專利名稱：基于快速模式判決的h.264/avc高效轉(zhuǎn)碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及H. 264/AVC (advanced video coding)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi) 的快速碼率轉(zhuǎn)碼方法，可用于實時多媒體傳輸及其它數(shù)據(jù)傳輸。
背景技術(shù)：
隨著移動通信技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)接入速度的飛速提升，移動終端日趨智能化， 以及數(shù)字壓縮技術(shù)的日益優(yōu)化，移動終端已從簡單的通信、聯(lián)絡(luò)工具，發(fā)展成為一個多媒體 智能平臺。與此同時，傳統(tǒng)的彩信、圖鈴下載等增值業(yè)務(wù)已無法滿足用戶的需求。移動流媒 體的出現(xiàn)將改變這種狀況，它能為用戶提供包括視頻點(diǎn)播、移動視頻聊天、移動視頻監(jiān)控等 服務(wù)。移動流媒體是移動通信和流媒體傳輸?shù)慕Y(jié)合，它通過移動網(wǎng)絡(luò)在移動終端上采用流 媒體技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。然而，移動終端的多樣性，無線網(wǎng)絡(luò)的波動性以及移動終端的處理 能力有限制約了移動流媒體的發(fā)展，需要研究相應(yīng)的技術(shù)來解決這些問題。碼率變換的視頻轉(zhuǎn)碼可以根據(jù)終端的處理能力以及網(wǎng)絡(luò)帶寬的條件，提供最合適 的視頻流，因此碼率變換是解決上述問題的關(guān)鍵技術(shù)。碼率轉(zhuǎn)換最直接的辦法是采用級聯(lián) 的全解全編轉(zhuǎn)碼器。它將解碼后的視頻流按目標(biāo)碼率進(jìn)行重新編碼，并且為了消除漂移誤 差引入了反饋環(huán)路從而能得到最佳的圖像質(zhì)量。但是完整的解碼和編碼過程具有極高的計 算復(fù)雜度，實用的轉(zhuǎn)碼結(jié)構(gòu)一般是在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上采取許多優(yōu)化措施，充分利用輸入 碼流信息，在保持視頻質(zhì)量下降不大的條件下，盡可能降低轉(zhuǎn)碼運(yùn)算復(fù)雜度。視頻碼率轉(zhuǎn)碼是視頻轉(zhuǎn)碼中最早研究的內(nèi)容，其目的是在保持低運(yùn)算復(fù)雜度和高 圖像質(zhì)量的基礎(chǔ)上實現(xiàn)壓縮視頻流的高碼率到低碼率的轉(zhuǎn)換，從而適應(yīng)不同信道帶寬。碼 率轉(zhuǎn)碼研究的重點(diǎn)集中在兩個方面一是如何減小系統(tǒng)的復(fù)雜度，二是如何在目標(biāo)壓縮碼 率下達(dá)到最高的圖像質(zhì)量。碼率轉(zhuǎn)碼最直接的方式是采用級聯(lián)式碼率變換轉(zhuǎn)碼器。參照圖1，它分為兩個部 分先由解碼器對輸入視頻流解碼，再由一個編碼器按照要求對解碼后的視頻進(jìn)行編碼。通 過將解碼后的視頻流按目標(biāo)碼率進(jìn)行重新編碼，從而能夠得到最佳的圖像質(zhì)量。該技術(shù)方 案實現(xiàn)時需要對輸入碼流進(jìn)行完全解碼，然后對解碼后圖像重新進(jìn)行運(yùn)動估計、編碼模式 判決等編碼操作，運(yùn)算復(fù)雜度高，不能滿足實時視頻轉(zhuǎn)碼要求，在實際視頻通信系統(tǒng)中對運(yùn) 算/存儲等資源的占用率很高，從而造成設(shè)備成本居高不下、實際推廣應(yīng)用困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的缺點(diǎn)，提出一種基于快速模式判決的 H. 264/AVC高效轉(zhuǎn)碼器，通過直接對宏塊模式進(jìn)行選擇和運(yùn)動矢量的細(xì)化的方法，簡化編碼 端模式判決和運(yùn)動估計操作，以降低轉(zhuǎn)碼運(yùn)算復(fù)雜度，滿足實時轉(zhuǎn)碼的要求。