用于编码器的图像像素块编码模式的快速选择方法技术

一种用于编码器的图像像素块编码模式的快速选择方法，其首先设定图像像素块编码模式选择的范围，且在所述选择范围中，至少包括帧内编码模式、帧间编码模式及跳过模式，接着其根据待编码的像素块包含的像素亮度值、预先设定的作为所述待编码的像素块的参考图像包含的像素点亮度值、及待编码的像素块按照跳过模式进行运动矢预测的各像素点的坐标偏移量来计算模式选择判别值，最后根据所述模式选择判别值与所述第一阈值及第二阈值的比较自所述选择范围中选择待编码像素块的最优编码模式，如此可最大限度地消除宏块编码模式选择中的冗余计算，有效提高编码器的编码速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种数字视频编解码
，特别涉及一种用于编码器的图像像素块编码 模式的快速选择方法。
技术介绍
新一代视频压缩标准H. 264较之传统标准具有更优的编码性能，研究表明，在相同的图 像质量下，H. 264能够比MPEG4节约多达50%的码率。然而，H. 264高效的编码很大程度上依 靠于极为复杂的编码算法，有统计表明，H. 264编码的计算复杂度是H. 263及MPEG4的3-10 倍。在H.264的复杂编码算法中，包括多模式宏块编码、多参考帧编码、高精度运动补偿等。 其中，多模式宏块编码算法允许编码器对P帧宏块(即像素块)编码时采用多达13种的帧内 模式(4种Intral6x16模式和9种Intra4x4)和多达7种的帧间模式(Interl6x16、Inter 16x8、 Inter 8x16、 Inter 8x8、 Inter 8x4、 Inter 4x8和Inter 4x4)，以及一种跳过模式(skip 模式)编码。为获得高性能压缩，&264参考编码器采用了基于率失真优化的宏块编码模式选 择算法，对所有模式进行穷举遍历，计算出宏块按每种模式编码的率失真代价，然后选择代 价函数最小的模式进行编码，其计算所采用的代价函数为miiHJCs，e，MGDE/QP，&oDE》(1)， 其中，J(s,c,MODE/QP，^MODE) = SSD(s,c,MODE/QP)+;iMODE.R(s,c，MODE/QP) ， QP为宏块编 码量化参数，^。^拉格朗日算子，MODE为下列模式的一种-MODE e{INTRA4*4,INTRA16* 16,SKIP, 。) 166，16* 8,8*16,8*8,8* 4,4*8,4，R(s，c,MODE/QP)为由MODE和QP确定所需比特，SSD为当前宏块与参考宏块对应像素值的平方差和。此种基于率失真优化的穷举遍历宏块编码模式选择算法使得宏块编码模式选择 成为& 264编码其中最复杂、最耗时的部分，严重影响了编码器的实时编码应用。为解决上述问题，目前为止人们提出了许多编码模式快速选择算法。针对帧内编码模式 的选择可参见参考文献F.Pan, X, Lin, R. Susanto, K. P. Lim, Z. G. Li， G.N.Feng, D. J. Wu and S.Wu Fast Mode Decision for Intra Prediction[C] ITU-T, Doc. JVT-G013，在所述参考文献中提出了一种通过分析编码宏块的图像纹理信息，确定图像边缘方向，快速选择帧内编 码模式的方法；而在文献田树民，王晓慧AVS， & 264视频帧间编码基于边缘方向的帧内预 测方法中国200510044814.6 [P]公布了一种基于边缘方向的帧内模式快速选择方法；在 文献B. Meng， 0. C. Au, C. W. Wong， and H. K. Lam Efficient Intra-Prediction Mode Selection for 4x4 Blocks in H. 264[C] in Proc. IEEE ICME 2003， Baltimore, Maryland July 2003提出了一种通过对宏块数据进行下采样达到减少代价函数计算量的目的的方法； 其他还包括一些利用统计特性，优先选择概率较大模式的方法。而针对帧间模式选择，文献 K. P. Lim， S. Wu' D. J. Wu' S. Rahardja， X. Lin, F. Pan and Z. G. Li Fast INTER Mode Selection[C] ITU-T, Doc. #JVT_I020提出了一种通过分析检测宏块图像是否具有平滑均 匀特性己决定是否提前结束模式穷举遍历的方法，减少不必要的穷尽试探计算率失真代价； 文献戴琼海，施一平帧间预测编码的模式快速选择方法中国200710063819.2[P]和李 华，张淑芳 一种快速帧间预测模式选择方法中国200610013140.8[P]分别公布了一种可 以减少运算复杂度的帧间宏块编码模式快速选择方法。