專利名稱：一種視頻轉(zhuǎn)碼中幀內(nèi)模式的快速選擇方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻轉(zhuǎn)碼領(lǐng)域，特別是涉及一種視頻轉(zhuǎn)碼中幀內(nèi)模式的快速選擇方法。
背景技術(shù)：
將已壓縮的視頻數(shù)據(jù)從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種視頻數(shù)據(jù)形式的操作叫做視頻轉(zhuǎn)碼。由于新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)如H.264、AVS均支持多種幀內(nèi)模式(如AVS支持垂直、水平、DC、左下、右下等5種幀內(nèi)模式)，而最優(yōu)幀內(nèi)模式的選擇需要通過高復(fù)雜度的率失真優(yōu)化來進(jìn)行計算比較，因此在面向新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的視頻轉(zhuǎn)碼中，幀內(nèi)模式的快速選擇對于降低計算復(fù)雜度，實(shí)現(xiàn)實(shí)時的視頻轉(zhuǎn)碼具有重要意義。
在目前已有的方法中，參考文獻(xiàn)1利用輸入視頻流的DCT系數(shù)來估計紋理方向，再根據(jù)方向進(jìn)行幀內(nèi)模式的選擇。但是這種方法使得視頻轉(zhuǎn)碼效率有比較明顯的下降。而參考文獻(xiàn)2提出的方法，利用輸入的H.263視頻流的幀內(nèi)模式(DC、水平、垂直)來選擇輸出的H.264視頻流的幀內(nèi)模式。但是這種方法只適用于輸入視頻流支持多種幀內(nèi)模式的視頻轉(zhuǎn)碼，對于輸入視頻流不支持多種幀內(nèi)模式的視頻轉(zhuǎn)碼，如MPEG-2到AVS的轉(zhuǎn)碼則不適用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種視頻轉(zhuǎn)碼中幀內(nèi)模式的快速選擇方法，該方法能保持較高的視頻轉(zhuǎn)碼效率，對于各種幀內(nèi)模式的輸入視頻流均能轉(zhuǎn)換。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案的步驟包括首先，將當(dāng)前塊的DCT系數(shù)分為垂直、水平、對角三個能量區(qū)域，分別根據(jù)當(dāng)前塊中的DCT系數(shù)絕對值計算各區(qū)域的能量和；其次，分別計算能量區(qū)域之間的夾角，并通過夾角與閾值的比較，初步判斷候選幀內(nèi)編碼模式；然后，根據(jù)根據(jù)當(dāng)前塊以及垂直方向和水平方向預(yù)測塊的DC系數(shù)分別計算垂直、水平、對角方向的DC系數(shù)差值，通過DC系數(shù)差值的比較以及夾角與閾值的比較進(jìn)一步判斷候選幀內(nèi)編碼模式；最后，從候選幀內(nèi)模式和DC模式中利用率失真優(yōu)化技術(shù)選擇最優(yōu)的幀內(nèi)模式。
本發(fā)明與已有技術(shù)相對照，效果是積極且明顯的顯著降低了視頻轉(zhuǎn)碼的計算復(fù)雜度，而轉(zhuǎn)碼效率則基本保持不變，同時對各種輸入視頻流均能轉(zhuǎn)換。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供的視頻轉(zhuǎn)碼中幀內(nèi)模式的快速選擇方法是首先，將當(dāng)前塊的DCT系數(shù)分為垂直、水平、對角三個能量區(qū)域，分別根據(jù)當(dāng)前塊中的DCT系數(shù)絕對值計算各區(qū)域的能量和；其次，分別計算能量區(qū)域之間的夾角，并通過夾角與閾值的比較，初步判斷候選幀內(nèi)編碼模式；然后，根據(jù)根據(jù)當(dāng)前塊以及垂直方向和水平方向預(yù)測塊的DC系數(shù)分別計算垂直、水平、對角方向的DC系數(shù)差值，通過DC系數(shù)差值的比較以及夾角與閾值的比較進(jìn)一步判斷候選幀內(nèi)編碼模式；最后，從候選幀內(nèi)模式和DC模式中利用率失真優(yōu)化技術(shù)選擇最優(yōu)的幀內(nèi)模式。
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不限定本發(fā)明。
實(shí)施例1本實(shí)施例進(jìn)行的是MPEG-2到AVS的視頻轉(zhuǎn)碼。具體步驟包括(1)將當(dāng)前塊的DCT系數(shù)分為垂直、水平、對角三個能量區(qū)域，分別根據(jù)下列三式計算垂直、水平、對角三個能量區(qū)域的能量和F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3F1=Σv=17F(0,v)]]>F2=Σu=17F(u,0)]]>F3=Σu=12F(u,1)+Σu=13F(u,2)+Σu=23F(u,3)]]>其中F(u，v)表示當(dāng)前塊中(u，v)坐標(biāo)處的DCT系數(shù)絕對值。
