AVS-H.264视频转码快速算法
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第 ３ 卷 第 ｌ 期 ６ ２
Ｖ Ｌ３ ｏ ６
・
计
算
机
工
程
２１ ０ ０年 ６月
Ｊ ｕｎｅ２ ０ ０１
Ｎｏ１ ．２
Ｃ ｏ ｐｕｔ ｒＥｎｇ ｎｅ ｒｎｇ ｍ ｅ ｉ ｅｉ
多媒体技术及应用 ・
文 编 ： ０ ＿ ４ （ １ｌ ０３＿２ 文 标 码： 章 号 ｌ ｏ ３ ８０ ）— ２ Ｊ ０ － ２２ｏ２ ４０ ＿ 献 识 Ａ
图 ３ Ｈ ２ ４宏块分 割模式 ． ６
割模式信息 ， 用模式映射方法避 免 Ｈ ２ ４ 采 ． 编码过程 中重新确定每个宏块分割模式 ，加快了转码速度 。仿真实验结果表明 ，该算法在不影 ６
响视频质量的前提下，极大降低 了转码的计算复杂度 ，提高了转码效率 。
关健词 ：视频转码 ；Ｈ２ ４ ． 标准 ；音视频编码标准 ；模式选择 ６
［ ｓｒｃ］Ａｃｏｄｎ ｏｔｅｆａｕｅ ｆ ＶＳａ ｄＨ． ４ ｓ ｎ ａｄ ｔｉ ｐｐ ｒ ｒｐ ｓｓａｒｐｄａ ｏｉ ｍ ｏ ＶＳｔ ２ ４ｔ ｎｃ ｄｎ ． ｈｓ Ａｂｔａ ｔ ｃ ｒｉｇｔ ｈ ｅｔｒｓｏ ｎ ２ ｔ ｄ ｒ．ｈｓ ａｅ ｏ ｏｅ ａ ｉ ｌ ｒｈ ｆｒＡ ｏＨ．６ ｒ ｓｏ ｉｇ Ｔ ｉ Ａ ６ ａ ｐ ｇ ｔ ａ
ａ ｇ ｒ ｍ ｍｐ ｏ ｅ ｈ ｐ ｅ ｆｔａ ｓ ｏ ｉ ｇ ｂ ａ ｉ ｇ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ｏ Ｖ Ｓ ｐ ｒｉ ｏ ｄ ｎ ｏ ｍ ａ ｉ ｎ ｏ ｎ ｅ ｆａ ｏ ｉ ｇ ｍ ａ ｒ ｂ ｏ ｋ ａ ｄ ｕ ｉ ｌｏｉ ｈ ｔ ｉ ｒ ｖ ｓｔ ｅ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｃ ｄ ｎ ｙ ｔ ｋ ｎ ｄ ａ ｔ ｇ ｆ Ａ ａ ｔｔ ｎ ｍｏ ｅ ｉ ｆ ｒ ｔｏ ｆ ｉ ｔｒ ｒ ｍｅ ｃ ｄ ｎ ｃ ｏ ｌ ｃ ｎ ｓｎｇ ｒ ｉ ｍｏ ｅ ｍａ ｐｉ ｇ ｍｅ ｈ ｄ Ｏ ａ ｏ ｄ ｒ ｃ ｎ ｉ ｅ ｉ ｇ ｐ ｒ ｉ ｏ ｄ ｐ ｎ ｔ ｏ ｓｔ ｖ ｉ ｅ ｏ ｓ ｄ ｒｎ ａ ｔｔ ｎ ｍｏｄ ｒｅ ｃ ｃ ｏ ｏ ｋ ｄ ｒ ｎ ２ ４ ｃ ｄ ｎ ｒ ｃ ｓ ． ｉ ｉ ｅ ｆ ａ ｈ ｍａ ｒ ｂｌ ｃ ｕ ｉ ｇ Ｈ．６ ｏ ｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ Ｓ ｍｕｌｔｏ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔ ｈ ｓ ｏ ａｉ ｎ ｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｔ ａ ｉ ｓ ｔ
