H.264／AVC帧内预测模式选择的快速算法

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一种基于H.264／AVC的快速帧间模式选择算法

一
种基于Ｈ．６／Ｖ２４ＡＣ的快速帧间模式选择算法
辛丰，罗桂娥，欣荣杨
（ｉｆｇ０＠１３ｅｍ）ｘｎｅ３５６．ｏｎ
（中南大学信息科学与工程学院，沙４０８）长１０３
摘
要：了解决帧间模式选择计算量大的问题，出了一种快速算法。算法利用编码模式的利用率信息和时为提
空相关性来预先判定当前宏块最可能的编码模式，而大大加快了模式选择的过程。算法缩小了候选模式的范围，从并采用阈值来提高预测准确度。仿真结果表明，该算法在编码质量只有轻微下降的情况下明显降低了计算复杂度。关键词：２４ＡＣ标准；Ｈ．６／Ｖ率失真优化；快速模式选择；阂值；时空相关性
ｏｌｌｈｌｅｒａｅ．ｎｙｓｉｔｄｃｅｓｄｇｙ
Ｋｅｏｄ：Ｈ．６／Ｖｔｎａｄａｅｄｓｒｏｐｉｉｔｎ（Ｄ）ａｔｄｅｉｏ；ｔｒｓｏｄｐｔ — ｍｏａｙｗｒｓ２４ＡＣｓｄｒ；ｒｔｉｏｔｎｏｔｚｉａｔｉｍａｏＲＯ；ｆｅｄｃｉｈｅｈｌ；ｓａｏｔｐｒｌｓｍｏｓｎｉｅ
ｐｐｓ．ｈｒｏｄａｏｔｔｚｅａｏｔｎｉｏａｏｏｉｏｅａｄｓｔ— ｍｏｌｏｅｔｎｔｊｇｒｏｄＴｅｏｓｌｒｈｕｌｅｔｄｐｏｆｍｔｎｏｃｄｇｍｄｎｐｉｔｐｒｒｌｉｄｅｏｅｐｐｅｇｉｍｉｄｈｉｉｎｒｉｆｎａｏｅａｃｒａｏｏｕ

适用于H.264／AVC的快速帧内预测算法

１引言
模式帧内预测算法，进一步提高了Ｉ帧的压缩效率ＨＪ．
但是，在提高Ｉ帧压缩性能的同时，时间开销非常大，实随着网络技术和多媒体技术的发展，视频压缩技术用的机载、车载和手持式等视频应用都是计算资源有限的系统，加上应用的实时性需求，必须在选用包括帧内在可视电话、视频监控、高清电视和数字影院等领域得到了广泛应用．压缩比率高，恢复图像质量好和计算复预测在内的高级压缩技术时尽可能地采用或研究相应杂度低是上述应用对视频压缩的技术要求．国际电信联的快速算法．文献［］６直接利用空域的特征，根据边界方向直方盟（ＵＩ）和国际标准化组织（ＯＴＩ）相继制定了一系列视Ｓ
ｉｄｃｌｕａｏｓｕｃ．ｎｏｄｒｔｒｍｏｅｐｅｉｔｎｓｅｄａｆｓｗｒｄｃｏｇｒｈｉｐｏｏｅｉｈｓｌｃｐｒｐｉｔｔａｃｌｔｎｒｏｒｅＩｒｅｐｏｔｒｄｃｏｐｅ，ａｔｅｉｅｏｉｎｉａｐｅｉｔｎａｏｉｍｒｐｓｄｗｈｃｅｅｔｐｏｒｅｉｌｔｓａａｃｄｎｌｃｉｅｂｓｄｏｏｌｘｔｆｔｅｉｇ，ｓｎｕａｌｅｗｉｄｗｌｔｐｅｉｔｎｍｏｅｄｎｍｉａｙａｄｄｆｅａｏｉｇｂｏｋｓａｅｎｃｍｐｅｉｏｚｙｈｍａｅｕｅａｎｌｒｓｄｎｏｔｓｅｒｄｃｏｄｙａｃｌｎｅｎｉｏｅｃｉｌｉ

一种针对H.264／AVC中4×4块的快速帧内预测模式选择算法

（津大学天天津
韩建破
３０７）００２
摘
要：帧内预测模式计算量很大，确定一个ＭＢ的预测模式需要耗费上百种组合模式的ＲＤ代价，因此有必要研究
ＲＤ０模式下的快速帧内预测模式选择快速算法。本文提出了针对４ ×４块的帧内预测快速三步算法，用不同预测利方向问ＲＤ值的紧密联系可以有效找到最小值周围的预测方向，而跳过其他不可能的预测模式。此算法仅仅需要从检测６种模式，而全搜索算法为９模式。仿真结果显示，种该算法能够获得和全搜索相似的ＰＮＲ质量，Ｓ仅增加约１％
ｅａｎｎｄｓｉｓｅｄｏｄｓｉｈｕｌｓａｃｌｏｉｍ．Ｔｈｉｌｔｎｒｓｌｓｏｈｔｔｅａｇｒｔａｘｍｉｉｇ６ｍｏｅｎｔａｆ９ｍｏｅｎｔｅｆｌｅｒｈａｇｒｔｈｅｓｍｕａｉｅｕｔｈｗｓｔａｈｌｏｉｏｍｈｃｎｍａｎａｎｔｅｓｍｉｒＰＳｉｔｉｈｉｌＮＲｕｌｙａｎｔｅｆｌｓｒｈａｇｒｈｗｉｎｙａｏｔ１ｂｔｒｔｎｒａｉｇａｑａｉｓｉｈｕｌｅｃｌｏｉｍｔｏｌｂｕｔａｔｈｉａｅｉｃｅｓｎ．－
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电
ＥＬＥＣＴＲ０ＮＩＣ
子
测
量
技术
ＴＥＣＨＮ０ＬｏＧＹ
第３Ｏ卷第５期
２Байду номын сангаас ０７年５月

