用于改善这个情况，比如2004年多 媒体国际会议(ICME2004)中发表的《帧内模式预测》，以及2004年图像处 理国际会议中发表的《H.264中低复杂度的宏块模式预测》和《H264中自适 应门限值的帧间预测模式选择》中，提出了利用门限值提前终止的算法，用 来减少对于候选预测模式的搜索。然而这些快速实现的模式选择方法依然有缺陷，主要体现在对于优选的 预测模式的选择仍然过于复杂，需要进行相对较多的计算。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种H264视频编码快速模式选择方法和装置， 解决现有技术中因编码复杂度过高、运算量过大、耗时过多而造成的应用限 制的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种H264视频编码快速模式选择方法，其中，包括如下步骤步骤一、对于帧内模式选择，根据当前宏块内部图像信息的变化剧烈程 度来选择不同精细度的预测方式，以减少候选模式的数量，并通过码率一 失真度优化的方式确定最后的选定模式；步骤二、对于帧间模式选择，将当前帧和参考帧的对应宏块的对应象素 点的绝对差之和作为划分依据，把宏块划分为不同的精细度并对应选择不同 精细度的预测方式以减少候选模式的数量，并通过码率一失真度优化的 方式确定最后的选定模式。上述的方法，其中，在所述步骤二中，在选择不同精细度的预测方式后， 还通过宏块的帧间运动的方向信息来减少候选模式的数量。上述的方法，其中，所述步骤二包括步骤a，根据图像信息或用户输入，确定全局预测门限值TV和局部预测门限值PV;步骤b，将图像的每一帧划分成作为基本编码单元的16X16像素大小的 宏块；步骤c，对目标宏块进行16X16像素大小的全搜索，找到最佳的匹配块， 将目标宏块和最佳匹配块进行比较，得到目标宏块的全局对应象素点的绝对 差之和T-SAD;步骤d，判断T-SAD是否小于TV，是则执行步骤e,否则执行步骤g;步骤e，说明16X16像素大小的全搜索已经可以满足图像质量的要求， 对该目标宏块进行粗精度的预测方式，得到对应的候选模式，然后在16X16 像素的精细度下结合所述候选模式进行码率一失真度优化，得到最后的选 定模式，结束帧间模式的选择流程；步骤g，说明16X16像素大小的全搜索并不能满足图像质量的要求，对 该目标宏块进行细精度的预测方式，得到对应的候选模式，然后结合所述候 选模式进行码率一失真度优化，得到最后的选定模式，结束帧间模式的选 择流程。上述的方法，其中，在所述步骤e中，所述粗精度的预测方式包括将 目标宏块划分为能体现方向信息的两个16X8子块和两个8X16子±央，计算四个子块的对应象素点的绝对差之和SAD，并选出两个16X8子块中的SAD 最大值MAX16X8和两个8X16子块中的SAD最大值MAX8X16，选取 MAX16X8和MAX8X 16中数值较小的所对应的候选模式。 上述的方法，其中，所述步骤g包括步骤gl，将当前宏块进一步划分为4个8X8像素大小的子块，并在全 搜索的基础上进行局部范围的搜索找到各子块的最佳匹配块，将目标子块和 最佳匹配块进行比较，得到该目标子块的局部对应象素点的绝对差之和 P-SAD;步骤g2，判断P-SAD是否小于PV，是则执行步骤g3，否则执行步骤g4;步骤g3，说明8X8像素大小的搜索已经可以满足图像质量的要求，将8 X 8像素大小的目标子块划分为能体现方向信息的两个8 X4子块和两个4 X 8 子块，计算四个子块的对应象素点的绝对差之和SAD，并选出两个8X4子 块中的SAD最大值MAX8X4和两个4X8子块中的SAD最大值MAX4X 8， 选取MAX8X4和MAX4X8中数值小的所对应的候选模式，然后在8X8像 素的精细度下结合所述候选模式进行码率一失真度优化，得到最后的选定 模式，结束帧间的模式选择流程；步骤g4，说明8X8像素大小的搜索并不能满足图像质量的要求，所以 只能对该目标子块采用精细的4X4预测方式，进行码率一失真度优化， 得到最后的选定模式，结束帧间的模式选择流程。上述的方法，其中，在所述步骤一中，在选择不同精细度的预测方式后， 还通过当前宏块的方向矢量信息来减少候选模式的数量。上述的方法，其中，所述步骤一包括步骤A，根据图像信息或用户输入，确定预测门限值VH;步骤B，将图像的每一帧划分成作为基本编码单元的16X16像素大小的 宏块*,步骤C，计算目标宏块内部图像信息的变化激烈程度VT;步骤D，判断VT的值是否大于VH,是则执行步骤E，否则执行步骤F 步骤E，说明宏块内部图像信息的变化剧烈，采用细精度的4X4预测方 式，计算当前4X4像素大小的子块的局部方向矢量P-DV，根据方向矢量的信息得出最有可能的两种候选模式，然后同DC候选模式一起进行码率一 失真度优化，得到最后的选定模式，结束帧内的模式选择流程；步骤F，说明宏块内部图像信息的变化平缓，采用粗精度的16X16预测 方式，计算当前16X16像素大小的宏块的全局方向矢量T-DV，根据方向矢 量的信息得出最有可能的两种候选模式，然后同DC候选模式一起进行码 率一失真度优化，得到最后的选定模式，结束帧内的模式选择流程。