ａｇ ｒ ｈ ａ ｅ ｒａ ｅ ｅｃ ｍｐ ｅ ｉ ｆ ａｃ ｌ ｉｎａ ｄｉ ｒ ｖ ｏ ｉｇｅ ｃｅ ｃ ｔｏ ｔ ｆ ｃｉｇｔｅｑ ａｉ ｆ ｉｅ ． ｌｏｉ ｍ ｃ ｎｄ ｃｅ ｓ ｏ ｌｘｔ ｏ ｌｕａ ｏ ｎ ｔ ｈ ｔ ｙ ｆ ｉ ｔ ｍｐ ｏ ｅｃ ｄｎ ｆ ｉ ｙｗｉ ｕ ｅ ｔ ｕ ｌ ｙｏ ｄ ｏ ｉ ｎ ｈ ａ ｎ ｈ ｔ ｖ
择 ，有效利用 了 Ａ Ｓ码流 中宏块的分 割模式信息，加快了转 Ｖ 码的速度 ，相 应的转码器结构见 图 ２ 。其 算法是将 Ａ Ｓ与 Ｖ
Ｈ２ ４中相同的宏块分割模 式直接映射 ，把 Ａ Ｓ中没有的模 ．６ Ｖ 式按 Ｈ． ４的模式进行进一步细分 ，在细分过程 中，本文采 ２ ６
／ ＼ ＼ ＼ 日 目 田 口
码器进行 Ａ ＶＳ标准 向 Ｈ２ ４标准 的转码时，先解码 Ａ ．６ ＶＳ视 频流 ，然后重新编码 ，最后压缩成 Ｈ． ４视频码流 ，其转码 ２ ６ 器结构见图 １ 。在该转码器中 ，由于没有利用 Ａ ＶＳ码流中的
有效信息来加快 Ｈ．６ ２ ４编码过程 ，因此转码过程计算量大，
转码效率受到 限制。本文通过分析 ２种标准帧问宏块模式选
中 分 号： Ｐ７ 圈 类 Ｔ３
Ａ ． ２ ４视 频转码 快 速 算 法 ＶＳＨ．６
尚 凯 ，张万绪
（ 北大学信息科学与技术 学院，西安 ７ ０ ２ ） 西 １ １７
摘
要： 根据 Ａ Ｓ Ｖ 标准和 Ｈ． ４ ２ 标准的特点，提出一种适 用于 Ａ Ｓ Ｈ２４ ６ Ｖ 向 ． 转码 的快速算法。该算法利用 Ａ Ｓ ６ Ｖ 标准 中帧间编码宏块 的分
Ｆａ ｔ ｇ ｒ ｔ ｓ ｏ ｉｈｍ ｏ Ａｌ ｆ ｒＡＶＳ Ｈ ． ４ Ｖｉ ｏ Ｔｒ ｎｓ ｏ ｉ — ２６ ｄｅ ａ ｃ ｄ ｎｇ
ＳＨ ＡＮ Ｇ ａ，ＺＨ ＡＮ Ｇ ａ ｘｕ Ｋ ｉ Ｗ ｎ－
（ｎｔｕｅｏ Ｉｆｒ ｔ ｎＳ ｉｎｅａｄＴ ｃｎ ｌｇ， ｒｈ ｓＵｎｖｒｉ ， ’ｎ７ ０ ２ ） Ｉｓｔｔ ｆｎｏｍａｉ ｃ ｃ ｎ ｅｈ ｏｏｙ Ｎｏｔｗｅｔ ｉｅｓｙ Ｘｉ １ １７ ｉ ｏ ｅ ｔ ａ
输入／ 出都是压缩数据 ， 输 转码后的压缩码流更能适应传输带
宽和接收端的要求 。
１ 转码器
在 传 统 级 联 式 像 素 域 转 码 器 （ ａｃｄ ｉｅ Ｄ ｍ ｉ Ｃ ｓａｅ Ｐｘ ｌ ｏ ａｎ
Ｔａ ｓｏ ｅ Ｐ Ｔ 中 ，解 码 器 和 编码 器 相 互独 立 ，用 此 类 转 ｒｎｃｄｒ ，Ｃ Ｄ ）
［ ｙ ｒ ｓ ｉｅ ａｓｏ ｉｇ Ｈ．６ ； ｄｏＶｄ ｏｃｄｎ ｔｎ ａｄＡ ）ｍｏ ｅ ｅｅｔ ｎ Ｋｅ ｄ ］ｖｄ ｏｔ ｎｃ ｄｎ ； ２４ Ａｕ ｉ ｉｅ ｏ ｉｇＳａｄ ｒ（ ＶＳ； ｄ ｌｃ ｏ ｗｏ ｒ ｓ ｉ
视频转码是对压缩视频流进行端到端 的处理 ，转码器的
２ 宏块分割模式
２ Ｈ ２４ ． ． 宏块分割模式 １ ６