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的H. 264/AVC高效碼率轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)包括解碼器用于對H. 264/AVC視頻碼流解碼，得到宏塊模式、運(yùn)動信息、殘差圖像和 解碼幀圖像，并將宏塊模式、運(yùn)動信息和殘差圖像傳送給快速模式判決器，同時把解碼幀圖像傳送給編碼器；快速模式判決器用于根據(jù)解碼器送來的信息和編碼器送來的參考幀圖像對解碼 幀圖像進(jìn)行快速模式判決得到新的宏塊模式，并傳送給編碼器；編碼器用于根據(jù)快速模式判決器傳送的信息對解碼器送來的解碼幀圖像進(jìn)行編 碼，得到既定目標(biāo)碼率的H. 264/AVC壓縮碼流。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的H. 264/AVC高效碼率轉(zhuǎn)碼方法，包括如下步驟(1)對接收到的視頻碼流進(jìn)行解碼，得到解碼幀圖像F以及每一個宏塊的編碼模 式與運(yùn)動矢量、殘差塊矩陣三者之和，該解碼圖像作為當(dāng)前時刻的編碼幀；(2)判斷當(dāng)前編碼幀是否為I幀，如果是，則不參與快速轉(zhuǎn)碼，用JVT會議參考軟 件JM中的高復(fù)雜度RDO模式判決，計算當(dāng)前編碼幀每個宏塊的最佳幀內(nèi)宏塊模式，退出快 速模式判決；(3)判斷當(dāng)前編碼幀是否為第一個P幀，如果是，則不參與快速轉(zhuǎn)碼，轉(zhuǎn)到步驟 (4)，否則對當(dāng)前幀的每個宏塊執(zhí)行步驟(5)；(4)用JVT會議參考軟件JM中的高復(fù)雜度RDO模式判決和運(yùn)動搜素方法，計算當(dāng) 前編碼幀每個宏塊的最佳宏塊模式和運(yùn)動矢量，并對解碼幀圖像F進(jìn)行編碼，最后計算出 當(dāng)前幀最佳宏塊模式下的平均失真值，作為后續(xù)編碼幀的模式判決門限T，退出快速模式判 決；(5)計算當(dāng)前宏塊殘差系數(shù)和及平方和，分別用符號Σ Diffi和Σ Diffi2表示；(6)計算出當(dāng)前編碼幀的參考幀的平均絕對誤差MAD、均方誤差MSE和預(yù)測運(yùn)動矢 量；(7)如果當(dāng)前宏塊模式為幀內(nèi)模式或者SKIP模式，則直接復(fù)用當(dāng)前宏塊模式，記 為新的宏塊模式H，新的運(yùn)動矢量S為零，轉(zhuǎn)到步驟(9)；否則通過下式估計宏塊失真度D=E Diffi2+2 α *MAD* Σ Diffi+ β *MSE，
^v2dl+mv2dj其中~~?！?β = 16*16* α , mvdl + mvdj其中mVdi，mVdj為當(dāng)前解碼宏塊運(yùn)動矢量的兩個分量，‘，;^為當(dāng)前解碼幀所有 宏塊運(yùn)動矢量的兩個分量的平均值，根據(jù)估計的失真度D和模式判決門限T，選擇新的宏塊 模式H;(8)解碼宏塊運(yùn)動矢量和預(yù)測運(yùn)動矢量分別作為搜索起點(diǎn)，對當(dāng)前宏塊做小鉆型 搜索，得到新的運(yùn)動矢量S;(9)利用宏塊模式H和新的運(yùn)動矢量S，對解碼幀圖像F進(jìn)行編碼；(10)當(dāng)前幀編碼完成后，統(tǒng)計重構(gòu)幀和解碼幀的峰值信噪比，若與上一幀統(tǒng)計峰 值信噪比結(jié)果相差超過一個門限，則返回步驟(4)，否則，退出快速編碼。