对特定模式进行预判的H.264 帧间快速编码算法

刘鹏宇，何絮，贾克斌

(北京工业大学 电子信息与控制工程学院，北京100124)

H.264/AVC(以下简称H.264)是由国际电信联盟和国际标准化组织共同开发的新一代视频压缩标准，具有更高的压缩效率。它采用了最新的视频压缩技术，如1/4 像素精度运动估计、多参考帧与多模式的帧间预测，去块效应滤波器等，因此具有众多突出优点［1］: 对信道时延的适应性较强，既可工作于低时延模式，如会议电视，以满足实时业务; 又可工作于无时延限制的场合，如视频存储。在相同的重建图象质量下，不仅H.264 比H.263 +和MPEG-4 减小了约50%的码率［2］，同时将编码压缩效率提高了1 倍。

H.264 采用遍历的基于率失真代价最优模式选择算法，在获得较高编码效率的同时导致了编码计算量的急剧增加，其计算复杂度约为H.263 的4～5倍，是MPEG-4 的3 倍［3］，如此高的复杂度使得H.264很难直接应用于对实时性要求较高的场合。分析表明，在H.264 巨大的编码计算量中，帧间模式选择和运动估计约占据了编码开销的80%，因此对帧间预测编码进行优化，尤其重要。如何在不损失图像质量、无码率增加的前提下，优化帧间预测算法，提高H.264 的编码速度，已成为目前视频编码领域的重要研究方向之一。文献［4］提出利用离散余弦变换系数计算该块的能量，获得宏块的纹理复杂度并划分模式选择，优化效果较好，但在变换域嵌入优化编码，会影响算法通用性，需重新设计解码器;文献［5］提出了基于低运算复杂度视频的帧间预测快速算法，编码时间节省十分优异，不过在应用范围上还可以做进一步扩展; 文献［6］分析了选择帧间各模式的域值和参数设定，但在帧内模式判决方面还可以继续改进。……