基于多视点视频编码宏块模式选择的快速算法.doc

第 23 卷第 1 期2010 年 1 月 第 23 卷第 1 期 2010 年 1 月 宁波大学学 报（ 理工版） JOURNAL OF NINGBO UNIVERSITY ( NSEE ) Vol.23 No.1 Jan. 2010 文章编号:1001-5132（2010）01-0029-05 基于多视点视频编码宏块模式选择的快速算法 何 萍, 彭宗举, 邵 枫 （宁波大学 信息科学与工程学院, 浙江 宁波 315211） 摘要: 为降低多视点视频编码中宏块模式选择带来的编码复杂度, 提出了一种新的宏块模式选 择快速算法. 首先分析了最优模式选择的统计特征, 接着根据宏块的亮度信息对图像进行区域 划分, 进而对不同区域选择不同的模式, 以达到快速找到最优模式的目, 最后提出了一种基于宏 块亮度绝对均值差的宏块模式选择的快速算法. 实验结果表明: 提出的快速算法在保持率失真 性能基本不变的情况下, 编码速度比多视点视频编码校验模型 JMVM 提高 4.14~9.83 倍. 关键词: 多视点视频编码; 亮度绝对均值差; 模式选择; 快速算法 中图分类号: TP391.41 文献标识码: A 为进一步提高观看视频场景的真实感, 多视 点视频系统对双目立体视频系统进行了扩展. 多 视点视频是由多个摄像机从不同角度拍摄得到的, 它能让用户自由地选择位置观看不同角度的场景, 其视频技术具有广泛的应用前景, 例如三维立体 电视、三维远程通信及远程医疗等[1-2]. 然而与当前 普通视频相比, 多视点视频的数据量因相机数目 的增加而成倍增加. 因此, 要使多视点系统应用到 实际中, 必须对多视点视频信息进行高效压缩. 目前, 研究人员已经对多视点视频编码开展 了大量的研究. JVT(Joint Video Team)提出了多视 点视频编码校验模型(Joint Multiview Video Model, JMVM)[3], 作为多视点视频编解码的研究平台, JMVM 兼具 H.264 中可变块尺寸、多参考帧运动估 计和率失真优化等编码特征[4]. 在 JMVM 中, 宏块 模式可以分为 SKIP、Inter16×16、Inter16×8、Inter 8×16、Inter8×8、Inter8×8Frext、Intra16×16、Intra8×8 和 Intra4×4. JMVM 中采用了对各个宏块编码模式 全遍历的选择方法, 这种方法虽然可获得较高的 编码效率和重建图像质量, 但同时也带来了很高 的计算复杂度. 目前, 有学者提出基于 H.264/AVC 宏块模式选择的快速算法[5-7], 但这些算法仅是基 于单通道视频编码的快速算法, 对于多视点视频 编码的快速算法还有待研究. 文献[8]提出了最省 时间可选宏快模式的概念和基于顺序可选宏快模 式集的快速宏块模式选择算法, 在一定程度上节 省了编码时间. 笔者根据对宏块编码模式的统计分布结果, 结合宏块的亮度分布信息, 提出了基于宏块亮度 绝对均值差宏块模式选择的快速算法. 新算法采 用判断选择策略, 减少对宏块模式的遍历次数, 达 到快速选择最优模式的目的. 实验表明, 该算法在 图像质量和编码效率几乎保持不变的情况下, 编 码复杂度大大降低. 收稿日期: 2009-03-11. 宁波大学学报（理工版）网址: HYPERLINK http://3/ http://3 基金项目: 浙江省自然科学基金（Y1090752）; 宁波市自然科学基金（2008A610016, 2009A610087）. 第一作者: 何 萍（1985－）, 女, 江西萍乡人, 在读硕士研究生, 主要研究方向: 数字音视频技术. E-mail: HYPERLINK mailto:heping.1017@163.com heping.1017@163.com 多视点视频编码系统和编码结构1编码比特率上达到平衡. 其 Lagrangain 率失真代价函数定义如下:J (s, c, MODE | λMODE ) = SSD(s, c, MODE | QP) +多视点视频系统包括多通道视频采集、编码、网络传输、解码和显示几部分组成. 解码的多个视 频信号通过不同的显示方式可获得多种视觉效果: 普通的单通道 2DTV/HDTV、具有强烈立体感和深 度感的立体视频或者具备高效交互能力的多视点 视频. 目前, 应用于多视点视频系统中的编码结构 比较经典的有 Simulcast、IPP、PIP、IBP 和 HBP[9]. 由于 HBP 充分采用视点内和视点间的相关性消除 空间和时间上的冗余, 而取得较高的编码效率[10], 已被写入 JMVM 中. 如图 1 所示, 该结构 GOP 长 度为 8.