基于频域特征的H.264／AVC帧内编码模式快速预测

ｓｌｃｏｌｒｍｗｓｐｏｏｅ．ＩｃｃｌｔｅＤＴ（ｉｒｔｃｓｅｔｎｆｍ）ｃｅｉｉｔｆｅｔｎａｏｔａｒｐｓｄｔａｕａｓｔＣｅｉｇｉｈｌｅｈｄｃｅｅｏｉｒｓｒｓｎａｏｏｆｃｎｓｏｅｒ
到最佳的编码质量．然而，多个编码模式却使计算复杂度急剧增加，影响了对视频的实时编码．为了降低帧内预测的计算复杂度，产生了一些快速算法．这些算法可以分为两类：１第类通过下采样
（ｏｎｓｐｎ）ｄｗ．ｍｌｇ减少参与计算的像素点个数并结合提前停止策略降低计算复杂度，ａｉ如文献［，］第２类３４；通过预测最可能的几个编码模式减少参与计算的模式数量，降低计算复杂度，如文献［ — ］从目前文献５８．
Ｈ２４ＡＣ是ＩｕＴ和ＭＥ．６／ＶＴ．ＰＧ联合推出的最新视频编码标准．该标准中采用了许多新的编码工具提高编码器编码质量和压缩效率，其中之一就是在帧内预测编码时对亮度（，及色度分量（／）】）ＵＶ采用多种方向帧内编码模式 ¨２．．由于块编码模式的增多，个块都能在编码模式集合中找到最佳的编码模式以达】每
６．％ｏｖｒｇｔｏｔｓｃｆｉｇｔｅｐｃｕｅｑａｉｄｃｍｐｓｉｎｒｔ．７５ｎａｅａｅｗｉｕａｒｉｎｉｔｒｕｔａｏｒｓａｉｈｉｃｈｌｙｎｅｏｏＫｅｒｓｖｄｏｃｄｎｙｗｏｄ：ｉｅｏｉｇ；Ｈ．６／２４ＡＶＣ；ｉｔ — ｒｄｃｏｎｒｐｅｉｔｎ；ｆｑｅｃｏｉａｉｒｕｎｙｄｍａｎ；ｃａａｔｒｓｃｅｈｒｃｅｔｉｉ

H.264／AVC帧间预测快速模式选择优化算法

ｍａｉｍｉｓｖｎｒａ０ｘｍｕｔｍｅａｉｇｉｍｏｅｔｎ３％ａｄ１％，ｒｓｅｔｅｙｉｔｏｔｓｇｉｃｎｅｒｄｔｎｏｓａｕｌｄｉｃｅｓｓｈｎ０ｅｐｃｉｌ，ｗｈｕｉｎｆａｔｄｇａａｏｆｖｕｑａｉａｎｒａｅｖｉｉｉｌｙｔｎ
ＯｐｉｚｔｎａｇｒｔｍｆｆｓｄｅｉｉｎｆｒＨ．６／ｔｍｉａｉｌｏｉｏｈｏａｔｍｏｅｄｃｓｏｏ２４ＡＶＣｎｅ－ｒｄｃｉｎｉｔｒｐｅｉｔｏ
ＷＡＮＧｎ－ｉＬＵｏ — ｈｅｇＣＨＥＮＧｎｘｎＸｉｘｎ，Ｚｈｎｇｃｎ，Ｘｉ — ｉ
增加了编码复杂度。为了减小Ｈ．６／Ｖ２４ＡＣ的编码算法复杂度，出了一种快速的帧间模式选择算法。该算法采取提
的主要方法包括：ＫＰ模式早期终止；ＳＩ利用空时相关性，在候选模式范围内采取自适应阈值早期终止技术；断是否判
ｏｄｒｔｅｕｅｔｅｃｍｐｅｔ，ｔｉｐｐｒｐｏｏｅａｔｄｅｉｉｎａｇｒｔｍ．Ｔｅｍａｎｔｃｎｑｅｎｌｄ：ＳＩｄｅｒｅｏｒｄｃｈｏｌｘｙｈｓａｅｒｐｓｄａｆｓｅｄｃｓｏｌｏｉｉｍｏｈｈｉｅｈｉｕｓｉｃｕｅＫＰｍｏ
Ｈ．６／Ｖ２４ＡＣ帧间预测快速模式选择优化算法
王欣欣，陆中成，程欣欣
（华东理工大学信息科学与工程学院，上海２０３）０２７

一种快速H_264_AVC4_4块帧内预测模式选择算法

AFastIntraPredictionAlgorithm for4 ×4 BlocksinH.264 /AVC
HUABinjie, ZHANGYouhui, WANGZhiwei, CHENGHao, LIJinhong
(Dept.ofComputer, Mathematics＆ InformationScienceCollege, HebeiNormalUniversity, Shijiazhuang, 050016, China)
第 30卷第 4期 2009年 4月
微计算机应用 MICROCOMPUTERAPPLICATIONS
Vol.30 No.4 Apr.20 09
一种快速 H.264 /AVC4 ×4块帧内预测模式选择算法
滑斌杰张有会王志巍程浩李金红
(河北师范大学数学与信息科学学院计算机系石家庄 050016)
(a)为四灰度级 4 ×4图像 , 图 3(b)为灰度共生矩阵框架 , 图 3(c)～图 3(f)分别为四个方向的灰度共生矩阵。
图 3 4 ×4图像的灰度共生矩阵
2.2 从灰度共生矩阵引出的纹理特征量
为了对图像的纹理特征进行定量的描述 , 文献 [ 13] 提出逆差距 (IDM:InverseDifferenceMoment)特征Leabharlann 距值大 , 否则逆差距值小。
3 快速 4 ×4块预测模式选择算法据统计采用 Intra4 ×4预测模式的宏块最少占所有宏块的 70%[ 15] , 所以 , Intra4 ×4块模式选择算法的
(k-m =d, l-n=-d)or(k-m =-d, l-n=d),
(4)
I(k, l)=i, I(m, n) =j} P(i, j, d, 90o) = {((k, l), (m, n))∈ (Ly ×Lx)×(Ly ×Lx)

