[发明专利]一种基于随机像素法的H.264帧间预测模式快速选择方法

说明书

技术领域

本发明属于多媒体视频编码领域，具体涉及一种针对H.264帧间预测模式的快速选择方法。在像素点的个数选择合适并且尺寸阈值设置适当的情况下，本发明可以加快帧间预测过程，提高编码速率。

背景技术

H.264是ITU-T的VCEG(视频编码专家组)和ISO/IEC的MPEG(活动图像专家组)的联合视频组(JVT/Joint Video Team)开发的视频编码标准。它等同于ISO的MPEG-4的第十部分，于2003年5月正式批准。和传统的视频编码方式相比，H.264有如下的优点：(1)更高的编码效率；(2)高质量视频画面；(3)自适应的延时特性；(4)错误恢复功能。

在H.264编码过程中，运动估计是整个编码模块中运算量最大的部分。因此无论是在硬件实现还是在软件实现的过程中，对运动估计和补偿算法进行优化和改进是非常重要的。在运动估计模块中，如何能够快速有效的获取高精度的运动矢量是实现高效编码的关键。在目前的块匹配算法中，全搜索算法(FS)具有最高的搜索精度，但其运算量大、实时性差的缺点限制了FS在实际中的应用。

H.264采用率失真优化(Rate Distortion Optimization，RDO)来判断选择分块模式，编码器对每个宏块所有可能的模式分别计算率失真代价，然后对它们进行比较，选择率失真代价最小的模式为最佳预测模式。

一般来讲，大尺寸分块适用于图像平坦或静止区域；小尺寸分块适合用于图像纹理比较复杂或活动性比较大的区域。而在自然视频序列中，存在着大量空间上均匀平坦或者时域上静止和活动性很小的区域。如果能够采用某些方法预测到这些区域，就可以避免小分块模式复杂的率失真代价计算，从而大大的减小编码时间。本发明通过随机选择当前图像的若干个像素点，并对其亮度分量进行求方差处理，将得到的方差值与预先设定好的阈值进行比较，通过比较的结果快速的判断最佳帧间预测模式。

发明内容

为减少帧间预测的时间、提高编码效率，本发明提出了一种基于随机像素法的H.264帧间预测模式快速选择方法。本方法随机选取若干个像素点，并对其亮度分量进行求方差处理，然后将方差值与阈值进行比较，通过比较结果快速判断帧间最佳预测模式。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

步骤一：随机选择当前图像的若干个像素点，并求这些像素点亮度分量的方差值δ；

步骤二：设定大尺寸阈值TH₁，小尺寸阈值TH₂；

步骤三：比较δ与阈值TH₁、TH₂的关系，确定最佳帧间预测模式。

其中，所述步骤一中：随机选择当前图像的若干个像素点，并求这些像素点亮度分量的方差值δ，在本发明中，像素点的选择是随机的，并对像素点的亮度分量进行求方差处理。

其中，所述步骤二中：设定大尺寸阈值TH₁，小尺寸阈值TH₂，在本发明中，大尺寸设定为16×16模式，小尺寸设定为8×8模式，阈值的设定是随着预测的不断进行而发生变化的，当若干帧预测结束后，根据前面选择的最佳帧间预测模式所对应的方差值δ适当修正阈值TH₁、TH₂；

其中，所述步骤三中：比较δ与阈值TH₁、TH₂的关系，确定最佳帧间预测模式，在本发明中，若δ小于等于TH₁，则选用16×16模式为最佳帧间预测模式；若δ大于等于TH₂，则计算并比较16×16模式与8×8模式的率失真代价，若16×16模式的率失真代价小，选择16×16模式为最佳帧间预测模式，否则计算8×8、8×4、4×8、4×4模式的率失真代价，其率失真代价最小的模式为最佳帧间预测模式；若δ大于TH₁小于TH₂，则计算16×16、16×8、8×16模式的率失真代价，其率失真代价最小的模式为最佳帧间预测模式。这里当δ大于TH₁时，无论何种情况我们都要计算16×16模式的率失真代价，与其他模式的率失真代价比较后再确定最佳预测模式