(2)根據(jù)下列兩式計算能量區(qū)域之間的夾角α和βtgα＝(F2+1)/(F1+1)tgβ＝(F3+1)/(Fi-F3+-1)其中Fi為F1，F(xiàn)2中較大的一個。
(3)如果β＞67.5°，則左下模式為候選幀內(nèi)模式，并轉(zhuǎn)入步驟(7)；否則轉(zhuǎn)入步驟(4)；(4)如果α＜18°，則水平模式為候選幀內(nèi)模式，并轉(zhuǎn)入步驟(8)；如果α＞72°則垂直模式為候選幀內(nèi)模式，并轉(zhuǎn)入步驟(8)；否則轉(zhuǎn)入步驟(5)；(5)根據(jù)下列三式分別計算垂直、水平、對角方向的DC系數(shù)差值DC0、DC1、DC2DC0＝|F(0，0)-Fver(0，0)|DC1＝|F(0，0)-Fhor(0，0)|DC2＝|F(0，0)-(Fhor(0，0)+Fver(0，0))/2|具中Fver(0，0)和Fhor(0，0)分別表示垂直方向和水平方向預(yù)測塊的DC系數(shù)。
(6)比較DC0、DC1、DC2的大小，如果DC0最小，則垂直模式為候選幀內(nèi)模式，如果DC1最小，則水平模式為候選幀內(nèi)模式，如果DC2最小，則DC模式為候選幀內(nèi)模式；然后轉(zhuǎn)入步驟(7)；(7)如果18°＜α＜36°，則垂直模式為候選幀內(nèi)模式；如果54°＜α＜72°，則水平模式為候選幀內(nèi)模式；然后轉(zhuǎn)入步驟(8)；(8)從候選幀內(nèi)模式和DC模式中利用率失真優(yōu)化技術(shù)選擇最優(yōu)的幀內(nèi)模式。
實(shí)施例2本實(shí)施例進(jìn)行的是H.263+到AVS的視頻轉(zhuǎn)碼。
除步驟(5)、(6)外，其它同實(shí)施例1。步驟(5)、(6)如下所示(5)從輸入的H.263+視頻流中解碼得到當(dāng)前宏塊的原始幀內(nèi)編碼模式，即在進(jìn)行H.263+編碼時選擇的幀內(nèi)編碼模式；(6)如果原始幀內(nèi)編碼模式為垂直模式，則垂直模式為候選幀內(nèi)模式，如果原始幀內(nèi)編碼模式為水平模式，則水平模式為候選幀內(nèi)模式，如果原始幀內(nèi)編碼模式為DC模式，則DC模式為候選幀內(nèi)模式；然后轉(zhuǎn)入步驟(7)。
參考文獻(xiàn)1、H.Kalva，et al.Complexity Reduction Tools for MPEG-2 to H.264 VideoTranscoding WSEAS Transactionson Information Science and Applications，Vol.2，Issue 3，March 2005，pp.295-300.
2、Jafari，M.，Kasaei，S.An Efficient Intra Prediction Mode Decision Algorithmfor H.263 To H.264 Transcoding，Proceedings of 2006 IEEE International Conferenceon Computer System，and Application，March 2006，pp.1082-1089.
權(quán)利要求
1.一種視頻轉(zhuǎn)碼中幀內(nèi)模式的快速選擇方法，其特征在于首先，將當(dāng)前塊的DCT系數(shù)分為垂直、水平、對角三個能量區(qū)域，分別根據(jù)當(dāng)前塊中的DCT系數(shù)絕對值計算各區(qū)域的能量和；其次，分別計算能量區(qū)域之間的夾角，并通過夾角與閾值的比較，初步判斷候選幀內(nèi)編碼模式；然后，根據(jù)根據(jù)當(dāng)前塊以及垂直方向和水平方向預(yù)測塊的DC系數(shù)分別計算垂直、水平、對角方向的DC系數(shù)差值，通過DC系數(shù)差值的比較以及夾角與閾值的比較進(jìn)一步判斷候選幀內(nèi)編碼模式；最后，從候選幀內(nèi)模式和DC模式中利用率失真優(yōu)化技術(shù)選擇最優(yōu)的幀內(nèi)模式。
2.如權(quán)利要求1所述的一種視頻轉(zhuǎn)碼中幀內(nèi)模式的快速選擇方法，其特征在于采用包括以下步驟的方法(1)將當(dāng)前塊的DCT系數(shù)分為垂直、水平、對角三個能量區(qū)域，分別根據(jù)當(dāng)前塊中的DCT系數(shù)絕對值計算各區(qū)域的能量和；(2)分別計算垂直與水平能量區(qū)域之間的夾角α，垂直或水平能量區(qū)域中較大的區(qū)域與對角能量區(qū)域之間的夾角β；(3)如果β大于第一閾值，則左下模式為候選幀內(nèi)模式，并轉(zhuǎn)入步驟(7)；否則轉(zhuǎn)入步驟(4)；(4)如果α小于第二閾值，則水平模式為候選幀內(nèi)模式，并轉(zhuǎn)入步驟(8)；如果α大于第三閾值，則