一种改进的快速H.264／AVC帧内预测Pan算法

Ｉｒｎｔａ
一
模式决策速度。关键词：２４ＡＨ．６／ＶＣ；内预测；ａ帧Ｐｎ算法；ＰＧ；ＭＥ视频编码
中图分类号：Ｐ７Ｔ３１４Ｔ３；Ｐ９．１
文献标识码：Ａ
ＩｐｒｖｄＰａａｇｒｔｍｏａｔｉｔａｒｄｃｉｎｉｍｏｅｎｌｏｉｈｆｒｆｓｎｒｐｅｉｔｏｎ
Ｈ．６／２４ＡＶＣｉｅｏｎｇｖｄｏｃｄｉ
ＴＩＡＮａ — ｏｇ，ＡＮ — ｅｇＸｉｏｄｎＴＩＹｕｐｎ
（ｏｅｅｆｕｍｔｎＮｎｎｎｅｉＡｒａｔｓｎｔｎｕｃｎＣｌｇＡｔａｏ，ａｇＵｉｒｔｏｅｎｕｃａｄｓｏａｔｓｌｏｏｉｉｆｖｓｙｆｏｉＡｒｉ，Ⅳ
Ｊｎｓ２０１，Ｃｉ）ｉｇｕ１６ｈａ０ａｎ
ＡｂｔａｔａｔＩｔａｒｄｃｉｎＰｎａｇｒｈｂｓｄｏｄｅｄｒｃｉｎｌｉｔｇａＷｍｐｏｅｎｔｉｐｐｒｈｌｃｓｒｃ：Ｆｓｎｒｐｅｉｔａｌｏｉｍａｅｎｅｇｉｅｔａｓｏｒｍａｉｒｖｄｉｈｓａｅ．Ｔｅｂｏｋｏｔｏｈｓ
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第２６卷第１Ｏ期２００６年１Ｏ月
文章编号：０１９８（０６１２８０１０ — ０１２０）０— ３３— ３
一
计算机应用
ＣｏｕｅｍｐｔｒＡｐｐｉａｉｎｌｃｔｓｏ

基于纹理特征的H.264／AVC帧内预测模式快速选择算法

文章编号：１００７ — １３０Ｘ（２０１３）０４ — ００８１ — ０６
基于纹理特征的Ｈ．２６４／ＡＶＣ帧内预测模式快速选择算法
张小红，张媛
（江西理工大学信息工程学院，江西赣州３４１０００）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｒａ — ｆｒａｍｅｅｎｃｏｄｉｎｇｉｎＨ．２６４／ＡＶＣｖｉｄｅｏｓｔａｎｄａｒｄｕｓｕａｌｌｙａｄｏｐｔｓＲａｔｅＤｉｓｔｏｒｔｉｏｎＯｐｔｉ —
ｍｉｚａｔｉｏｎ（ＲＤＯ）ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．Ｂｙｃｏｍｐｕｔｉｎｇａｌｌｐｏｓｓｉｂｌｅｃｏｄｉｎｇｍｏｄｅｓ，ｔｈｅｏｎｅｗｈｉｃｈｈａｓｔｈｅｌｏｗｅｓｔｃＯＳｔｏｆｒａｔｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｉｓｓｅｌｅｃｔｅｄａｓｔｈｅｂｅｓｔｍｏｄｅ．ＴｈｅＲＤＯｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｅｒｒｏｒｒｅｓｉｌｉｅｎｃｅｏｆｅｎｃｏｄｉｎｇｗｈｉｌｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙａｎｄｓｅａｒｃｈｔｉｍｅｏｆｔｈｅｅｎｃｏｄｉｎｇ．Ｔｈｅｒｅｓｉｄｕ — ａ１ｖａｌｕｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔａｎｄｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ４× ４ｂｌｏｃｋｉＳｃａｌｃｕｌａｔｅｄｉｎｔｈｅｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｓｏｆａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｉｎｔｒａ — ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ．Ｉｆｔｈｅｖａｌｕｅｉ８ｓｍａｌｌｅｒｔｈａｎａｃｅｒｔａｉｎｔｈｒｅｓｈｏｌｄｔｈｅｍａｃｒｏｂｌｏｃｋｃｏｄｉｎｇｃａｎｂｅｅｎｄｅｄｉｎａｄｖａｎｃｅ．Ｃｏｎｖｅｒｓｅｌｙ，ａｆａｓｔ４× ４ｉｎｔｒａ — ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂｙ

H.264中SKIP和帧内模式的快速判断算法

H.264中SKIP和帧内模式的快速判断算法H.264中SKIP和帧内模式的快速判断算法摘要：随着多媒体数据的广泛应用，H.264编码标准成为了当前最为先进的视频压缩标准之一。

