[发明专利]一种H.264中全零块检测的方法

说明书

技术领域

本发明属于视频编码技术领域，具体涉及一种H.264中全零块检测的方法。

背景技术

H.264是由国际电信联盟(ITU)和国际标准化组织(ISO/IEC)的专家组成的联合视频组JVT提出的新一代数字视频编码标准。与之前的视频编码标准相比，H.264采用了多种预测模式、4×4整数变换、自适应算术编码等新的编码技术，其编码效率提高70％以上，但其计算复杂度非常高，使得编码器实现实时编码非常难。一般说来，模式选择和运动估计是H.264编码端复杂度最高的两部分。近年来，许多快速模式选择和快速运动估计方法被提出以降低H.264的编码复杂度。当运动估计和模式选择被优化后，变换和量化部分的计算复杂度就变得比较突出。

由于在视频压缩编码中，很多视频序列都具有运动缓慢、背景静止等特点，具有很强的相关性，因此帧间预测编码的效果极佳，所产生的残差信号的绝对值也很小。如果编码块的残差信号经过DCT变换、量化后的系数全部为零，则称这样的块为全零块。显然对于全零块而言，变换、量化等操作都是多余的。因此，如果在H.264帧间编码过程中能提前检测出全零块，就可以跳过变换、量化等操作，减少相应的计算负荷，降低编码复杂度。H.264的帧间预测编码过程如下：

1、输入当前宏块，进行块划分；

2、使用运动估计算法得到运动矢量，找出当前编码块的最佳参考块；

3、当前编码块减去最佳参考块，得到残差块；

4、对残差块进行变换量化；

5、对变换量化后的数据进行反量化和反变换，得到重建块，供后续编码帧进行帧间预测时做参考；

6、最后对每个宏块进行熵编码。

现有的全零块检测技术大多通过判断4×4块的绝对误差和(SAD)与预先设定的阈值之间的关系来检测全零块，而H.264的编码特性和视频本身的特性没有考虑到，因此全零块的检测率仍有提升的空间。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的存在的问题，提供了一种能够降低H.264的编码复杂度的H.264中全零块检测的方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

1)将存储的不同类型的视频序列的残差块的特征[MV_COST，MODE，SAD，QP，REF_AZB]做为训练数据；

2)根据参考块的特征REF_AZB的取值将步骤1)得到的训练数据划分为两种情况：情况1：当参考牲块的特征REF_AZB＝1即参考块为全零块时，情况2：当参考牲块的特征REF_AZB＝0即参考块为非全零块时；

3)对步骤2)的两种情况下的训练数据分别进行训练操作得到两个分类器即参考块为全零块时的线性分类器和参考块为非全零块时的线性分类器：

3.1)利用线性判别准则对所有训练数据进行训练，得到权系数矢量[a₁，a₂，a₃]；

3.2)将已经训练出的权系数矢量带入式(1)，对同一量化参数QP下的训练数据利用3.1)中的线性判别准则训练出当前量化参数QP下的阈值Threshold(QP)；

式中，x₁是运动向量的代价(MV_COST)，x₂是块类型(MODE)，x₃是绝对误差和(SAD)；

3.3)对各个量化参数QP下的阈值Threshold(QP)利用最小二乘原理拟合成关于量化参数QP的次多项式，得到式(2)形式的线性分类器；

其中b_i(i≠0)为权系数，b₀为常数，n代表多项式中的第几项；

4)编码过程中若当前编码块的参考块为全零块执行步骤5)；若参考块为非全零块，跳到步骤6)；

5)使用参考块为全零块的线性分类器，若当前编码块为全零块，跳到步骤7)，否则跳到步骤8)；

6)使用参考块为非全零块的线性分类器，若当前编码块为全零块，跳到步骤7)，否则跳到步骤8)；

7)跳过变换量化操作，对全零块对应的变量赋值，跳到步骤9)；

8)变换量化，得到系数块，跳到步骤9)；

9)反量化、反变换，保存信息，进入下一块编码。