垂直模式為候選幀內(nèi)模式，并轉(zhuǎn)入(8)；否則轉(zhuǎn)入步驟(5)；(5)根據(jù)當(dāng)前塊以及垂直方向和水平方向預(yù)測塊的DC系數(shù)分別計算垂直、水平、對角方向的DC系數(shù)差值DC0、DC1、DC2；(6)比較DC0、DC1、DC2的大小，如果DC0最小，則垂直模式為候選幀內(nèi)模式，如果DC1最小，則水平模式為候選幀內(nèi)模式，如果DC2最小，則DC模式為候選幀內(nèi)模式；然后轉(zhuǎn)入步驟(7)；(7)如果α小于第四閾值且大于第五閾值，則垂直模式為候選幀內(nèi)模式；如果α小于第六閾值且大于第七閾值，則水平模式為候選幀內(nèi)模式；然后轉(zhuǎn)入步驟(8)；(8)從候選幀內(nèi)模式和DC模式中利用率失真優(yōu)化技術(shù)選擇最優(yōu)的幀內(nèi)模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種視頻轉(zhuǎn)碼中幀內(nèi)模式的快速選擇方法，其特征在于所述步驟(3)中第一閾值為67.5°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種視頻轉(zhuǎn)碼中幀內(nèi)模式的快速選擇方法，其特征在于所述步驟(4)中第二閾值和第三閾值分別為18°和72°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種視頻轉(zhuǎn)碼中幀內(nèi)模式的快速選擇方法，其特征在于所述步驟(7)中第四閾值、第五閾值、第六閾值、第七閾值分別為36°、18°、72°、54°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種視頻轉(zhuǎn)碼中幀內(nèi)模式的快速選擇方法，其特征在于所述步驟(5)中，根據(jù)下列三式分別計算垂直、水平、對角方向的DC系數(shù)差值DC0、DC1、DC2DC0＝|F(0，0)-Fver(0，0)|DC1＝|F(0，0)-Fhor(0，0)|DC2＝|F(0，0)-(Fhor(0，0)+Fver(0，0))/2其中F(u，v)表示當(dāng)前塊中(u，v)坐標(biāo)處的DCT系數(shù)絕對值，F(xiàn)ver(0，0)和Fhor(0，0)分別表示垂直方向和水平方向預(yù)測塊的DC系數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種視頻轉(zhuǎn)碼中幀內(nèi)模式的快速選擇方法，其特征在于所述步驟(1)中，分別根據(jù)下列三式計算垂直、水平、對角三個能量區(qū)域的能量和F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3F1=Σv=17F(0,v)]]>F2=Σu=17F(u,0)]]>F3=Σu=12F(u,1)+Σu=13F(u,2)+Σu=23F(u,3)]]>其中F(u，v)表示當(dāng)前塊中(u，v)坐標(biāo)處的DCT系數(shù)絕對值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種視頻轉(zhuǎn)碼中幀內(nèi)模式的快速選擇方法，其特征在于，所述步驟(2)中根據(jù)下列兩式計算能量區(qū)域之間的夾角α和βtgα＝(F2+1)/(F1+1)tgβ＝(F3+1)/(F1-F3+-1)其中F1為F1，F(xiàn)2中較大的一個。
全文摘要
本發(fā)明涉及視頻轉(zhuǎn)碼領(lǐng)域，提供了一種視頻轉(zhuǎn)碼中幀內(nèi)模式的快速選擇方法。首先，將當(dāng)前塊的DCT系數(shù)分為垂直、水平、對角三個能量區(qū)域，分別根據(jù)當(dāng)前塊中的DCT系數(shù)絕對值計算各區(qū)域的能量和；其次，分別計算能量區(qū)域之間的夾角，并通過夾角與閾值的比較，初步判斷候選幀內(nèi)編碼模式；然后，根據(jù)根據(jù)當(dāng)前塊以及垂直方向和水平方向預(yù)測塊的DC系數(shù)分別計算垂直、水平、對角方向的DC系數(shù)差值，通過DC系數(shù)差值的比較以及夾角與閾值的比較進(jìn)一步判斷候選幀內(nèi)編碼模式；最后，從候選幀內(nèi)模式和DC模式中利用率失真優(yōu)化技術(shù)選擇最優(yōu)的幀內(nèi)模式。本方法視頻轉(zhuǎn)碼的計算復(fù)雜度較低，而轉(zhuǎn)碼效率則基本保持不變，同時對各種輸入視頻流均能轉(zhuǎn)換。
文檔編號H04N7/30GK101060626SQ20071005214
公開日2007年10月24日 申請日期2007年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月10日
發(fā)明者胡瑞敏, 韓鎮(zhèn), 朱立, 張新晨, 劉瓊 申請人:武漢大學(xué)