其中，SKIP和帧内模式是H.264编码过程中非常重要且常用的两种模式。

本文针对H.264编码中SKIP和帧内模式的快速判断算法进行了研究和分析，并提出了一种基于特征优化的算法，以提高编码效率和降低计算复杂度。

1. 引言随着网络带宽的提升和移动设备的普及，人们对于高质量视频的需求日益增长。

为了满足这一需求，H.264编码标准应运而生。

H.264通过采用多种编码策略和技术，实现了卓越的压缩性能和视频质量，成为当前最为先进和广泛应用的视频压缩标准之一。

2. H.264编码中的SKIP和帧内模式SKIP和帧内模式是H.264编码中两种常用且重要的模式。

SKIP模式用于跳过对当前宏块的编码过程，直接将参考帧中的宏块进行复制。

这种模式适用于宏块中没有明显运动或者运动矢量难以获取的情况，能够有效地降低编码复杂度。

而帧内模式则是对当前宏块进行帧内预测，通过分析当前宏块周围的像素值来预测当前宏块的像素值，从而实现高效的编码。

3. SKIP和帧内模式快速判断算法在H.264编码中，为了选择合适的编码模式，需要对每个宏块进行判断和选择。

然而，传统的判断方法往往需要较高的计算复杂度，降低了编码效率。

因此，提出一种快速判断算法对于提高编码效率和降低计算复杂度具有重要意义。

3.1 特征提取在提出的算法中，首先对每个宏块进行特征提取。

通过分析宏块中像素的变化情况、纹理复杂度和运动矢量的大小等特征，可以有效地判断宏块适合使用SKIP模式还是帧内模式。

3.2 特征优化在特征提取的基础上，进一步对提取的特征进行优化。

通过对特征进行加权和标准化处理，可以得到更加准确和可靠的判断结果。

同时，可以根据编码的实际需求和场景对特征进行灵活调整，以提高算法的适用性和鲁棒性。

H.264／AVC帧内预测模式不同快速算法的分析

复杂度。由于Ｈ．６／２４ＡＶＣ支持的帧内预测模式很多，为了确定一个宏块ＭＢ（ｃｏｌｃ）Ｍａｒｂｏｋ的帧内预测模式，
Ｈ．６２４的亮度帧内预测方式分别是基于１ ×１６６
和４ ×４两种不同块尺寸进行。对４ ×４亮度块提供了
化）式获得编码的性能提高，这是以高计算复杂度为代价的。为了解决这个问题，先对Ｈ．６／ＶＣ的帧内预测算法模但首２４Ａ
进行研究，随后对不同快速算法进行分析，明其都以不同方式大幅度提高了Ｈ．６／Ｃ帧内预测的速度，时保持了较证２４ＡＶ同高的预测精度和主观图像质量。
关键词：２４视频编码；测编码；内预测；失真优化Ｈ．６；预帧率
中图分类号：Ｐ１．Ｔ９９８
文献标识码：Ｂ
文章编号：０４— ７Ｘ（０８２ —１３４１０３３２０）３０一Ｏ
ＲｅｅｒｈｏｆｅｅｔＦａｔＡｌｏｉｈｏ．６ｎｒｓａｃｆＤｉｆｒｎｓｇｒｔｍｆｒＨ２４Ｉｔａ— ｐｅｉｔｏｒｄｃｉｎ
ＣＡＩＦｎｐｎＨＵＡＮＧｉ，ＵＡＮＧｈｔｎａｇｉｇ，ＪｎＨＳｉａ
（ｎＭｉｒＸｉｃｏ—ｅｅｔｏｉＴｅｈｏｏｙＲｅｅｒｈＩｓｉｔ，ｎ，１０５ＣｉａａｌｃｒｎｃｃｎｌｇｓａｃｔｕｅＸｉｎｔａ７０７，ｈｎ）

基于兰氏距离的H.264／AVC帧内快速算法

ｔｐｆｍａｒｂｏｋａｄｔｅｂｓｍｏｅｉｓｌｃｅｒｍｎｒ４４ａｄＩｔ１ｘ１．ＦｒｔｅＩｔ４４Ｃｎｅｒｉａｃｓｕｅｏｙｅｏｃｏｌｃ，ｎｈｅｔｄｓｅｅｔｄｆｏＩｔａｘｎｎｒ６６ａｏｈｎｒ￣，ａｂｒａｄｓｎｅｉｓｄｔａｔ
Ｂｇｎｄｏｉｔｖｅｉｌｉ
文章编号：０２８９（０００ — ０９０１０ — ６２２１）２０１— ３
基于兰氏距离的Ｈ．４Ｖ２／Ｃ帧内６Ａ快速算法术
霍利岭，张有会，志巍，王杨会云，赵金
（北师范大学数学与信息科学学院，北石家庄００１）河河５０６
＿
＿
实验结果表明，提算法在峰值信噪比（ＳＲ）码率变化不大的情况下，著地提高了编码速度。所ＰＮ和显
【关键词】Ｈ．４ＡＣ；２／Ｖ帧内预测；６纹理特征；兰氏距离【中图分类号】Ｔ９９８Ｎ１．１【文献标识码】Ａ
＿＿＿
ｅｔｃｈｉｃｉｎｏｅｔｒｎｏｓｌｃｈｅｔｍｏｅｏｎｒｘ．ＥｘｅｍｅｔｌｒｓｌｈｗｔａｈｒｐｓｄａｇｒｔｍａｘｒｔｔｅｄｒｔｆｔｘｕｅａｄｔｅｅｔｔｅｂｓａｅｏｄｆＩｔ４４ａｐｒｎａｅｕｔｓｏｈｔｔｅｐｏｏｅｌｏｈｃｎｉｓｉ

基于H.264／AVC的帧内4×4预测模式快速选择算法

图中９种预测模式描述如下：模式０：直预测模式，据Ａ、Ｃ、像素垂垂根Ｂ、Ｄ
直推出相应像素值；
模式１水平预测模式，据ＩＪＫ、：根、、Ｌ像素水平
收稿日期：０－－２２１０１１６作者简介：周
基金项目：国家自然科学基金（００００）６９２１１与教育部新世纪优秀人才支持计划（ＣＴ１－８４资助ＮＥ一１２）０
西
北
工
业
大
学
学
报
第３０卷
基于Ｈ．６／Ｖ２４ＡＣ的帧内４× ４预测模式快速选择算法
周巍，周欣，哲民段
（西北工业大学电子信息学院，陕西西安７０７）１０２
摘
要：Ｈ．６／Ｖ在２４ＡＣ视频编解码标准中，内预测利用周围像素预测当前块来降低空间冗余。帧能极
基于公式（）各种候选模式的特点来对整数变换２及进行优化＿。４Ｊ
大地提高Ｈ２４ＡＣ的编码效率。然而，内预测的４× ．６／Ｖ帧４预测有９种模式，为选出最佳模式，全搜
索算法需要花费极大的计算量。为了降低帧内预测的复杂度，文章结合９种预测模式的各自特点和
整数变换的线性性质，出一种适用于Ｈ２４ＡＣ帧内４× 提．６／Ｖ４模式选择的快速变换和量化算法来减少对应模式变换和量化操作步骤的计算量。实验结果表明，化算法可以有效地减少整数变换和量优