在 Ｈ． ４的帧间编码 中采用宏块分割和亚分割的方法 ， ２ ６ 每个块可以按 １ｘ ６ ６ ８ × ６ ￣ ６ １、１ ￣ 、８ １ 、８ ８分割，在 ８ ８宏块 ￣ 划分模式中，还能进一步分割成 ８ ４ ￣ 、４ ４３ ｘ 、４ ８ ｘ 种模式 。 Ｊ Ｈ． ４的宏块分割模 式如 图 ３所示。 ２ ６
Ｖ Ｌ３ ｏ ６
・
计
算
机
工
程
２１ ０ ０年 ６月
Ｊ ｕｎｅ２ ０ ０１
Ｎｏ１ ．２
Ｃ ｏ ｐｕｔ ｒＥｎｇ ｎｅ ｒｎｇ ｍ ｅ ｉ ｅｉ
多媒体技术及应用 ・
文 编 ： ０ ＿ ４ （ １ｌ ０３＿２ 文 标 码： 章 号 ｌ ｏ ３ ８０ ）— ２ Ｊ ０ － ２２ｏ２ ４０ ＿ 献 识 Ａ
图 ３ Ｈ ２ ４宏块分 割模式 ． ６
割模式信息 ， 用模式映射方法避 免 Ｈ ２ ４ 采 ． 编码过程 中重新确定每个宏块分割模式 ，加快了转码速度 。仿真实验结果表明 ，该算法在不影 ６
响视频质量的前提下，极大降低 了转码的计算复杂度 ，提高了转码效率 。
关健词 ：视频转码 ；Ｈ２ ４ ． 标准 ；音视频编码标准 ；模式选择 ６
［ ｓｒｃ］Ａｃｏｄｎ ｏｔｅｆａｕｅ ｆ ＶＳａ ｄＨ． ４ ｓ ｎ ａｄ ｔｉ ｐｐ ｒ ｒｐ ｓｓａｒｐｄａ ｏｉ ｍ ｏ ＶＳｔ ２ ４ｔ ｎｃ ｄｎ ． ｈｓ Ａｂｔａ ｔ ｃ ｒｉｇｔ ｈ ｅｔｒｓｏ ｎ ２ ｔ ｄ ｒ．ｈｓ ａｅ ｏ ｏｅ ａ ｉ ｌ ｒｈ ｆｒＡ ｏＨ．６ ｒ ｓｏ ｉｇ Ｔ ｉ Ａ ６ ａ ｐ ｇ ｔ ａ
ａ ｇ ｒ ｍ ｍｐ ｏ ｅ ｈ ｐ ｅ ｆｔａ ｓ ｏ ｉ ｇ ｂ ａ ｉ ｇ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ｏ Ｖ Ｓ ｐ ｒｉ ｏ ｄ ｎ ｏ ｍ ａ ｉ ｎ ｏ ｎ ｅ ｆａ ｏ ｉ ｇ ｍ ａ ｒ ｂ ｏ ｋ ａ ｄ ｕ ｉ ｌｏｉ ｈ ｔ ｉ ｒ ｖ ｓｔ ｅ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｃ ｄ ｎ ｙ ｔ ｋ ｎ ｄ ａ ｔ ｇ ｆ Ａ ａ ｔｔ ｎ ｍｏ ｅ ｉ ｆ ｒ ｔｏ ｆ ｉ ｔｒ ｒ ｍｅ ｃ ｄ ｎ ｃ ｏ ｌ ｃ ｎ ｓｎｇ ｒ ｉ ｍｏ ｅ ｍａ ｐｉ ｇ ｍｅ ｈ ｄ Ｏ ａ ｏ ｄ ｒ ｃ ｎ ｉ ｅ ｉ ｇ ｐ ｒ ｉ ｏ ｄ ｐ ｎ ｔ ｏ ｓｔ ｖ ｉ ｅ ｏ ｓ ｄ ｒｎ ａ ｔｔ ｎ ｍｏｄ ｒｅ ｃ ｃ ｏ ｏ ｋ ｄ ｒ ｎ ２ ４ ｃ ｄ ｎ ｒ ｃ ｓ ． ｉ ｉ ｅ ｆ ａ ｈ ｍａ ｒ ｂｌ ｃ ｕ ｉ ｇ Ｈ．６ ｏ ｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ Ｓ ｍｕｌｔｏ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔ ｈ ｓ ｏ ａｉ ｎ ｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｔ ａ ｉ ｓ ｔ