为了实现本专利技术的目的，本专利技术还提供了一种H264视频编码快速模式 选择装置，其中，包括帧内模式选择模块，用于根据当前宏块内部图像 信息的变化剧烈程度来选择不同精细度的预测方式，以减少候选模式的数量， 并通过码率一失真度优化的方式确定最后的选定模式；帧间模式选择模 块，用于将当前帧和参考帧的对应宏块的对应象素点的绝对差之和作为划 分依据，把宏块划分为不同的精细度并对应选择不同精细度的预测方式以减 少候选模式的数量，并通过码率一失真度优化的方式确定最后的选定模 式。本专利技术的优点在于1 )本专利技术根据宏块内部图像信息的变化剧烈程度来选择不同精细度的预 测方式，可以减少帧内模式选择中的候选模式的数量，进而减少了运算量。2) 本专利技术将当前帧和参考帧的对应宏块的对应象素点的绝对差之和作为 划分依据，把宏块划分为不同的精细度并对应选择不同精细度的预测方式， 从而减少了帧间模式选择中的候选模式的数量，进而减少了运算量。3) 本专利技术还通过宏块的帧间运动的方向信息来减少帧间模式选择中的候 选模式的数量。4) 本专利技术还通过当前宏块的方向矢量信息来减少帧内模式选择中的候选 模式的数量。5) 本专利技术不但有帧内的模式选择本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｈ２６４视频编码快速模式选择方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、对于帧内模式选择，根据当前宏块内部图像信息的变化剧烈程度来选择不同精细度的预测方式，以减少候选模式的数量，并通过“码率－失真度优化”的方式确定最后的选定模式；　 　步骤二、对于帧间模式选择，将当前帧和参考帧的对应宏块的对应象素点的绝对差之和作为划分依据，把宏块划分为不同的精细度并对应选择不同精细度的预测方式以减少候选模式的数量，并通过“码率－失真度优化”的方式确定最后的选定模式。

【技术特征摘要】
1. 一种H264视频编码快速模式选择方法，其特征在于，包括如下步骤步骤一、对于帧内模式选择，根据当前宏块内部图像信息的变化剧烈程度来选择不同精细度的预测方式，以减少候选模式的数量，并通过“码率-失真度优化”的方式确定最后的选定模式；步骤二、对于帧间模式选择，将当前帧和参考帧的对应宏块的对应象素点的绝对差之和作为划分依据，把宏块划分为不同的精细度并对应选择不同精细度的预测方式以减少候选模式的数量，并通过“码率-失真度优化”的方式确定最后的选定模式。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤二中，在选择 不同精细度的预测方式后，还通过宏块的帧间运动的方向信息来减少候选模 式的数量。3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤二包括-步骤a，根据图像信息或用户输入，确定全局预测门限值TV和局部预测门限值PV;步骤b，将图像的每一帧划分成作为基本编码单元的16X16像素大小的 宏块；步骤c，对目标宏块进行16X16像素大小的全搜索，找到最佳的匹配块， 将目标宏块和最佳匹配块进行比较，得到目标宏块的全局对应象素点的绝对 差之和T-SAD;步骤d，判断T-SAD是否小于TV,是则执行步骤e，否则执行步骤g;步骤e，说明16X16像素大小的全搜索己经可以满足图像质量的要求， 对该目标宏块进行粗精度的预测方式，得到对应的候选模式，然后在16X16 像素的精细度下结合所述候选模式进行码率一失真度优化，得到最后的选 定模式，结束帧间模式的选择流程；步骤g，说明16X16像素大小的全搜索并不能满足图像质量的要求，对 该目标宏块进行细精度的预测方式，得到对应的候选模式，然后结合所述候 选模式进行码率一失真度优化，得到最后的选定模式，结束帧间模式的选择流程。4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤e中，所述粗 精度的预测方式包括将目标宏块划分为能体现方向信息的两个16X8子块 和两个8X16子块，计算四个子块的对应象素点的绝对差之和SAD，并选出 两个16X8子块中的SAD最大值MAX16X8和两个8X 16子块中的SAD最 大值MAX8X16，选取MAX16X8和MAX8X16中数值较小的所对应的候 选模式。5. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤g包括-步骤gl，将当前宏块进一步划分为4个8X8像素大小的子块，并在全搜索的基础上进行局部范围的搜索找到各子块的最佳匹配块，将目标子块和 最佳匹配块进行比较，得到该目标子块的局部对应象素点的绝对差之和P-SA...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文杰，
申请(专利权)人：联想北京有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]