基于帧内／帧间模式选择相关性的H.264／AVC快速帧内模式选择算法

的档次有：
（）用全搜索算法的测试结果（）用快速帧间预测算法的测试结果ａ使ｂ使
图１Ｈ．６／Ｖ２４ＡＣ各模块的运 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 时间分布
移动应用这类计算资源有限的低端应用。
（）２主要档次（ｉｒｆｅ：计用于数字广播和数Ｍａｎｐｏｉ）设ｌ
帧间预测算法时，２４ＡＶＣ各模块所需时间与总用时Ｈ．６／
的百分比。结果显示，帧间预测模块相比，帧内预测与在模式上耗费的时间更多。因此，必要开发一种帧内模式有
选择算法以降低相应的计算时间。
第１卷第４ｌ期
软件导刊
ＳｏｔｒｆｗａｅＧｕｉｅｄ
ＶＯ１ｌＮ０．１４
ＡＤ．Ｏｌｒ２２
基于帧内／贞间模式选择相关性的巾Ｈ．６ＡＶＣ快速帧内模式选择算法２４／
何宝
（南师范大学，东广州５０３）华广１６１
０引言
Ｈ．６／２４ＡＶＣ是由ＩＴＵ— ＴＶＣＥ的联合视频小组Ｇ（ＶＴ）ＩＯ／ＥＪ和ＳＩＣ的移动图像专家组（ＥＧ）发的视ＭＰ开频编码标准。和之前的标准如ＭＰＧ２相比，标准在获Ｅ该得相同视觉质量的同时，来了更好的视频编码效率，带节省近５的码率。由于标准中引入了诸如旨在降低空间Ｏ和时间冗余的帧内和帧间预测等诸多特性，带来了较高也

H.264／AVC帧内4×4块预测模式选择算法研究

明，算法缩小了模式搜索范围，而大幅度降低帧内预测的复杂度，该从并且基本保持了Ｈ．６／Ｖ２４ＡＣ的编码性能，同时对空间变化较快的视频序列算法性能更为有效。
关键词：２４ＡＣ视频编码；失真优化；内预测Ｈ．６／Ｖ；率帧中图分类号：Ｎ１．１Ｔ９９８文献标识码：Ａ文章编号：６３８５２０）５０４－１７ —２Ｘ（０８０－５９０４
＿
ｍａｎｔｎａｃｏｉｇｅｃｅｃ．Ｈｏｅｅ，Ｈ．６／ｉｏｅｈｎｅｃｄｎｆｉｎｙｉｗｖｒ２４ＡＶＣｉｃｅｓｓｐｅｉｔｎｃｍｐｅｉｒｓｃｌｅａｓｆｑｉｎｒａｅｒｄｃｉｏｌｘｔｄａｔａｌｂｃｕｅｏｕｔａｏｙｉｙｅｆｗｉｔａｆａｒｄｃｉｎｍｏｅ．Ａｆｒｎｌｚｎｔｆａｒｄｃｉｎａｇｒｈ．ａｎｗｉｔ４ ×４ｍｏｅｓｌｃｉｎａｇ — ｅｎｒｒｍｅｐｅｉｔｄｓｏｔａｙｉｇｉｒｒｍｅｐｅｉｔｌｏｉｍｅａｎａｏｔｅｒｎａｄｅｅｔｌｏｏ
（ｈｎｑｎｎｖｒｉｆｏｔａｄＴｌｏｕｉａｏｓＣｏｇｉｇ００５．．ｈｎ）ＣｏｇｉｇＵｉｅｓｙｏｓｎｅｅｍｍｎｃｔｎ，ｈｎｑｎ０６，ＰＲＣｉａｔＰｓｃｉ４
ＡｂｔａｔＨ．６／Ａｓｔｅｎｗｓｉｅｏｉｇｓａｄｒｓｒｃ：２４ＶＣｉｈｅｅｔｄｏｃｄｎｔｎａｄ，ａｄｉｅｌｙｄｉｔａｆａｒｄｃｉｎｔｃｎｑｅｉｐｃｏｖｎｔｍｐｏｅｎｒｒｍｅｐｅｉｔｅｈｉｕｎｓａｅｄ — ｏ

