[发明专利]基于运动剧烈程度和空域相关性的帧间模式判决方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种帧间模式判决方法。特别是涉及一种基于运动剧烈程度和空域相关性的帧间模式判决方法。

背景技术

帧间模式判决模块在AVS视频编码中占有极为重要的地位。在AVS视频编码的预测过程中仍然采用的是块的形式，考虑到视频图像本身的特性，如运动剧烈的局部区域，如果划分较大的块可能在该块中含有多个不同形状或者不同运动状态的对象，所以在选择块的大小的时候并不是单纯的划分为16×16或者8×8这种正方形块，同时考虑到在满足一定性能的前提下尽可能降低复杂性，所以在指定方案时较为详细地将编码模式划分为16×16、16×8、8×16、8×8这四种块的大小。

在AVS参考代码中，对每个宏块进行编码时，首先在帧间预测模式下对每个宏块做运动估计，计算各个模式的相应代价，接着进行帧内模式和skip模式的代价计算，最后选取所有模式中代价最小的模式为最佳模式。

每个宏块在采用遍历方式得到最小代价的过程中，参考代码提供了两种方式：率失真优化和非率失真优化。率失真优化是确定一组编码参数，使得在限定码率下失真度最小，达到码率和失真度的权衡，在具体实现的过程中是一个宏块在熵编码后确定编码所需比特数与反变换反量化后重建一个宏块数据和原始宏块数据的差值的和作为一个宏块的某种模式的代价开销，用相同的方法计算该宏块的其它模式的代价开销，这些模式开销比较，最小开销的模式即为最佳模式。非率失真优化则未考虑码率和失真的权衡，只是将最佳运动矢量、最佳参考帧及其它信息所占比特和预测块与编码块的差值之和作为一个宏块的某种模式的代价开销，用相同思路计算该宏块其它模式的代价开销，这些模式开销比较得到的最小开销的模式即为最佳模式。

查看近几年的文献，对该模块的研究主要有两个思路，一个是优化拉格朗日率失真公式，另一个是在未遍历所有模式的情况下根据相关信息预测最优的模式直接进行编码，这些相关信息有编码宏块周围宏块、参考帧宏块模式或某模式的率失真开销、SAD等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种基于运动剧烈程度和空域相关性的帧间模式判决方法。

本发明所采用的技术方案是：一种基于运动剧烈程度和空域相关性的帧间模式判决方法，包括如下步骤：

1）根据当前编码宏块周围宏块和参考帧中对应位置处宏块的运动矢量得到当前编码宏块的运动剧烈程度；

2）根据得出的编码宏块的运动剧烈程度估算出预编码模式，即完成不同的编码宏块的运动剧烈程度与各个预编码模式的映射；

3）统计出当前编码宏块的最佳模式与周围模块或者参考帧中宏块的最佳模式相同的概率值；统计编码宏块周围宏块（A、B、C、D）和参考帧中对应位置（F）处宏块的所使用的模式中出现次数最多的模式；

4）根据编码宏块的运动剧烈程度及当前编码宏块的最佳模式与周围模块或者参考帧中宏块的最佳模式相同的概率值得到最终的预编码模式集合，即步骤2）中不同运动剧烈程度估算出的预编码模式和步骤3）中出现次数最多的模式；

5）将步骤4）中得到的预编码模式集合中的模式进行编码并将编码后开销最小的模式作为最佳模式。

所述的当前编码宏块的运动剧烈程度是由如下步骤得到：

（1）设定位于当前编码宏块左侧位置处宏块为A，左上位置处宏块为B,右上位置处宏块的C,上面位置处宏块为D,参考帧中当前编码宏块对应位置处宏块为F，同时定义当前编码宏块周围宏块A、B、C、D和参考帧中对应位置处宏块F的运动矢量分别为MV_A、MV_B、MV_C、MV_D、MV_F，记为MVi=（Xi，Yi），其中i=A、B、C、D、F；

（2）分别计算MV_A、MV_B、MV_C、MV_D、MV_F的值，其中，位置A处的运动矢量MV_A的计算有如下两种情况，

由于宏块的编码模式有多种，那么对于已经编码的宏块A来说，最终MV的存储有一种或多种情况，

a、当最终MV的存储有一种情况时，即宏块A的MV是以8×8为单位存储的，那么MV_A为这四个8×8的MV的平均值，即：