基于統(tǒng)計分析的H．264快速模式選擇算法

4 基于紋理預測的inter8×8子模式快速選擇
文獻[3]提出一種假設：宏塊的代價值隨分塊方向單調(diào)增減。也就是說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)，那么與相應方向相符的分塊方式代價值必然要小于與該最佳方向相反的分塊方式的代價值，即大的分塊方式的宏塊代價值的比較大體反應了宏塊的紋理方向。利用這一點，對inter8×8模式的選擇范圍進行限定，以縮小子模式選擇范圍。圖1描述了對inter8×8子模式可選范圍的確定。其中Jmode=REF_COST(mode)+MV_COST(mode)。

5 Intra模式快速選擇的簡化算法
采用幀內(nèi)預測時，宏塊可以分成intra16×16和in-tra4×4兩種模式。其中intra4×4用到了9種預測模式，它的預測算法并不復雜，但是對于率失真代價的計算量卻非?？捎^。因此，對于幀內(nèi)模式，人們已經(jīng)提出了很多種快速算法。單純針對幀內(nèi)模式，這些快速算法確實對編碼速度的提高程度非常大。但是從整個視頻序列來看，效果并不明顯。因為對于P幀，從統(tǒng)計結(jié)果來看，in-tra模式所占的比重非常小，而運算量極大的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。

對于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幀在整個序列中所占比重不大，通常每30幀1幀I幀。因此，改進I幀的模式選擇，對于整個序列來說，同樣是微乎其微。因此針對intra模式，本文提出了一種簡化算法，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和編碼時間與JM 8．6原始算法的性能比較。由表5可看出，編碼時間有了比較大的下降，PSNR下降并不明顯，且算法也并不復雜。

6 綜合實驗結(jié)果
最后，結(jié)合上述三方面的方法進行了實驗，實驗結(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，除了運動較為劇烈的mobile序列以外，PSNR并沒有明顯的下降，但是編碼時間下降平均達到37％左右。

7 結(jié) 語
在研究了JM 8．6參考軟件的基礎上，提出了基于統(tǒng)計與紋理預測的綜合快速模式選擇算法。實驗數(shù)據(jù)顯示，該算法對于整個圖像序列編碼時間平均降低了37％左右，而同時圖像的峰值信躁比降低了0．02～0．08 dB，圖像的質(zhì)量并沒有明顯的下降。由于該算法對于固定背景比較多、運動對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議(電話)、遠程視頻監(jiān)控等場合。