一种基于H.264／AVC的多参考帧快速选择算法

关联性。
代视频编码国际标准，与其他标准相比有非常好的性能，主要有三方面的原因：）Ｉ可变块大小；）２编码中率失真优化；）３
一
多参考帧的应用。以前的视频编码标准如ＭＰＧ４和Ｈ．６Ｅ－２３
这些块模式的运动估计和参考帧选择是以ＲＯ为判断Ｄ
等都只支持一个参考帧预测。１．６４２４不同予以前的标准，采
依据，式（）示。除了这些块模式外，Ｐ帧还支持如公１所在
ＳＩＫＰ模式和帧间预测模式。
ＪＲＦ，ＲＦ（Ｅｍ（Ｅ）ｌ入肿删）＝Ｓ（）（，（ＥＡＴＤｓｃＲＦ，ｍ（Ｅ））＋Ａ０（ｍ（ＥＲＦ）脚订Ⅳ （ＲＦ）一Ｐ（Ｅ）ＲＦ）＋Ｒ（Ｅ）ＲＦ）（）１
维普资讯 ຫໍສະໝຸດ 第２７卷第２期２００７年２月
文章编号：０１９８（０７００５０１０ — ０１２０）２— ３８— ２
一
计算机应用
ＣｏｍｐｕｅｐｉａｉｎｓｔｒＡｐｌｃｔｏ
Ｖｏ．７Ｎｏ２１２．
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｈ．６／２４ＡＶＣｔｅｌｔｒｆｒｎｅｆａｓｔｎａｃｈｏｉｇｅｆｉｎｙａｄｔｅｑａｔｙｏｎｒａｅＬＳｍｕｉｅｅｅｃｒｍｅｏｅｈｎｅｔｅｃｄｎｆｃｅｃ；ｎｕｉｆｉｃｅｓｄＳ＇．．ｉｈｎｔｃｍｐｔｔｎｉｎａｌｒｐｒｏａｏｔｅｎｍｂｒｏｆｒｎｅｆａｓｏｕａｏｓｌｅｒｐｏｏｔｎｌｕｅｆｒｅｅｃｍｅ．Ｏｎｔｅｓｕｙｏｅｍｕｔｍａｒ－ｌｃｔｎｅｔｔｎｉｉｙｉｔｈｅｒｈｔｄｆｔｌ－ｃｏｂｏｋｍｏｉｓｉｉｈｉｏｍａｏｏ２４ｓａｄｒ．ａｌｗｃｒｐｅｉｄｆｓｍｕｔｆｍｅｓｌｃｏｔｏＳｐｐｓｄｆＨ．６ｔｎａｄ－ｏｘｔａａｔｌｉｒｏｎｌｙｎ－ａｅｅｔｎｍｅｈｄＷａｒｏｅ．ｉｏｅｅｐｒｎａｅｕｔｓｏａｘｅｉｍｅｔｌｒｓｓｈｗｔｔｌｈ

一种基于H.264／AVC的帧内预测模式选择快速算法

一
代视频编码标准。Ｈ．６／Ｃ自从发布以来，引起了人２４ＡＶ就
们极大的关注。和以往的编码标准如ＭＰＧ一２ＭＰＧ一４Ｅ、Ｅ、Ｈ．６等相比，编码效率、２３其图像质量以及网络适应性能都有
（ｖｎｉｕｅＥｐｒｓＧｏｐ运动图像专家组）ＩＵ —ＴＭｏｉｇＰｃｒｘｅｔｒｕｔ和ＴＶＣＧ（ｉｅｏｉｇＥｐｒｓＧｏｐ视频编码专家组）合ＥＶｄｏＣｄｎｘｅｔｒｕ联组成的ＪＴ（ｏｎＶｄｏＴａ联合视频专家组）提出的新ＶＪｉｔｉｅｅｍ所
了编码效率。Ｈ．６／Ｃ支持的帧内预测模式有很多种，２４ＡＶ为此，确定一个宏块的最佳帧内编码方案，得最小的码率和要获最高的ＰＮ要计算５２组合下模式的率失真代价（Ｄ— ＳＲ，９种ＲＣｓ）ｏｔ。显然，种对所有模式进行的穷举搜索会对计算性能这
造成很大影响。
ｌａｂＣｄ
Ｊｆｇｅｈ
Ｋ１Ｊｋｌ ● ●
关键词；２４ＡＨ．６／ＶＣ；内预测；式选择ＦＥｔ帧模Ｒｘ
中圈分类号：３１ＴＰ９
文献标识码：Ａ
１引言
Ｈ．６／ＶＣ诞生于２０２４Ａ０３年５月，是由Ｉ０／ＥＥ它ＳＩＣＭＰＧ

一种基于4×4子块特征的H.264／AVC快速帧内预测算法

关键词。Ｈ．４ＡＣ；视频编码；帧内预测；子块预测２／Ｖ６
中图分类号；Ｔ３１Ｐ９
文献标识码：Ａ
１引言
Ｈ．６／２４ＡＶＣ是由ＩＯ／ＣＭＰＧ和ＩＵＴＶＣＥ共同建立的联合视频工作组（ｏｎｄｏＴａＳＩＥＥＴ — ＧＪｉｔｅｅｍ，Ｖｉ简称Ｊ）制定的，它是一个面向未来ＩＶＴＰ和无线环境下的视频压缩标准，其在视频压缩效率方面比目前所有的视频压缩标准都有显著的提高 ¨ 。Ｈ．６／ＶＣ采用了传统的基于宏块和运动补偿的方案，Ｊ２４Ａ继
ＶＯ．２１１
Ｎｏ．４
Ａｕｕｔ２０ｇｓ，０７
一
种基于４４子块特征的Ｈ２４ＡＣ快速帧Ｉｘ．６／ＶＸ］
谢晶，贾克斌
算法
（北京工业大学电子信息与控制工程学院，北京１０２）００２
收藕日期ｔ０６０ —８２０ —５０修订日期：２０ —６２０６０ —８
ｌ
司模式Ｈ：．
图１Ｈ．６／ＶＣ编码器结构框图２４Ａ
基金项目ｔ北京市自然科学基金资助项目（０２０）；北京市教委重点资助项目（Ｚ０４０００４４６０５Ｋ２０１０５０）
ｉＳｏ１．
Ｉｒ
Ｉ◆
Ｉ量，反化Ｉ反ＤＴｃＩ

