基於h.264/avc標準的幀內預測模式快速選擇方法及裝置的製作方法

2023-05-03 22:33:41

專利名稱：基於h.264/avc標準的幀內預測模式快速選擇方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及多媒體視頻編碼技術，尤其涉及一種基於H. 264/AVC標準的幀內預測模式快速選擇方法及裝置。
背景技術：
H. 264是ITU-T的視頻編碼專家組(VCEG)和IS0/IEC的活動圖像專家組(MPEG) 的聯合視頻組(JVT/Joint Video Team)開發的視頻編碼標準。它等同於ISO的MPEG-4的第十部分，於2003年5月正式批准。與傳統的視頻編碼方式相比，H. 264標準具有壓縮效率高，網絡性能好等一些顯著優點。在峰值信噪比(Peak Signal-to-Noise Ratio, PSNR) 和視頻質量方面，H. 264遠優於其他現有標準。當然，H. 264的算法複雜度也高。H. 264標準採用16X16亮度宏塊和8X8色度宏塊作為編碼的基本單元，根據不同的編碼算法，每個16X16宏塊還可以進一步劃分為4X4亮度子塊，進一步提高編碼效率。幀內預測是指利用空間相關性，用當前宏塊的左邊和上邊宏塊的相鄰像素對當前宏塊進行預測。對當前宏塊與預測宏塊的差進行變換、量化和熵編碼，從而對視頻進行壓縮。在H. 264標準中，幀內預測模式提供了 9種4X4亮度預測模式和4種16X 16亮度預測模式，分別如下表一和表二所示表一 4X4亮度子塊預測模式表
權利要求
1.一種基於H. 264/AVC標準的幀內預測模式快速選擇方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟預測模式類型確定步驟，計算當前亮度宏塊的SDM值，並將其與預設的平坦度係數雙閾值Tl、T2進行比較，若所述SDM值大於T2，則僅執行下述4X4預測模式選擇步驟，若所述SDM值小於Tl，則僅執行下述16 X 16預測模式選擇步驟，若以上兩者皆不是，則執行下述最佳預測模式選擇步驟；4X4預測模式選擇步驟，根據預設的4X4預測模式算法對當前預測塊進行RDO運算， 得到第一最佳預測模式；16 X 16預測模式選擇步驟，根據預設的16 X 16預測模式算法對當前預測塊進行RDO運算，得到第二最佳預測模式；最佳預測模式選擇步驟，執行所述4X4預測模式選擇步驟和16X 16預測模式選擇步驟，並選擇具有最小RDO值的模式作為第三最佳預測模式。
2.如權利要求1所述的基於H.264/AVC標準的幀內預測模式快速選擇方法，其特徵在於，所述4X4預測模式選擇步驟具體包括以下步驟高階方向測度值計算步驟，計算當前亮度宏塊的4 X 4亮度子塊的8個高階方向的測度值d(i)，找出所述d(i)中的最大值dmax、最小值dmin，並計算出其方差ds、以及所述dmax 與 dmin 的差值 dmax-dmin，其中 i = 0，1，3，4，5，6，7，8 ；候選模式選擇步驟，將所述差值dmax-dmin、方差ds分別與預設的方向性係數閾值TU、 TS進行比較若dmax-dmin > TU且ds > TS,則將所述最小值dmin對應的模式和h. 264標準中的 most-probable-mode 選為候選模式，若dmax-dmin > TU且ds < TS,則將所述最小值dmin對應的模式和4X4亮度子塊中左邊塊的預測模式Ieftmode、右邊塊的預測模式rightmode選為候選模式，若以上兩者皆不是，則將最小值dmin對應的模式、DC模式、4X4亮度子塊中左邊塊的預測模式leftmode、右邊塊的預測模式rightmode選為候選模式；RDO運算步驟，對所述候選模式選擇步驟中選擇的候選模式進行RDO運算，得到第一最佳預測模式。
3.如權利要求2所述的基於H.264/AVC標準的幀內預測模式快速選擇方法，其特徵在於，通過以下公式計算所述d(i)值
4.如權利要求1-3中任一項所述的基於H.264/AVC標準的幀內預測模式快速選擇方法，其特徵在於，通過以下方法確定所述Tl、T2值取 T = 1000+λ qpX3, Tl = T-100, Τ2 = Τ+100。
