一种新型H.264/AVC多参考帧预测方法

姜 峰，姜 东，刘 芳

(中国科学院微电子研究所，北京100029)

H.264/AVC视频压缩标准与早期视频编码标准(如MPEG-4，H.263 等)相比，具有更优异的压缩性能［1-4］。H.264标准中采用了多种新技术提高编码效率，例如多参考帧预测、1/4像素精度的运动补偿、自适应环路去块滤波等。其中多参考帧的使用提高了最匹配编码块的搜索概率，因而对于整体编码效率的提升有很大贡献。几个参考帧共同用于运动估计和运动补偿，在编码端和解码端分别存储多个参考帧。根据码流中指定的存储管理操作在解码端重现编码端设置的参考帧，通过提高运动估计时最佳匹配的检索概率来提升压缩效率。

本文提出了一种新型多参考帧预测方法——基于扩展帧的多参考帧预测：根据已解码帧预测或插入一帧新的数据作为后续图像的参考帧。这样就提高了原始序列的时域分辨率，使后续编码图像和参考图像更加接近，进而提高了运动估计的精确性，提升了编码性能。

1 B帧直接预测模式

在 MPEG-4［5］，H.263［6］和 H.264/AVC 中，使用了时域直接(direct)模式来提高B帧图像的编码效率，时域直接模式不需要传输运动矢量，而是通过双向预测的后向参考帧的共同位置块得到运动矢量［7-9］。如图1，假设目标物体匀速运动，通过前向、后向参考帧中共同位置(co-located)块的运动矢量可以得到当前块的运动矢量，而不需要编码该运动矢量。用List0和List1来索引双向预测的参考帧。前向、后向运动矢量可以通过如下公式得到

图1 B帧图像的直接模式

因此，压缩比特流中不需要传输任何运动矢量的信息。……