一种基于自相关法的H.264／AVC高效帧内预测算法

１引言
目前最新的视频编码标准是由ＩＯ和Ｉｕ建立的联ＳＴ
择最佳模式；文献［，］６７也对帧内预测算法做了研究．
本文将利用直方图和自相关的方法。代Ｈ２４取．６１ＡＣ原有的判断宏块编码模式的方法，接从两种预测Ｖ直模式中选取一种，而避免对每一个宏块都做两种模式的从
ＡｂｔａｔＨ．６１ｓｒｃ：２４ＡＶＣｓｔｅｎｗｅｔｖｄｏｃｄｎｔｎ￣ｄｗｉｉｈｃｍｐｅｓｏｆｃｅｃ．ｃｕｅｉｗｉｉｈｅｓｉｅｏｉｇｓｄｔｈｇｏｒｓｉｎｅｉｎｙＢｅａｓｔｌａｈｉｌ
（ｃｏｌ，ｌｃｏｉｆｒａｉｎ＆Ｃｎｒｌｎｉｅｒｇ，ｅｉｇｕｉｅｓｙＤｅｈｏｏｙＢｉｎ００２ＣｉａＳｈｏＥｅｔｎｃＩｏｍｔＤｒｎｏｏｔｇｎｅｉＢｉｎｎｖｒｉ，ｔｃｎｌｇ，ｅｉｇ１０２，ｈｎ）ｏＥｎｊｔｊ
预测，提高编码速度．
合视频工作组（ｏｔＶｄｏＴａ简称 ⅣＴ）定的Ｊｉｉｅｍ，ｎｅ制
Ｈ２４ＡＣ其在视频压缩效率方面比目前所有的视频压．６／Ｖ．缩标准都有显著的提高．
本文第二部分介绍Ｈ２４ＡＣ的帧内预测算法；．６／Ｖ第三部分详细介绍改进算法的思路及方法；第四部分给出了实验结果并进行了分析：最后为总结．
ｄｎｍｏｅ．Ｉｒｆｒ．ｏｉｇｔｍｅｃｌｂｄｃｒｍａｉａｌ．ｐｒｍｅｔｌｒｓｌｈｗａｅｃｍｐｅｓｏｍｅｏｏｄｓＴＩｅｏｅｃｄｎｅｉａｌｅｒｕｅｄａｔｌｙＥｘｅｉｎａｅｕｔｓｏｔｔｔｏｒｓｉｎｔｆｅｄｃｓｈｈｉ

基于H.264／AVC的快速帧内预测模式决策方法

Ｚｈｎｇｚｅｈｏｕ，４０５５０２，Ｃｈｉａ；ｎ
２．ＳｈｏｆＥｌｃｒｎｃｎｎｏｍａｉｎ，ＮｏｔｗｅｔｒｌｔｃｎｃｌｃｏｌｅｔｏｉｓａｄＩｆｒｔｏｏｒｈｓｅｎＰｏｙｅｈｉａＵｎｖｒｉｙｉｅｓｔ，Ｘｉａｎ，７０７，Ｃｈｎ）１０２ｉａ
￣ａｇＦｎｑｎ～，ＨｕｎｉｒｎｅｇｉａｇＭｎ，ＤｅｇＬｕ，ｎ，Ｌｉｈｎｊａ，Ｚｕｅ
（．ＣｏｌｇｆＣｍｐｔｒａｄＣｍｍｕｉａｉｎＥｎｉｅｒｎ１ｌｅｏｏｅｕｅｎｏｎｃｔｏｇｎｅｉｇ，ＺｅｇｈｕＩｓｉｕｅｏｉｈｎｕｔｙ，ｈｎｚｏｎｔｔｆＬｇｔＩｄｓｒｔ
Ｋｅｒｓｎｒｒｄｃｉｎ；ｐｅｉｔｎｍｏｅ；ｏｔｏｏａｒｎｏｍ；Ｈ．６／ｙｗｏｄ：ｉｔａｐｅｉｔｏｒｄｃｉｄｏｒｈｇｎｌａｆｒｔ２４ＡＶＣ
无法满足实时应用的需要。
引
言
为了降低Ｈ．６／ＶＣ帧内预测编码器复杂２４Ａ度，目前在不改变Ｈ．６／２４ＡＶＣ标准码流结构和维
摘要：了降低编解码复杂度，文在对不同方向纹理块变换域系数特性分析的基础上，出了一种简单有效的为本提快速帧内预测模式决策算法。根据二维正交变换系数特性确定的决策准则，可能性较小的部分预测模式在进将