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择 ，有效利用 了 Ａ Ｓ码流 中宏块的分 割模式信息，加快了转 Ｖ 码的速度 ，相 应的转码器结构见 图 ２ 。其 算法是将 Ａ Ｓ与 Ｖ
Ｈ２ ４中相同的宏块分割模 式直接映射 ，把 Ａ Ｓ中没有的模 ．６ Ｖ 式按 Ｈ． ４的模式进行进一步细分 ，在细分过程 中，本文采 ２ ６
／ ＼ ＼ ＼ 日 目 田 口
码器进行 Ａ ＶＳ标准 向 Ｈ２ ４标准 的转码时，先解码 Ａ ．６ ＶＳ视 频流 ，然后重新编码 ，最后压缩成 Ｈ． ４视频码流 ，其转码 ２ ６ 器结构见图 １ 。在该转码器中 ，由于没有利用 Ａ ＶＳ码流中的
有效信息来加快 Ｈ．６ ２ ４编码过程 ，因此转码过程计算量大，
转码效率受到 限制。本文通过分析 ２种标准帧问宏块模式选
中 分 号： Ｐ７ 圈 类 Ｔ３
Ａ ． ２ ４视 频转码 快 速 算 法 ＶＳＨ．６
尚 凯 ，张万绪
（ 北大学信息科学与技术 学院，西安 ７ ０ ２ ） 西 １ １７
摘
要： 根据 Ａ Ｓ Ｖ 标准和 Ｈ． ４ ２ 标准的特点，提出一种适 用于 Ａ Ｓ Ｈ２４ ６ Ｖ 向 ． 转码 的快速算法。该算法利用 Ａ Ｓ ６ Ｖ 标准 中帧间编码宏块 的分
Ｆａ ｔ ｇ ｒ ｔ ｓ ｏ ｉｈｍ ｏ Ａｌ ｆ ｒＡＶＳ Ｈ ． ４ Ｖｉ ｏ Ｔｒ ｎｓ ｏ ｉ — ２６ ｄｅ ａ ｃ ｄ ｎｇ
ＳＨ ＡＮ Ｇ ａ，ＺＨ ＡＮ Ｇ ａ ｘｕ Ｋ ｉ Ｗ ｎ－
（ｎｔｕｅｏ Ｉｆｒ ｔ ｎＳ ｉｎｅａｄＴ ｃｎ ｌｇ， ｒｈ ｓＵｎｖｒｉ ， ’ｎ７ ０ ２ ） Ｉｓｔｔ ｆｎｏｍａｉ ｃ ｃ ｎ ｅｈ ｏｏｙ Ｎｏｔｗｅｔ ｉｅｓｙ Ｘｉ １ １７ ｉ ｏ ｅ ｔ ａ
输入／ 出都是压缩数据 ， 输 转码后的压缩码流更能适应传输带
宽和接收端的要求 。
１ 转码器
在 传 统 级 联 式 像 素 域 转 码 器 （ ａｃｄ ｉｅ Ｄ ｍ ｉ Ｃ ｓａｅ Ｐｘ ｌ ｏ ａｎ
Ｔａ ｓｏ ｅ Ｐ Ｔ 中 ，解 码 器 和 编码 器 相 互独 立 ，用 此 类 转 ｒｎｃｄｒ ，Ｃ Ｄ ）
［ ｙ ｒ ｓ ｉｅ ａｓｏ ｉｇ Ｈ．６ ； ｄｏＶｄ ｏｃｄｎ ｔｎ ａｄＡ ）ｍｏ ｅ ｅｅｔ ｎ Ｋｅ ｄ ］ｖｄ ｏｔ ｎｃ ｄｎ ； ２４ Ａｕ ｉ ｉｅ ｏ ｉｇＳａｄ ｒ（ ＶＳ； ｄ ｌｃ ｏ ｗｏ ｒ ｓ ｉ
视频转码是对压缩视频流进行端到端 的处理 ，转码器的
２ 宏块分割模式
２ Ｈ ２４ ． ． 宏块分割模式 １ ６
在 Ｈ． ４的帧间编码 中采用宏块分割和亚分割的方法 ， ２ ６ 每个块可以按 １ｘ ６ ６ ８ × ６ ￣ ６ １、１ ￣ 、８ １ 、８ ８分割，在 ８ ８宏块 ￣ 划分模式中，还能进一步分割成 ８ ４ ￣ 、４ ４３ ｘ 、４ ８ ｘ 种模式 。 Ｊ Ｈ． ４的宏块分割模 式如 图 ３所示。 ２ ６