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1)本發(fā)明的快速模式判決系統(tǒng)由于采用了快速模式判決器，簡化了編碼器的運(yùn)動 矢量搜索和宏塊模式判決，使得編碼器的運(yùn)算量大為降低，節(jié)省編碼時間。2)本發(fā)明中的快速模式判決方法，由于充分利用解碼圖像和參考幀的圖像信 息、運(yùn)動矢量、宏塊編碼類型和殘差，直接進(jìn)行宏塊模式的選擇和運(yùn)動矢量的細(xì)化，簡化了 H. 264/AVC編碼器復(fù)雜的RDO模式判決、運(yùn)動估計的操作，在保持轉(zhuǎn)碼圖像質(zhì)量的情況下，
5極大地降低了轉(zhuǎn)碼運(yùn)算復(fù)雜度和和時間。


圖1是現(xiàn)有的H. 264/AVC像素域級聯(lián)全解全編轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)框圖；圖2是本發(fā)明H. 264/AVC高效碼率轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)框圖；圖3是本發(fā)明H. 264/AVC高效碼率轉(zhuǎn)碼方法流程圖。
具體實施例方式參照圖2，本發(fā)明的基于快速模式判決的H. 264/AVC高效碼率轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)，由解碼 器、快速模式判決器和編碼器三部分組成。其中解碼器用于對輸入的H. 264/AVC壓縮視頻碼流進(jìn)行解碼，并把宏塊模式信息和 運(yùn)動信息傳給快速模式判決器，同時把解碼圖像傳送給編碼器。解碼器主要由變長解碼器、 反量化、反變換、運(yùn)動補(bǔ)償和參考幀五個單元組成。其中變長解碼器、反量化和反變換三個 單元用來計算殘差圖像和解碼信息，運(yùn)動補(bǔ)償和參考幀兩個單元用來產(chǎn)生預(yù)測圖像。預(yù)測 圖像和殘差圖像相加得到解碼圖像?？焖倌Ｊ脚袥Q器利用解碼器得到的解碼幀圖像數(shù)據(jù)和編碼器參考幀圖像數(shù)據(jù)進(jìn) 行快速模式判決得到的宏塊模式，并傳送給編碼器。編碼器利用快速模式判決器得到的宏塊模式和運(yùn)動信息對解碼器解碼圖像進(jìn)行 編碼，輸出既定目標(biāo)碼率的H. 264/AVC壓縮碼流。編碼器由變換、量化、變長編碼器、運(yùn)動補(bǔ) 償、解碼環(huán)和反饋環(huán)六個單元組成。其中變換、量化、變長編碼器三個單元用來編碼殘差圖 像，運(yùn)動補(bǔ)償、解碼環(huán)和反饋環(huán)三個單元用來產(chǎn)生預(yù)測圖像，其中變長編碼器還用來編碼邊 信息，預(yù)測模式、量化參數(shù)、運(yùn)動矢量。本發(fā)明系統(tǒng)的工作原理如圖2所示解碼器對輸入的H. 264/AVC壓縮比特流通過 變長解碼器、反變換、反DCT變換后，得到殘差圖像像素值，并與運(yùn)動補(bǔ)償單元得到的預(yù)測 圖像相加得到解碼圖像，傳送至編碼器。同時變長解碼器將運(yùn)動信息傳送至快速模式判決 器和運(yùn)動補(bǔ)償單元，將解碼宏塊信息傳送至快速模式判決器。快速模式判決器利用解碼器 得到的解碼幀圖像和編碼器參考幀圖像進(jìn)行快速模式判決操作，并傳送至編碼器。編碼器 利用快速模式判決得到的宏塊模式和運(yùn)動矢量對解碼器輸出的解碼圖像進(jìn)行編碼。將解碼 圖像和編碼器運(yùn)動補(bǔ)償?shù)玫降念A(yù)測圖像相減得到的殘存圖像，然后進(jìn)行整數(shù)DCT變換、量 化和熵編碼，同時把解碼需要的邊信息，一起組成壓縮視頻碼流輸出。