專利名稱：一種視頻信息的快速幀間模式選擇方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種視頻信息處理過程中的視頻編碼方法，特別是一種適用于H.264視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的視頻信息幀間預(yù)測模式的快速選擇方法。
背景技術(shù)：
為了大幅度提高編碼的效率和圖像的質(zhì)量，H.264標(biāo)準(zhǔn)作為一種新的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，提出了許多新的思想和算法，例如在該標(biāo)準(zhǔn)中引入的多種大小不同的塊操作模式?，F(xiàn)有技術(shù)中，基于該標(biāo)準(zhǔn)，對每一個宏塊有七種幀間劃分模式(16×16，16×8，8×16，8×8，8×4，4×8，4×4)、13種幀內(nèi)預(yù)測模式和一種skip/direct操作模式。通常情況下，在對圖像進(jìn)行幀間編碼的時候，編碼器要對每一個宏塊遍歷所有上述模式，然后再使用R-D優(yōu)化選擇最優(yōu)模式，與以往的標(biāo)準(zhǔn)相比，這樣極大地提高了圖像的質(zhì)量，但與此同時也大大增加了編碼的計算復(fù)雜度。
本發(fā)明所提出的解決方案正是為了滿足在該視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的前提下，簡化編碼的計算方法，這也是本領(lǐng)域技術(shù)人員想要解決的議題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，而提出一種視頻信息的快速幀間模式選擇方法，利用不同的幀間劃分模式集進(jìn)行高細(xì)節(jié)塊的處理，從而簡化視頻編碼的計算方法。
本發(fā)明提供一種視頻信息的快速幀間模式選擇方法，利用不同的幀間劃分模式集進(jìn)行高細(xì)節(jié)塊的處理，該方法包括以下步驟首先計算一個16×16宏塊的運(yùn)動矢量；如果該16×16宏塊的運(yùn)動矢量為0，選擇16×16宏塊的幀間劃分模式集I；否則，運(yùn)動矢量不為0，則依次計算該16×16宏塊內(nèi)部四個8×8塊的細(xì)節(jié)程度；
如果高細(xì)節(jié)塊的個數(shù)＜3，選擇包括16×16，16×8，8×16塊的幀間劃分模式集II；否則，當(dāng)高細(xì)節(jié)塊的個數(shù)≥3時，選擇包括16×16、16×8，8×16，8×8，8×4，4×8和4×4塊的幀間劃分模式集III。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠在滿足該視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的前提下，很大程度地簡化編碼的計算，同等條件下，盡可能地降低了計算復(fù)雜度。
下面將結(jié)合實施例及參照附圖對該發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。


圖1為本發(fā)明所提出的一種視頻信息的快速幀間模式選擇方法的流程圖。
具體實施例方式
一幅平滑的圖像，它的能量主要集中在低頻分量上，所以，對AC系數(shù)的能量的測量，被認(rèn)為是對圖像細(xì)節(jié)程度的一種最直接的測量。
對一個大小為M×N的塊，其AC系數(shù)能量的表達(dá)式為 其中，Xi，j代表該塊各像素的DCT系數(shù)，X0，0代表該塊的DC系數(shù)。而對于一個大小為M×N的塊，當(dāng)像素按照棋盤格形式分布時，其相鄰像素的灰度值分別為最大值和最小值的時候，圖像細(xì)節(jié)最多，也就是說，此時相應(yīng)地AC系數(shù)的能量最大，記為EAC max。把EAC max作為一個標(biāo)準(zhǔn)化因子，并分別對EAC和EACmax取自然對數(shù)，使其線性化，可以得到圖像細(xì)節(jié)程度的衡量指標(biāo)RbRb=ln(EAC)ln(EACmax)---(2)]]>然后通過細(xì)節(jié)程度的高低來決定待選模式的范圍。
根據(jù)能量守恒定律，一個塊經(jīng)過DCT變換后的DCT系數(shù)的總能量等于該塊DCT變換前的像素的總能量，所以(1)式可以轉(zhuǎn)換為
其中xs，t是塊內(nèi)各像素的灰度值。
并且對大小為M×N的塊，有EACmax=M×N2((xmax)2+(xmin)2)2-(M×N)(xmax+xmin2)2---(4)]]>其中，取xmax＝255，xmin＝0。
再由公式(2)，可以求出Rb，同時選擇一個閾值α，如果Rb＞α，認(rèn)為該M×N的塊為高細(xì)節(jié)塊，否則認(rèn)為它是低細(xì)節(jié)塊。本算法是針對8×8的塊進(jìn)行的，α的取值為0.78。
