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H.264/VC是最新的视频编码标准,具有压缩效率高、网络友好性好等显著优点,适用于交互和非交互应用环境。与以前的视频编码标准相比,H.264/AVC在率失真效率方面得到了实质性的增强。H.264/AVC性能的提高是由于它采用了一些先进的编码技术,包括帧内预测、可变块尺寸和1/4像素精度运动补偿、去块效应滤波器、新的熵编码方法等。H.264/AVC支持许多种帧内、帧间预测模式,从所有预测模式中选择最优的编码模式对其编码性能的提高至关重要。为了确定最优的编码模式,H.264/AVC采用率失真优化(RDO)方法,并且取得非常好的效果。然而,这是以大幅度增加编码器复杂度为代价的,因此本文重点研究RDO模式下快速的帧内、帧间预测模式选择算法,以减小编码器的复杂度。
本文首先详细分析了H.264/AVC编码器的关键技术,包括帧内预测、帧间预测、变换和量化、去块效应滤波器、熵编码五个编码模块。然后重点讨论了视频编码的优化技术以及RDO模式下的预测模式选择过程。最后提出了两种RDO模式下的快速帧内、帧间模式选择算法,有效地降低了预测模式选择过程的复杂度。
本文提出的快速帧内预测模式选择算法,充分利用了预测误差的频域特征以及相邻块的预测模式之间的相关性,可预先排除65%以上的Intra4×4模式,从而大幅度降低帧内预测的复杂度。该算法简单有效,适用于不同码率的编码环境。实验结果显示该算法平均可减少编码时间30%-40%,同时基本保持了原来的编码性能。
本文提出的快速帧间预测模式选择算法,充分利用相邻宏块率失真特征以及预测模式的时空相关性,对预测模式进行判断或简单分类,取得了很好的效果。实验结果显示该算法平均可减少序列的编码时间25%-46%,同时基本保持了原来的编码性能。
以上两种快速算法实现简单,可有效降低不同码率环境下的帧内、帧间预测复杂度,并且算法未改变H264/AVC的任何语法结构,与标准完全兼容,对H.264/AVC的实时实现具有重要意义。