同時將量化系數(shù)通過 解碼環(huán)路、反饋環(huán)路得到重構(gòu)圖像，并且參考幀圖像數(shù)據(jù)傳送至快速模式判決器以供后續(xù) 幀快速模式判決使用。參照圖3，本發(fā)明的高效碼率轉(zhuǎn)碼方法步驟如下步驟1，對輸入的H. 264視頻壓縮碼進(jìn)行解碼，得到每個宏塊的編碼模式、運(yùn)動矢 量、殘差和解碼幀圖像。步驟2，判斷當(dāng)前編碼幀是否為I幀，如果是則采用JVT會議參考軟件JM的高復(fù)雜 RDO幀內(nèi)模式判決，退出快速轉(zhuǎn)碼。步驟3，判斷當(dāng)前編碼P幀在當(dāng)前的GOP里是否為第一個P幀，如果是則不參與快 速轉(zhuǎn)碼，轉(zhuǎn)到步驟4，否則對當(dāng)前P幀的每個宏塊執(zhí)行步驟5。
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步驟4，對當(dāng)前幀每個宏塊利用JVT會議參考軟件JM的RDO高復(fù)雜度模式判決和 運(yùn)動搜素計算模塊模式和運(yùn)動矢量，并且統(tǒng)計該幀最佳幀間宏塊模式下的失真平均值作為 后續(xù)編碼幀模式判決的門限Ti，i為枚舉類型可以為P16 X 16，P16 X 8，P8 X 16和P8 X 8四 種值，退出快速模式判決。步驟5，如果當(dāng)前宏塊模式為幀內(nèi)模式或者SKIP模式，則直接復(fù)用當(dāng)前宏塊模式， 記為新的宏塊模式H，新的運(yùn)動矢量S為零，轉(zhuǎn)到步驟(9)；否則通過下式估計宏塊失真值 其中α=> β = 16*16* α ,
mvdl+mvdj其中mvdi，mvdj為當(dāng)前解碼宏塊運(yùn)動矢量的兩個分量，‘，;^為當(dāng)前解碼幀所有 宏塊運(yùn)動矢量的兩個分量的平均值，根據(jù)估計的失真值D和模式判決門限T，選擇與Ti最接 近的幀間模式，并且根據(jù)輸入解碼宏塊模式對判決結(jié)果予以修正，如果判決結(jié)果模式比輸 入模式還要精細(xì)則直接復(fù)用輸入模式。步驟6，對當(dāng)前幀每個宏塊以輸入的解碼宏塊運(yùn)動矢量和預(yù)測運(yùn)動矢量為搜索起 點(diǎn)，做小鉆型搜素以細(xì)化運(yùn)動矢量，得到新的運(yùn)動矢量傳送至編碼器。步驟7，根據(jù)快速判決的新模式和新的運(yùn)動矢量對當(dāng)前宏塊進(jìn)行編碼。步驟8，當(dāng)前幀編碼后統(tǒng)計重構(gòu)幀和解碼幀的PSNR，若與上一幀統(tǒng)計PSNR結(jié)果相 差超過一個門限，則返回步驟3，否則退出。本發(fā)明的效果通過以下實驗進(jìn)一步說明1)實驗條件硬件環(huán)境=CPUIntel Pentium(R) 4，3. OGHZ，1. OG 內(nèi)存;軟件測試模型JMl2. 0 ；Profile :Baseline profile ；GOP 結(jié)構(gòu)IPPPP…;編碼幀數(shù)10，100;參考幀數(shù)目1;搜索范圍16像素；搜索精度1/4像素精度；RDO JVT會議參考軟件JM規(guī)定的高復(fù)雜度RDO ；參考序歹[J :akiyo> bridge-close> bidge-far> container^ flower> hall ；輸入碼流的源碼率為1024kbps，分辨率為352x288CIF格式，幀率30fps ；輸出碼流的目標(biāo)碼率為512kbps，分辨率為352x288CIF格式，幀率30fps。2)實驗內(nèi)容實驗1 統(tǒng)計各參考序列在上述實驗條件下采用級聯(lián)全解全編得到的第一個P幀的各最 佳幀間模式的平均失真值。實驗結(jié)果見表1。