一种改进的H.264帧内预测算法.pdf

第37卷第15期
计算机工程
2011年8月
ol,37No,15
Computer Engineering
August 2011
多媒体技术及应用
文章号:1000-3428(201015022402文标快码;A
中图分类号:TP391
一种改进的H.264帧内预测算法
食能,张兴敢,岚
(南京大学电子科学与工程学院,南京210093)
要:为降低H254AVC高编码的复杂度,提出一种改进的H.264蜮内预测算法来选择最优预测模式。该算法利用宏块之间以及宏块内
像素之间的相关性进行方向检测,并且优先考虑直流模式,从而判断最可能的模式选择方向。实验表明,该算法能够在保持信噪比和比特
率几乎不变的情况下,减少70%左右的编码时间,从而降低编码复杂度。
关:编码复杂度;率失真优化技术;模式选择;方向检湖
Immproved intra Prediction Algorithm for H. 264
YU Jia-jlia, ZIANG Xing-gan, TANG Lan
(School of Electronic Scicnce and Engineering, Nanjing University, Nanjing 210093, China)
Abstract In order to reduce the high ing ml y n H 2 C h er p s an m on tion me selectin
algoritm t mpe the in The p d a es ad nge f he cola ion in mporal and spatial domain and
m i m Em n l e m a ee e ng time y 70%with ne li ble din o and
it reduces the Rate Distortion Optimizati n( RDO)calculations
Key word odin om i R D mza RD u moe desn ton dec ion
DOI:10.3969.isS.1000-3428.201.1072
1述
3改进的边缘检测法
H.264AVC是TTU-T和MPEG联合制定的最新视频编
内倾测中每种预测模式都对应一种边缘方向间,利用
码标准。帧内预测是H264的主要技术,为了确定一个宏块这种关系可以降低候选模式数。文献[(提出了一种基于像素
的帧内预测模式,需要计算592种代价函数,编码时间很长,的方向检测法(D),候造模式为4种。对于4x4块,4个主
很难满足实时性要求。
要方向的边缘值分别为
为了降低复杂度,近年来研究者们提出了许多帧内预浏
d=f(xy+リ)ーf(x
快速算法。文献[2]根据当前块的相邻像素具有极大的相似
d=f(x+1,y)ーf(x,y)
性,由此简化模式选择数。文献]利用灰度直方图对于4x4块
dゲ=f(x+y-1)-f(x.y)
采用基于子块特征进行方向预测。由于最可能发生的模式是
模式0、模式和模式2,因此可以对可能性较大的模式进行
d"=f(x+1y+1)-f(xy?
优先计算。文献[5]对于4x4块进行了方向预测。
对于水平方向和竖直方向,12个像素差值参与了计算
本文主要采用方向检测法减少候选模式?,并做了两大
对于45°和135°方向,9个像素差值参加了计算。因此只须对
改进:一是对于直流(DC)模式的处理;二是考農到相邻宏
各个方向求边缘平均值即可
块之间较强的相关性,在进行模式选择时,加入相邻左边和
对手其他摸式(除模式2,DC),采用折中的方法进行计
上边宏块的模式,从而保证在信噪比和比特率儿乎不变的情
算。例如:112.5°对应于模式5,使用90°和135°的平均值:
况下降低了计算复杂度
由此找出边缘值最小的2种模式作为候选模式。
2内预测原理
黄内预测以16x16宏块为单位。每个宏块包括1个亮度
在DD算法中,由于DC模式没有方向性,因此有必要
将DC模式单独计算。表1表示当选择 Intra_44或 Intra_16x
16x16块和2个8x8色度块。16x16亮度块可以划分为4X16为最优模式时DC模式所占的比例。表1选择 Foreman
4个4x4子块。[ntra_4x4按照预测方向的不同分9种,
Inta_16×x16有4种预测模式。 Intra8x8有4种预测模式,类
News、 Mobile、Bus、 Soccer5种序列,输入100帧。
似于16x16的4种预测模式,只是模式编号不同
1DC棋式所占比例
Nrwa Mob
H,264采用率失真优化( Rate Distortion Optimization
1.3.9813.7413.5613.15
RD)确定每种模式的苹失真代价,由式(1)计算,最后选
最小率失真代价模式作为最佳帧内预测模式:
对于Inra_16x16,DC模式所占的平均比例为25%
J(s,c,mP,1)=SD(c,m!Q)+れ。R(s,c, MI Qp)(1)(14=25%)。从表1中可以看出,DC模式占了近50%。因此
其中,QP是宏块的量化参数;是拉格朗日乘数,与9P作着介:俞佳亮(986-),男,硕上研究生,主研方向:多媒体信
有关;SSDO)是原始亮度块s与重建块c之间的误差平方和;息处理,信号处理;张兴敢,教授;唐威,讲师、博士
RO)是利用模式m进行码的比特数。
WCMR:2011-02-21E-mafl:kakayij@126.com
万方数据