本發(fā)明所提出的一種快速幀間模式選擇方法，其具體處理過程方法如下針對宏塊的七種幀間劃分模式(16×16，16×8，8×16，8×8，8×4，4×8，4×4)在這里定義了如下三個預(yù)選模式集Modes I＝{16×16}，Modes II＝{16×16，16×8，8×16}，Modes III＝{16×16，16×8，8×16，8×8，8×4，4×8，4×4}，如圖1所示，該方法包括以下步驟首先對一個16×16的宏塊進(jìn)行運(yùn)動估計，求出它的運(yùn)動矢量，步驟101；判斷該宏塊的運(yùn)動矢量是否為0，步驟102；如果該16×16宏塊的運(yùn)動矢量為0，我們就認(rèn)為它是背景區(qū)域，按照16×16模式來處理，不再進(jìn)行細(xì)分，即選擇模式集I，否則，如果運(yùn)動矢量不為0，再將宏塊分成4個8×8的塊，步驟103；求出其中前兩個8×8的塊的細(xì)節(jié)程度，步驟104；接下來，判斷該前兩個宏塊是否是高細(xì)節(jié)程度宏塊，步驟105；如果都不是高細(xì)節(jié)程度的宏塊，則選擇模式集II；否則，如果該前兩個宏塊有高細(xì)節(jié)程度模塊，需要再求出第三個8×8的塊的細(xì)節(jié)程度情況，步驟107；然后判斷此時的高細(xì)節(jié)塊數(shù)是否小于或者等于1，即4個8×8的塊中最多只有1個高細(xì)節(jié)塊，步驟108；如果最多只有一個高細(xì)節(jié)塊，則選擇模式集II；如果當(dāng)前高細(xì)節(jié)塊數(shù)目大于1，需要在判斷高細(xì)節(jié)塊的個數(shù)是否為3，步驟108；如高細(xì)節(jié)塊的個數(shù)為3，則選擇模式III；如否，需要再求出第四個塊的細(xì)節(jié)程度情況，步驟109；然后判斷高細(xì)節(jié)塊的個數(shù)是否小于3，如是，即當(dāng)前4個8×8的塊中有小于3個高細(xì)節(jié)塊，選擇模式II；否則，表明當(dāng)前4個8×8的塊中有3個或者3個以上的高細(xì)節(jié)塊，這樣，就要選擇模式集III。
以上內(nèi)容僅為本發(fā)明的實施例，其目的并非用于對本發(fā)明所提出的系統(tǒng)及方法的限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求為準(zhǔn)。在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不偏離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，對其進(jìn)行的關(guān)于形式和細(xì)節(jié)的種種顯而易見的修改或變化均應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種視頻信息的快速幀間模式選擇方法，對16×16宏塊及其細(xì)節(jié)程度進(jìn)行計算，并根據(jù)計算結(jié)果選擇不同的預(yù)選幀間劃分模式集，該方法包括以下步驟首先計算一個16×16宏塊的運(yùn)動矢量；如果該16×16宏塊的運(yùn)動矢量為0，選擇16×16宏塊的幀間劃分模式集I；否則，運(yùn)動矢量不為0，則依次計算該16×16宏塊內(nèi)部四個8×8塊的細(xì)節(jié)程度；如果高細(xì)節(jié)塊的個數(shù)＜3，選擇包括16×16，16×8，8×16塊的幀間劃分模式集II；否則，當(dāng)高細(xì)節(jié)塊的個數(shù)≥3時，選擇包括16×16、16×8，8×16，8×8，8×4，4×8和4×4塊的幀間劃分模式集III。
2.如權(quán)利要求1所述的視頻信息的快速幀間模式選擇方法，其特征在于，所述幀間劃分模式集I定義為ModesI＝{16×16}。
3.如權(quán)利要求1所述的視頻信息的快速幀間模式選擇方法，其特征在于，所述幀間劃分模式集II定義為ModesII＝{16×16，16×8，8×16}。
4.如權(quán)利要求1所述的視頻信息的快速幀間模式選擇方法，其特征在于，所述幀間劃分模式集III定義為ModesIII＝{16×16，16×8，8×16，8×8，8×4，4×8，4×4}。
全文摘要
一種視頻信息的快速幀間模式選擇方法，對16×16宏塊及其細(xì)節(jié)程度的計算，并根據(jù)計算結(jié)果選擇不同的預(yù)選幀間劃分模式集，該方法包括以下步驟首先計算一個16×16宏塊的運(yùn)動矢量；如果該16×16宏塊的運(yùn)動矢量為0，選擇16×16宏塊的幀間劃分模式集I；否則，運(yùn)動矢量不為0，則依次計算該16×16宏塊每個8×8宏塊的細(xì)節(jié)程度；如果高細(xì)節(jié)塊的個數(shù)＜3，選擇包括16×16宏塊和16×8，8×16塊的幀間劃分模式集II；否則，當(dāng)高細(xì)節(jié)塊的個數(shù)≥3時，選擇包括16×16宏塊、16×8，8×16，8×8，8×4，4×8和4×4塊的幀間劃分模式集III。本發(fā)明能夠在滿足該視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的前提下，很大程度地簡化編碼的計算，同等條件下，盡可能地降低了計算復(fù)雜度。
文檔編號H04N7/28GK1747551SQ200510014858
公開日2006年3月15日 申請日期2005年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月24日
發(fā)明者李華, 侯玲 申請人:天津大學(xué)