表1 最佳幀間模式的平均失真值 從表1可以看出，絕大部分序列在編完第一個P幀后得到最佳幀間模式大致可以 根據(jù)平均失真分為四類P16xl6，P8x8, P16x8與P8xl6，而且P8x8幀間模式的平均失真最 大，P16xl6幀間模式的最小，而P16x8與P8xl6介于兩者之間，說明可以根據(jù)宏塊失真作為 門限值有效的對宏塊模式進(jìn)行區(qū)分。實驗2 統(tǒng)計各參考序列在上述實驗條件下分別采用級聯(lián)全解全編方法和本發(fā)明提出的 基于快速模式判決的高效碼率轉(zhuǎn)碼方法，進(jìn)行轉(zhuǎn)碼10幀圖像，得到各模式的相匹配的比 例。各序列的實驗結(jié)果分別見表2 (a)、表2 (b)、表2 (C)、表2 (d)、表2 (e)和表2 (f)。表2 (a) :akiyo參考序列模式匹配比例 表2 (b) :bridge-close參考序列模式匹配比例 表2 (c) :bridge-far參考序列模式匹配比例 表2(d) :bridje-far參考序列模式匹配比例 表2 (e) :flower參考序列模式匹配比例 表2 (f) :hall參考序列模式匹配比例 從表2 (a)、表2(b)、表2 (C)、表2(d)、表2(e)和表2 (f)可以看出，用本發(fā)明提出 的基于快速模式判決得到的宏塊模式與級聯(lián)全解全編高復(fù)雜度RDO得到的宏塊模式相比 匹配比例可達(dá)到60% 80%，這有效的保證了高效轉(zhuǎn)碼的圖像質(zhì)量。實驗3 統(tǒng)計各參考序列在上述實驗條件下分別采用級聯(lián)全解全編方法和本發(fā)明提出的 基于快速模式判決的高效碼率轉(zhuǎn)碼方法，進(jìn)行轉(zhuǎn)碼100幀圖像，所消耗的編碼時間、轉(zhuǎn)碼時 間及圖像的Y、u、v分量的PSNR。級聯(lián)轉(zhuǎn)碼結(jié)果見表3 (a)，高效轉(zhuǎn)碼結(jié)果見表3 (b)，兩者性 能比較結(jié)果見表3 (C)。表3 (a)級聯(lián)轉(zhuǎn)碼性能 表3(b)高效轉(zhuǎn)碼性能
表3 (c)級聯(lián)轉(zhuǎn)碼性能和高效轉(zhuǎn)碼性能比較結(jié)果 從表3(a)、3(b)和3 (c)可以看出，本發(fā)明提出的基于快速模式判決的高效碼率轉(zhuǎn) 碼方案在質(zhì)量損失很小的情況下，節(jié)省編碼時間可達(dá)90%之多。
權(quán)利要求
一種基于快速模式判決的H.264/AVC高效轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)，包括解碼器用于對H.264/AVC視頻碼流解碼，得到宏塊模式、運(yùn)動矢量、殘差圖像和解碼幀圖像，并將宏塊模式、運(yùn)動矢量和殘差圖像傳送給快速模式判決器，同時把解碼幀圖像傳送給編碼器；快速模式判決器用于根據(jù)解碼器傳送的信息和編碼器傳送的參考幀圖像對解碼幀圖像進(jìn)行快速模式判決得到新的宏塊模式，并傳送給編碼器；編碼器用于根據(jù)快速模式判決器傳送的信息對解碼器傳送的解碼幀圖像進(jìn)行編碼，得到既定目標(biāo)碼率的H.264/AVC壓縮碼流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的H.264/AVC高效碼率轉(zhuǎn)碼器系統(tǒng)，其中解碼器包括變長解碼器用于對H. 