基于統(tǒng)計(jì)分析的H．264快速模式選擇算法

4 基于紋理預(yù)測(cè)的inter8×8子模式快速選擇
文獻(xiàn)[3]提出一種假設(shè)：宏塊的代價(jià)值隨分塊方向單調(diào)增減。也就是說(shuō)宏塊或者子塊如果最佳的分塊方向是縱向(inter8×16或者inter4×8)或者橫向(inter16×8或者inter8×4)，那么與相應(yīng)方向相符的分塊方式代價(jià)值必然要小于與該最佳方向相反的分塊方式的代價(jià)值，即大的分塊方式的宏塊代價(jià)值的比較大體反應(yīng)了宏塊的紋理方向。利用這一點(diǎn)，對(duì)inter8×8模式的選擇范圍進(jìn)行限定，以縮小子模式選擇范圍。圖1描述了對(duì)inter8×8子模式可選范圍的確定。其中Jmode=REF_COST(mode)+MV_COST(mode)。

5 Intra模式快速選擇的簡(jiǎn)化算法
采用幀內(nèi)預(yù)測(cè)時(shí)，宏塊可以分成intra16×16和in-tra4×4兩種模式。其中intra4×4用到了9種預(yù)測(cè)模式，它的預(yù)測(cè)算法并不復(fù)雜，但是對(duì)于率失真代價(jià)的計(jì)算量卻非?？捎^。因此，對(duì)于幀內(nèi)模式，人們已經(jīng)提出了很多種快速算法。單純針對(duì)幀內(nèi)模式，這些快速算法確實(shí)對(duì)編碼速度的提高程度非常大。但是從整個(gè)視頻序列來(lái)看，效果并不明顯。因?yàn)閷?duì)于P幀，從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，in-tra模式所占的比重非常小，而運(yùn)算量極大的intra4×4模式所占比重更是微乎其微。表4是各序列在P幀及I幀中intra模式所占的百分比統(tǒng)計(jì)。

對(duì)于I幀，由于采用的全部是intra模式，且由上表可以看出，intra4×4模式所占的比重卻非常高，本可以考慮采用某種快速選擇算法。但是由于I幀在整個(gè)序列中所占比重不大，通常每30幀1幀I幀。因此，改進(jìn)I幀的模式選擇，對(duì)于整個(gè)序列來(lái)說(shuō)，同樣是微乎其微。因此針對(duì)intra模式，本文提出了一種簡(jiǎn)化算法，即忽略P幀中的intra4×4模式，但為保證視頻質(zhì)量，保留intra16×16模式；對(duì)I幀的模式選擇，采用最原始的算法。表5是采用該方法后PSNR和編碼時(shí)間與JM 8．6原始算法的性能比較。由表5可看出，編碼時(shí)間有了比較大的下降，PSNR下降并不明顯，且算法也并不復(fù)雜。

6 綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果
最后，結(jié)合上述三方面的方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與JM 8．6參考軟件的性能比較如表6和表7。其中，I幀周期是30，起始QP值為28，啟用了碼率控制，編碼幀數(shù)為100。

結(jié)果顯示，除了運(yùn)動(dòng)較為劇烈的mobile序列以外，PSNR并沒(méi)有明顯的下降，但是編碼時(shí)間下降平均達(dá)到37％左右。

7 結(jié) 語(yǔ)
在研究了JM 8．6參考軟件的基礎(chǔ)上，提出了基于統(tǒng)計(jì)與紋理預(yù)測(cè)的綜合快速模式選擇算法。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，該算法對(duì)于整個(gè)圖像序列編碼時(shí)間平均降低了37％左右，而同時(shí)圖像的峰值信躁比降低了0．02～0．08 dB，圖像的質(zhì)量并沒(méi)有明顯的下降。由于該算法對(duì)于固定背景比較多、運(yùn)動(dòng)對(duì)象比較少的序列具有更好的優(yōu)化效果，因此更加適用于視頻會(huì)議(電話(huà))、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控等場(chǎng)合。