5.如權利要求4所述的基於H.264/AVC標準的幀內預測模式快速選擇方法，其特徵在於，通過以下公式計算所述SDM值
6.一種基於H. 264/AVC標準的幀內預測模式快速選擇裝置，其特徵在於，該裝置包括有預測模式類型確定單元，用於計算當前亮度宏塊的SDM值，並將其與預設的平坦度係數雙閾值Tl、T2進行比較，若所述SDM值大於T2，則僅啟動下述4X4預測模式選擇單元， 若所述SDM值小於Tl，則僅啟動下述16X 16預測模式選擇單元，若以上兩者皆不是，則啟動下述4X4預測模式選擇單元、16X 16預測模式選擇單元、以及最佳預測模式選擇單元；4X4預測模式選擇單元，與所述預測模式選擇單元相連，用於根據預設的4X4預測模式算法對當前預測塊進行RDO運算，得到第一最佳預測模式；16X16預測模式選擇單元，與所述預測模式選擇單元相連，用於根據預設的16X 16預測模式算法對當前預測塊進行RDO運算，得到第二最佳預測模式；最佳預測模式選擇單元，與上述各單元相連，用於啟動所述4X4預測模式選擇單元和 16X16預測模式選擇單元分別計算當前預測塊的第一最佳預測模式和第二最佳預測模式， 並選擇具有最小RDO值的模式作為第三最佳預測模式。
7.如權利要求6所述的基於H.264/AVC標準的幀內預測模式快速選擇裝置，其特徵在於，所述4X4預測模式選擇單元具體包括有高階方向測度值計算單元，用於計算當前亮度宏塊的4 X 4亮度子塊的8個高階方向的測度值d(i)，找出所述d(i)中的最大值dmax、最小值dmin，並計算出其方差ds、以及所述 dmax 與 dmin 的差值 dmax-dmin，其中 i = 0,1,3,4,5,6,7,8 ；候選模式選擇單元，與所述高階方向測度值計算單元相連，用於將所述差值 dmax-dmin、方差ds分別與預設的方向性係數閾值TU、TS進行比較若dmax-dmin > TU且ds > TS,則將所述最小值dmin對應的模式和h. 264標準中的 most-probable-mode 選為候選模式，若dmax-dmin > TU且ds < TS,則將所述最小值dmin對應的模式和4X4亮度子塊中左邊塊的預測模式Ieftmode、右邊塊的預測模式rightmode選為候選模式，若以上兩者皆不是，則將最小值dmin對應的模式、DC模式、4X4亮度子塊中左邊塊的預測模式leftmode、右邊塊的預測模式rightmode選為候選模式；RDO運算單元，與所述候選模式選擇單元相連，用於對所述候選模式選擇單元選擇的候選模式進行RDO運算，得到第一最佳預測模式。
8.如權利要求7所述的基於H.264/AVC標準的幀內預測模式快速選擇裝置，其特徵在於，所述高階方向測度值計算單元通過以下公式計算所述d(i)值
9.如權利要求6-8中任一項所述的基於H.264/AVC標準的幀內預測模式快速選擇單元，其特徵在於，所述Τ1、Τ2值通過以下方法確定取 T = 1000+λ qpX3, Tl = T-100, Τ2 = Τ+100。
10.如權利要求9所述的基於H.^4/AVC標準的幀內預測模式快速選擇裝置，其特徵在於，所述SDM值通過以下公式計算
全文摘要
本發明公開了一種基於H.264/AVC標準的幀內預測模式快速選擇方法，包括預測模式類型確定步驟，計算當前亮度宏塊的SDM值，並將其與預設的平坦度係數雙閾值T1、T2進行比較，若SDM值大於T2，則根據預設的4×4預測模式算法對當前預測塊進行RDO運算，得到第一最佳預測模式；若SDM值小於T1，根據預設的16×16預測模式算法對當前預測塊進行RDO運算，得到第二最佳預測模式；若以上兩者皆不是，計算所述第一最佳預測模式和第二最佳預測模式，並選擇具有最小RDO值的模式作為第三最佳預測模式。本發明還公開了相應的基於H.264/AVC標準的幀內預測模式快速選擇裝置。本發明可保證在編碼輸出信噪比和碼率不變的情況下有效減少運算量和運算時間，加快幀內預測過程，提高編碼速度。
文檔編號H04N7/32GK102364950SQ201110364919
公開日2012年2月29日 申請日期2011年11月17日 優先權日2011年11月17日
發明者許元鉲 申請人:武漢天喻信息產業股份有限公司