264/AVC壓縮比特流依次進(jìn)行熵解碼和重排序，得到一組變換 系數(shù)傳送給反量化單元，并從H. 264/AVC壓縮比特流中提取出運(yùn)動矢量、宏塊模式和參考 幀信息，將宏塊模式和參考幀信息分別傳送給快速模式判決器和參考幀單元，將運(yùn)動矢量 傳送給快速模式判決器和解碼器運(yùn)動補(bǔ)償單元；反量化單元用于對變長解碼器傳送的變換系數(shù)進(jìn)行反量化得到量化系數(shù)，并把量化 系數(shù)傳送給反變換單元；反變換單元用于對反量化單元傳送的量化系數(shù)進(jìn)行反DCT變換得到殘差圖像，并把 殘差圖像傳送給快速模式判決器，同時把殘差圖像和運(yùn)動補(bǔ)償單元傳送的預(yù)測圖像相加得 到解碼圖像傳送給編碼器；運(yùn)動補(bǔ)償單元用于根據(jù)參考幀單元傳送的參考幀和變長編碼器傳送的運(yùn)動矢量進(jìn)行 運(yùn)動補(bǔ)償，得到預(yù)測圖像，并把預(yù)測圖像傳送給反變換單元；參考幀單元用于產(chǎn)生參考幀，并把參考幀傳送給運(yùn)動補(bǔ)償單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的H.264/AVC高效碼率轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)，其中編碼器包括參考幀單元用于產(chǎn)生參考幀，并把參考幀分別傳送給運(yùn)動補(bǔ)償單元和快速模式判決器；運(yùn)動補(bǔ)償單元用于根據(jù)快速模式判決器傳送的宏塊模式，對編碼器參考幀單元傳送 的參考幀和解碼器傳送的運(yùn)動矢量作小鉆型搜索以細(xì)化運(yùn)動矢量，并把它傳送給變長編碼 器，同時進(jìn)行運(yùn)動補(bǔ)償?shù)玫筋A(yù)測幀傳送給變換單元；變換單元用于將解碼器送來解碼圖像減去編碼器運(yùn)動補(bǔ)償單元傳送的預(yù)測圖像，得 到的殘差圖像，并對殘差圖像進(jìn)行整數(shù)DCT變換得到變換系數(shù)，將該變換系數(shù)傳送到量化 單元；量化單元用于對變換單元得傳送的變換系數(shù)進(jìn)行量化，得到量化系數(shù)，該量化系數(shù)傳 送給變長編碼器；變長編碼器用于對量化單元傳送的量化系數(shù)進(jìn)行熵編碼，將得到的數(shù)據(jù)和邊信息按 H. 264/AVC的碼流格式要求組成壓縮視頻碼流；解碼環(huán)路用于產(chǎn)生反饋環(huán)路的重構(gòu)圖像，它包括反量化和反變換兩個單元。
4.一種基于快速模式判決的H. 264/AVC高效碼率轉(zhuǎn)碼法，包括如下步驟(1)對接收到的視頻碼流進(jìn)行解碼，得到解碼幀圖像F以及每一個宏塊的編碼模式與 運(yùn)動矢量、殘差塊矩陣三者之和，該解碼圖像作為當(dāng)前時刻的編碼幀；(2)判斷當(dāng)前編碼幀是否為I幀，如果是，則不參與快速轉(zhuǎn)碼，用JVT會議參考軟件JM中的高復(fù)雜度RDO模式判決，計算當(dāng)前編碼幀每個宏塊的最佳幀內(nèi)宏塊模式，退出快速模 式判決；(3)判斷當(dāng)前編碼幀是否為第一個P幀，如果是，則不參與快速轉(zhuǎn)碼，轉(zhuǎn)到步驟(4)，否 則對當(dāng)前幀的每個宏塊執(zhí)行步驟(5)；(4)用JVT會議參考軟件JM中的高復(fù)雜度RDO模式判決和運(yùn)動搜素方法，計算當(dāng)前編 碼幀每個宏塊的最佳宏塊模式和運(yùn)動矢量，并對解碼幀圖像F進(jìn)行編碼，最后計算出當(dāng)前 幀最佳宏塊模式下的平均失真值，作為后續(xù)編碼幀的模式判決門限T，退出快速模式判決；(5)計算當(dāng)前宏塊殘差系數(shù)和及平方和，分別用符號ΣDiffi和[Diffi2表示；(6)計算出當(dāng)前編碼幀的參考幀的平均絕對誤差MAD、均方誤差MSE和預(yù)測運(yùn)動矢量；(7)如果當(dāng)前宏塊模式為幀內(nèi)模式或者SKIP模式，則直接復(fù)用當(dāng)前宏塊模式，記為新 的宏塊模式H，新的運(yùn)動矢量S為零，轉(zhuǎn)到步驟(9)；否則通過下式估計宏塊失真值D = Yj Dijff +2a* MAD * ^ Diffi +β* MSETnv1di + Tnv2di其中α =’ β = 16*16* α，mvdi + mvdj其中mvdi，mvdJ為當(dāng)前解碼宏塊運(yùn)動矢量的兩個分量，mvdi, mvdJ為當(dāng)前解碼幀所有宏 塊運(yùn)動矢量的兩個分量的平均值，根據(jù)估計的失真值D和模式判決門限T，選擇新的宏塊模 式H;(8)解碼宏塊運(yùn)動矢量和預(yù)測運(yùn)動矢量分別作為搜索起點(diǎn)，對當(dāng)前宏塊做小鉆型搜索， 得到新的運(yùn)動矢量S;(9)利用宏塊模式H和新的運(yùn)動矢量S，對解碼幀圖像F進(jìn)行編碼；(10)當(dāng)前幀編碼完成后，統(tǒng)計重構(gòu)幀和解碼幀的峰值信噪比，若與上一幀統(tǒng)計峰值信 噪比結(jié)果相差超過一個門限，則返回步驟(4)，否則，退出快速編碼。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的H.264/AVC高效碼率轉(zhuǎn)碼方法，其中步驟(1)所述的解碼器 對接收到的視頻碼流進(jìn)行解碼，得到圖像解碼信息M和解碼幀圖像F，按如下步驟進(jìn)行(5a)對輸入的壓縮比特流進(jìn)行熵解碼，得到一組變換系數(shù)X ；(5b)變換系數(shù)X依次經(jīng)過反量化和反變換后，得到殘差圖像；(5c)從壓縮比特流中解碼出宏塊模式、宏塊運(yùn)動矢量和參考幀信息，根據(jù)參考幀信息 中指定的參考幀和運(yùn)動矢量進(jìn)行運(yùn)動補(bǔ)償，得到預(yù)測圖像P ；(5d)將殘差圖像和預(yù)測圖像塊P相加得到解碼圖像塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的H.264/AVC高效碼率轉(zhuǎn)碼方法，其中步驟(9)所述的利用宏 塊模式H和新的運(yùn)動矢量S，對解碼幀圖像F進(jìn)行編碼，按如下步驟進(jìn)行(6a)根據(jù)最佳宏塊模式H和運(yùn)動矢量S，進(jìn)行運(yùn)動補(bǔ)償?shù)玫筋A(yù)測圖像；(6b)將當(dāng)前編碼幀圖像和預(yù)測圖像相減，得到殘差圖像，殘差圖像依次通過DCT變換、 量化和變長編碼，最后輸出既定目標(biāo)碼率的H. 264/AVC壓縮碼流。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于快速模式判決的H.264/AVC高效轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)，它屬于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域，主要解決現(xiàn)有轉(zhuǎn)碼方法運(yùn)算復(fù)雜度高和實時性差的缺點(diǎn)。該轉(zhuǎn)碼器系統(tǒng)由解碼器、快速模式判決器和編碼器三部分組成。解碼器將解碼出的宏塊模式、運(yùn)動矢量和殘差圖像傳送給快速模式判決器，同時把解碼幀圖像傳送給編碼器，快速模式判決器根據(jù)解碼器傳送的信息和編碼器傳送的參考幀圖像對解碼幀圖像進(jìn)行快速模式判決得到新的宏塊模式，并傳給編碼器，編碼器根據(jù)快速模式判決器傳送的信息對解碼器傳送的解碼幀圖像進(jìn)行編碼，得到既定目標(biāo)碼率碼流。本發(fā)明極大的降低轉(zhuǎn)碼運(yùn)算復(fù)雜度，減少了轉(zhuǎn)碼的時間，可用于實時多媒體傳輸及其它數(shù)據(jù)傳輸。
文檔編號H04N7/26GK101909211SQ20101001350
公開日2010年12月8日 申請日期2010年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月4日
發(fā)明者劉海嘯, 古立峰, 宋彬, 秦浩 申請人:西安電子科技大學(xué)