4 基于纹理预测的inter8×8子模式快速选择
文献[3]提出一种假设:宏块的代价值随分块方向单调增减。也就是说宏块或者子块如果最佳的分块方向是纵向(inter8×16或者inter4×8)或者横向(inter16×8或者inter8×4),那么与相应方向相符的分块方式代价值必然要小于与该最佳方向相反的分块方式的代价值,即大的分块方式的宏块代价值的比较大体反应了宏块的纹理方向。利用这一点,对inter8×8模式的选择范围进行限定,以缩小子模式选择范围。图1描述了对inter8×8子模式可选范围的确定。其中Jmode=REF_COST(mode)+MV_COST(mode)。
5 Intra模式快速选择的简化算法
采用帧内预测时,宏块可以分成intra16×16和in-tra4×4两种模式。其中intra4×4用到了9种预测模式,它的预测算法并不复杂,但是对于率失真代价的计算量却非常可观。因此,对于帧内模式,人们已经提出了很多种快速算法。单纯针对帧内模式,这些快速算法确实对编码速度的提高程度非常大。但是从整个视频序列来看,效果并不明显。因为对于P帧,从统计结果来看,in-tra模式所占的比重非常小,而运算量极大的intra4×4模式所占比重更是微乎其微。表4是各序列在P帧及I帧中intra模式所占的百分比统计。
对于I帧,由于采用的全部是intra模式,且由上表可以看出,intra4×4模式所占的比重却非常高,本可以考虑采用某种快速选择算法。但是由于I帧在整个序列中所占比重不大,通常每30帧1帧I帧。因此,改进I帧的模式选择,对于整个序列来说,同样是微乎其微。因此针对intra模式,本文提出了一种简化算法,即忽略P帧中的intra4×4模式,但为保证视频质量,保留intra16×16模式;对I帧的模式选择,采用最原始的算法。表5是采用该方法后PSNR和编码时间与JM 8.6原始算法的性能比较。由表5可看出,编码时间有了比较大的下降,PSNR下降并不明显,且算法也并不复杂。
6 综合实验结果
最后,结合上述三方面的方法进行了实验,实验结果与JM 8.6参考软件的性能比较如表6和表7。其中,I帧周期是30,起始QP值为28,启用了码率控制,编码帧数为100。
结果显示,除了运动较为剧烈的mobile序列以外,PSNR并没有明显的下降,但是编码时间下降平均达到37%左右。
7 结 语
在研究了JM 8.6参考软件的基础上,提出了基于统计与纹理预测的综合快速模式选择算法。实验数据显示,该算法对于整个图像序列编码时间平均降低了37%左右,而同时图像的峰值信躁比降低了0.02~0.08 dB,图像的质量并没有明显的下降。由于该算法对于固定背景比较多、运动对象比较少的序列具有更好的优化效果,因此更加适用于视频会议(电话)、远程视频监控等场合。