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￣ｏｔｍｓｆｒｉｔａｐｅｉｔｎｍｏｅｄｃｓｎｗａｄｆｄｇｒｈｏｎｒ — ｒｄｃｏｄｅｉｏｓｍｏｉｅ．Ｔｈｘｅｍｅｔｌｅｕｔｓｏｔａｈｒｐｓｄ￣ｇｒｈａｎｒａｅｔｉｉｉｉｅｅｐｒｎａｒｓｌｈｗｈｔｔｅｐｏｏｅｉｓｏｔｍＣｉｃｅｓｉｎｈｅｓｅｄｏｔａｃｄｎｉｎｆａｔｔｅｌｉｌｌｓｏＮＳａｄａｆｗｃｅｓｆｂｔａｅｐｅｆｎｒｏｉｇｓｉｃｎｙｗｉｎｇｉｂｅｏｓｆｉｇｉｌｈｇＰＲｎｅｉｒａｅｏｉｒｔ．ｎｅＫｅｒｓＨ．６；ｎｒｒｄｃｉｎｍｏｅｓｌｃ；ｎｅｅｒｎｆｒｙｗｏｄ：２４ｉｔａｐｅｉｔ；ｄｅｅｔｉｔｇｒａｓｍｏｔｏ
Ａｂｓｒｔｎｔａｒｄｉｔｏｓａｍｐｏｔｎｅｔｅｉｔｅｎｅ．２ｄｏｃｄｉｔｎｄａｄ，ｗｈｃａｓｄｔｏｍｐｅｓｏａｏ，ｂｎｔａｃ：ｌｒ —ｐｅｃｉｎｉｎｉｒａｔｆａｕｒｎｈｗＨ６４ｖｉｅｏｎｇｓａｒｉｈｒｉｅｈｅｃｒｓｉｎｒｔｉｕｔｉ— ６１ｅｃｉｎｍｄｅＢａｅｃｅｓｈｏｕｉｇｃｍｐｅｉｓｗｅ．ｎｒ～ｐｅｉｔｎｃｄｎｃｕｅｎｒ＿ｘｎｎｒ１ｒａｅｔｅｃｍｐｔｏｌｘｔａｎｙｌＩｔ１ａｒｄｃｏｏｉｇｉｌｄｓ９Ｉｔ４４ａｄ４Ｉｔｉｎａａ６ｘｌ３ｐｒｄｉｔｏｏｓ．ｓｄｏｎ
＿
ｔｎａｙｉｏｈｅｆａｒｓｏｎｒ４￣４ａｄｎｔａ１ｘ１，ａｔｒｓｏｄａｄＩｔｇｒＴｒｓｒｓｐｏｏｅＯｓｖｏｈｅａｌｓｓｆｔｅｔｅｆＩｔａｕｎＩｒ６６ｈｅｈｌｎｎｅｅａｆｍｗａｒｐｓｄｔａｅｃｍｐｔｔｎｎｏｕａｏ．Ｔｅ，ｔｅｉｈｎｈ
摘要：２４频编解码标准中，内预测是很重要的一部分，显著提高了压缩率，增加了计算复杂性。Ｈ．４帧内预测编码包Ｈ．视６帧它但２６
括９种Ｉｔ４４和４种Ｉｔ６１ｎｒｘａｎｒ１ｘ６的共１ａ３种预测模式，分析当前帧内预测模式快速算法的基础上，出设置阈值与变换域相在提
ＩＳＳＮ１０ — ０４０９３４
Ｅｍａｌｅｕ＠ＣＣ．ｅ．ｎ — ｉｄｆＣＣｎｔ：ｃ
ＣｍｐｔＫｏｌｇＡｄＴｃｎｌｙ电脑知识与技术ｏｕｅｎｗｅｅｎｅｈｏｇｒｄｏ
Ｖｏ．，．Ｄｅｅｅ０８ＰＰ１０－１１１４１Ｎｏ７，ｃｍｂｒ２０，．７９７０，７４４
ＧＯＮＧＢａｏ—ｆｕ．ＨＵｏＣｈｕｎ～ｂａ．ＺＨＡＮＧａｇｏＹｎ
（ｆｒｔｎＳｉｃＩｏｍａｏｃｎｅ＆ＥｇｅｒｇＣＨｇ，ｉｎｎｉｅｓｙｏＴｃｎｌｇ，ｉｚｏ２０１ＣｉａｎｉｅｎｉｅｎｏｅｅＬａｉｇＵｎｖｒｔｆｅｈｏｏｙＪｈｕ１１０，ｈｎ）ｎｉｏｉｎ
关键词：２４帧内预测；式选择：Ｈ．；６模变换域中图分类号：ＰｌＴ３１文献标识码：Ａ文章编号：０９３４０８３一７９０１０ — ０４２０）４０一２，（１
ＦｓｏｅＳｌｃｖｇｒｔｍｆＩｔａＰｅｉｔｏｏ２４ＡＶＣａｔＭｄｅｅｔｅＡｌｏｉｉｈｏｎｒｒｄｃｎｆｒＨ．６／ｉ
１引言
Ｈ－４是ＩＵ— （２６ＴＴ国际电信联盟）ＶＥＶｄｏＣｄｘｅｔｒｕ）ＩＯ（的ＣＧ（ｉｅｏｅＥｐｒＧｏｐ和Ｓ国际标准化组织）ＭＰＧ（ｔｎＰｃｕｅＥｐｒ的ＥＭｏｏｉｒｘｅｔｉｔＧｏｐ￣个国际标准化组织的视频编码专家组成的ＪＴｏｎＶｄｏＴａ）编码标准『与视频编码标准Ｈ２３相比，．４节约了ｒｕ）ＶＯｉｔｉｅｅｍ频ｌ＿。．６Ｈ２６５％的码率，且对网络传输具有更好的支持功能，有较强的抗误码特性，０而具可适应丢包率高、扰严重的无线信道中的视频传输。．干Ｈ２４标准中引入了帧内预测编码等新技术。Ｈ．４帧内预测编码充分利用图像的空间相关性，图像块周围的像素来进行帧内预测，６２６用并利用率失真优化（ａ — ｉｏｉｐｉｚｔｎ，Ｄ）术来进行最优帧内编码模式的选择，降低了空间冗余，高了视频编码的ＲｔＤｓｒｏＯｔａｏＲＯ技ｅｔｎｔｍｉｉ这提压缩效率。而，效的帧内预测编码也大大增加了编码器的计算复杂度。内预测编码模式选择的计算复杂度成为影响Ｈ．４编码然高帧２６速率，现实时性应用的瓶颈之一。为了满足实时视频通信的要求，使用快速算法，低帧内预测编码模式选择的运算复杂度。实须降本文在分析当前帧内预测模式快速算法的基础上，出设置提阈值与变换域相结合的方法来快速选择Ｉｔ＿６ｌ、ｔ＿ｘｎｒ１ｘ６Ｉｒ４４预ａｎｋ测模式的最优模式，以此对原算法进行了改进。并
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Ｔｅ：６— —５９０３５Ｏ９４ｌ＋８５５１６ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ９６６９６
Ｈ２４Ａ．６／ＶＣ帧内预测模式选择的快速算法
拱宝霍，扬富，春宝张
（宁工业大学信息科学与工程学院，宁锦州１１０）辽辽２０１
＿
结合的方法来快速选择Ｉｔ＿ｘ、ｔ＿６１ｎｒ４４Ｉｒ１ｘ６预测模式的最优模式，以此对原算法进行了改进。仿真实验表明，ａｎａ并改进的算法在保持ＰＮＲ和码率微小变化的情况下，算复杂度能明显降低。Ｓ计