尽管前述各种方法均在一定程度上降低了编码器宏块编码模式选择的运算复杂度，但这 些方法均分别都局限于如何在众多帧内模式或帧间模式中快速选择一种最优模式，而没有解 决如何在跳过模式、帧内模式、帧间模式中进行快速选择的问题。请参见图1，编码器在得到 宏块编码最优模式之前，必须依次执行帧间最优模式选择、帧内最优模式选择、跳过模式判 断。此模式选择过程实际上是一个穷举遍历的方法，复杂度太高。为此，文献B，JeonandJ.Lee Fast mode decision for H.264[C] ITU-T， Doc, #JVT-J033， 2003提出一种改进的方法，请参见图2，在 模式选择开始时，将跳过模式判断提前，当判断出跳过模式为最优时即不再对其他两种模式 进行判断了，如果跳过模式不是最优，接着进行帧间最优模式选择，如果在帧间选出了最优 模式，则提前结束判断，否则进入帧内最优模式选择，如此来获得最优模式。目前几乎所有 的宏块编码模式快速选择算法都基于此方法，但此方法仍然存在大量的冗余计算，例如，如 果最后选择的最优宏块编码模式为帧内某一模式为例，根据前述改进的方法，仍然需要执行 跳过模式判断和帧间最优模式选择，显然，这两个过程是多余的。因此，针对现有宏块编码模式的选择所存在的缺点，如何有效改进以提高编码器的效率 实已成为本领域技术人员亟待解决的技术课题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，以减少编码器对像素块的编码模式选择的冗余计算，有效提高编码器的编码速度。为了达到上述目的，本专利技术提供的， 包括步骤1)设定图像像素块编码模式选择的范围，其中，在所述范围中，至少包括帧内编 码模式、帧间编码模式及跳过模式；2)根据待编码的像素块包含的像素亮度值、预先设定的 作为所述待编码的像素块的参考图像包含的像素点亮度值、及待编码的像素块按照跳过模式 进行运动矢预测的各像素点的坐标偏移量来计算模式选择判别值；3)判断所述模式选择判别 值是否小于预先设定的第一阈值时，若是，对所述待编码的像素块进行编码的编码器选择跳 过模式对所述待编码的像素块进行编码，否则进一步判断所述模式选择判别值是否小于预先 设定的第二阈值时，若是，所述编码器选择帧间编码模式对所述待编码的像素块进行编码， 若所述模式选择判别值不小于所述第二阈值，所述编码器选择帧内编码模式对所述待编码的 像素块进行编码，其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。较佳地，所述帧内编码模式为包括帧内16*16直流子模式、帧内16*16水平子模式、帧 内16*16垂直子模式、帧内16*16平坦子模式、帧内4*4直流子模式、帧内4*4水平子模式、 帧内4*4垂直子模式、帧内4*4水平偏下子模式、帧内4*4水平偏上子模式、帧内4*4垂直 偏右子模式、帧内4*4垂直偏左子模式、帧内4*4左下斜子模式、及帧内4*4右下斜子模式 共13种类型的子编码模式；所述帧间编码模式包括帧间16x16子模式、帧间16x8子模式、 帧间8xl6子模式、帧间8x8子模式、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于编码器的图像像素块编码模式的快速选择方法，其特征在于包括步骤：１）设定图像像素块编码模式选择的范围，其中，在所述范围中，至少包括帧内编码模式、帧间编码模式及跳过模式；２）根据待编码的像素块包含的像素亮度值、预先设定的作为所述待编码的像素块的参考图像包含的像素点亮度值、及待编码的像素块按照跳过模式进行运动矢预测的各像素点的坐标偏移量来计算模式选择判别值；３）判断所述模式选择判别值是否小于预先设定的第一阈值时，若是，对所述待编码的像素块进行编码的编码器选择跳过模式对所述待编码的像素块进行编码，否则进一步判断所述模式选择判别值是否小于预先设定的第二阈值时，若是，所述编码器选择帧间编码模式对所述待编码的像素块进行编码，若所述模式选择判别值不小于所述第二阈值，所述编码器选择帧内编码模式对所述待编码的像素块进行编码，其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。

【技术特征摘要】
1.一种用于编码器的图像像素块编码模式的快速选择方法，其特征在于包括步骤1)设定图像像素块编码模式选择的范围，其中，在所述范围中，至少包括帧内编码模式、帧间编码模式及跳过模式；2)根据待编码的像素块包含的像素亮度值、预先设定的作为所述待编码的像素块的参考图像包含的像素点亮度值、及待编码的像素块按照跳过模式进行运动矢预测的各像素点的坐标偏移量来计算模式选择判别值；3)判断所述模式...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭春辉，熊模昌，刘晓露，
申请(专利权)人：上海华平信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]