基於區域質心的h.264幀內預測模式快速判定方法

2023-05-19 23:36:31

基於區域質心的h.264幀內預測模式快速判定方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於區域質心的H.264幀內預測模式快速判定方法，其特徵在於，包括以下步驟：S01：計算待編碼塊的亮度像素塊質心坐標(Gx，Gy)；S02：根據質心坐標(Gx，Gy)計算極坐標下的平坦性判斷值|G|和方向的判斷值θ；S03：設置動態雙閾值T1和T2，所述T1<T2，當|G|T2時，採用4×4亮度預測模式；當T1<|G|<T2時，採用16×16亮度預測模式和4×4亮度預測模式；S04：進行RDO運算，得到最佳預測模式。操作簡單，減少運算次數，提高編碼效率、降低編碼比特率、減少編碼時間。
【專利說明】基於區域質心的Η. 264幀內預測模式快速判定方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種基於區域質心的Η. 264幀內預測模式快速判定方法。

【背景技術】
[0002] Η. 264是國際標準化組織（ISO)和國際電信聯盟（ITU)共同提出的繼MPEG4之後 的新一代數字視頻壓縮格式。該項技術主要應用於視頻通信中的實時通信，是減少視頻傳 輸過程中延時的關鍵技術。
[0003] 幀內預測是H. 264採用的一種新技術，是H. 264中提高編碼效率的重要部分。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， 其採用了率失真優化技術（RD0)進行預測模式的選擇，但同時編碼複雜度和計算量也明顯 增加。
[0004] 針對現有的各種H. 264幀內預測算法方法，不論是採用梯度算子還是邊緣檢測還 是採用某些方法的結合算法，其分割的原理是減少預測模式的候選預測模式數，而實現的 快速算法效率並不是很高，效果不夠明顯。又比如申請公布號是CN103686169A、發明名稱 是一種基於宏塊特徵的幀內預測快速算法，或申請公布號是CN102364950A、發明名稱是基 於H. 264/AVC標準的幀內預測模式快速選擇方法及裝置，均對幀內預測模式的選擇進行了 改進，但算法中編碼效率還是較為低下、編碼比特率增加較為明顯、峰值信噪比較低、編碼 時間較長。


【發明內容】

[0005] 針對上述問題，本發明提供一種基於區域質心的H. 264幀內預測模式快速判定方 法，操作簡單，減少運算次數，提高編碼效率、降低編碼比特率、減少編碼時間。
[0006] 為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：
[0007] -種基於區域質心的H. 264幀內預測模式快速判定方法，其特徵在於，包括以下 步驟：
[0008] S01 :計算待編碼塊的亮度像素塊質心坐標（Gx，Gy);
[0009] S02 :根據質心坐標（Gx，Gy)計算極坐標下的平坦性判斷值|G|和方向的判斷值 9 ;
[0010] S03 :設置動態雙閾值T1和T2,所述T1〈T2，
[0011] 當|G|〈T1時，採用16X16亮度預測模式；
[0012] 當|G|>T2時，採用4X4亮度預測模式；
[0013] 當T1〈|G|〈T2時，採用16X16亮度預測模式和4X4亮度預測模式；
[0014] S04 :進行RD0運算，得到最佳預測模式。
[0015] 採用提前預判的方法來減少預測複雜度，首先將待預測宏塊的質心坐標計算出 來，然後計算其距離中心點的距離，通過設置動態雙閾值T1和T2的大小將其與宏塊的質 心坐標距離物理中心點的距離相比較，來提前判斷該待編碼塊是採用16X16模式還是採 用4 X 4模式或兩種模式均採用，進而減少運算次數。將上述的雙閾值T1和T2設為動態閾 值，優選動態雙閾值Τ1和Τ2根據量化參數的變化而變化，能夠提高算法的準確率，且方法 實現簡單。實驗結果見表1，對峰值信噪比（PSNR)、比特率（BR)和編碼時間（--ΜΕ)這三個 方面進行了測試。可見，本方法能有效地提高圖像的幀內編碼速度、且圖像質量和碼率變化 較小。
[0016] 表1實驗結果（QP = 28)
[0017]

【權利要求】
1. 一種基於區域質心的Η. 264幀內預測模式快速判定方法，其特徵在於，包括以下步 驟： 501 :計算待編碼塊的殼度像素塊質心坐標（Gx，Gy); 502 :根據質心坐標（Gx，Gy)計算極坐標下的平坦性判斷值|G|和方向的判斷值θ ; 503 :設置動態雙閾值Τ1和Τ2,所述Τ1〈Τ2， 當|G|〈T1時，採用16X16亮度預測模式； 當|G|>T2時，採用4X4亮度預測模式； 當Tl〈 | G |〈T2時，採用16 X 16亮度預測模式和4 X 4亮度預測模式； 504 :進行RD0運算，得到最佳預測模式。
2. 根據權利要求1所述的一種基於區域質心的Η. 264幀內預測模式快速判定方法，其 特徵在於，在步驟S03中，當| G | >Τ2時，採用4 X 4亮度預測模式，然後計算4 X 4亮度像素 塊的質心坐標（Gx'，G/ )，求出質心坐標（Gx'，G/ )相對中心點（X。，yQ)的方向角度， 選擇候選預測模式。
3. 根據權利要求1所述的一種基於區域質心的H. 264幀內預測模式快速判定方法，其 特徵在於，在步驟S03中，動態雙閾值
上式中，QP是量化參數，設定範圍在0?51之間。
4. 根據權利要求2所述的一種基於區域質心的H. 264幀內預測模式快速判定方法，其 特徵在於，根據質心坐標（Gx'，G/ )求出其相對中心點（X(l，y(l)的圖像的紋理方向β，並 結合其相鄰的預測模式和無方向的預測模式2,選擇四種候選預測模式。
5. 根據權利要求1或2所述的一種基於區域質心的Η. 264幀內預測模式快速判定方 法，其特徵在於，質心坐標計算公式分別為：
上式中，Α表示的是計算的區域塊，X為對應區域塊Α水平方向的坐標值，y為對應區域 塊A垂直方向的坐標值，f(x，y)為區域塊A中坐標點對應處的像素值，Σ SAf(x，y)表示的 是區域圖像A的像素值和，2 2Axf(x，y)為X方向的均值表達式，2 2Ayf(x，y)為y方向 的均值表達式。
6. 根據權利要求1所述的一種基於區域質心的H. 264幀內預測模式快速判定方法，其 特徵在於，在步驟S02中，根據
求出極坐標下的平坦性判斷值|G|和方向的判斷值 Θ， 式中，i為質心坐標相對於中心點的方向向量，Xd，yc)為區域塊的中心點坐標。
【文檔編號】H04N19/122GK104159105SQ201410419924
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月22日 優先權日:2014年8月22日
【發明者】李東新, 滕琴 申請人:河海大學