专利名称：一种适合井下分布式视频编码中的快速帧内模式选择方法
技术领域：
本发明涉及视频编码技术领域，特别涉及分布式视频编码中的快速帧内模式选择方法，并结合煤矿井下监控环境恶劣、带宽有限和对图像质量的清晰度要求等具体环境条件，具体涉及一种H. 264的帧内模式选择方法。
背景技术：
H. 264/AVC是有IS0/IEC MPEG和IYU-T VCEG共同建立的联合视频工作组JVT制定的，于2003年5月完成，相比以前的视频压缩标准，此标准在视频压缩效率方面有了显著提高。H264/AVC采用了传统的基于宏块和运动补偿的方法，并且新增加了灵活的宏块分割、更高效率的运动估计与补偿、多模式帧内预测等新技术，在整个技术标准中，帧内预测和帧间预测是主要的耗时模块。H. 264/AVC编码标准中，为了提高帧内编码效率引入了帧内预测算法，虽然这种算法能够很好的消除图像的空间冗余，但是这种帧内预测算法具有极高的算法复杂度。在帧内预测算法中，预测分为4X4子块和16X 16子块的两种模式，4X4亮度块帧内预测共有9种预测模式，16X16亮度宏块共有4种预测模式，而8X8色度块共有4种预测模式，如果采用全搜索算法(FS)，为选出最佳模式，一个宏块的预测模式必须经过(M4X16+M16)XM8次，即592次，其中M4、M16和M8分别表示4X4像素亮度块、16 X 16像素亮度块和8 X 8像素色度块的预测模式数，也就是说每个宏块必须进行592次RDO计算，所以快速帧内预测算法的提出是十分必要的。同时在煤矿井下视频监控中，除要求清晰的图像质量、低比特率的视频码流，而且还要保证编码、传输的快速实时性，另外，井下视频监控环境相对地面环境，色彩显示不明显、运动速度缓慢和光照度低，基本没有镜头的伸缩和摄像机的云台控制引发的图像，由于井下监控环境的恶劣和较高的误码率，快速帧内预测方法对煤矿井下视频编码速度和误码率的提高都有很重要的意义，为了克服井下视频监控的不良因素和满足井下视频监控的具体要求，本发明结合在煤矿井下监控环境恶劣、带宽有限和对图像质量的清晰度要求等具体环境条件，提出一种适合井下分布式视频编码中的快速帧内模式选择方法。
发明内容
本发明为了解决井下视频监控在有限的带宽下对图像质量的要求，一种适合井下分布式视频编码中的快速帧内模式选择方法。一种适合井下分布式视频编码中的快速帧内模式选择方法，包括以下步骤:A、对视频序列前两个I帧编码时，采用H. 264/AVC全搜索算法进行初始预测，判断出亮度模块编码的最佳巾贞内编码方式是Intra_4X4模式还是Intra_16X 16模式；B、当判断出前一帧中某个块的帧内编码方式是Intra_4X4模式，在进行下一个I帧预测编码时，首先判断DMADm = I MADl-MADpl I彡T1是否成立，如果成立，则此块可以直接采用Intra_4X4模式，如果不成立，执行￡步骤，其中T1为帧间判别阈值，T1取值为上一个I帧预测编码时计算得到的DMADpt,并每隔N1个I帧更新一次；C、当 DMADpl = | MADl-MADpl | < T1 不成立，计算下式
权利要求
1.一种适合井下分布式视频编码中的快速帧内模式选择方法，其特征在于，包括以下步骤:A、对视频序列前两个I帧编码时，采用H. 264/AVC全搜索算法进行初始预测，判断出亮度模块编码的最佳帧内编码方式是Intra_4X4模式还是Intra_16X 16模式； B、当判断出前一帧中某个块的帧内编码方式是Intra_4X4模式，在进行下一个I帧预测编码时，首先判断DMADm = IMADl-MADplI彡T1是否成立，如果成立，则此块可以直接采用Intra_4X4模式，如果不成立，执行￡步骤，其中T1为帧间判别阈值，T1取值为上一个I帧预测编码时计算得到的DMADw，并每隔N1个I帧更新一次；C、当DMADpl = I MADfMAD111 ( T1 不成立，计算下式
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤A中所用H.264/AVC全搜索算法具体包括以下步骤 步骤Al :对Intra_4X4帧内预测模式建立相应的帧内预测4X4块； 步骤A2 :计算此帧内预测4X4块与其对应的原始4X4块之间的绝对差SAD4X4，以及相应的编码比特率； 步骤A3 :计算该模式的率失真开销RDCost4X4 ； 步骤A4 :重复以上步骤，遍历所有的9种帧内预测模式； 步骤A5 :从步骤A4得到的9种帧内预测模式中选取最小的率失真开销RDCost4X4模式作为最佳4X4帧内预测模式； 步骤A6 :对宏块中16个4X4块重复步骤Al到A5，从其9种帧内预测模式从选择每一个4X4块的最佳编码模式和相应的率失真开销RDCost4X4，求和进而获得该宏块的率失真开销RDCost ； 步骤A7 :按步骤Al到步骤A3的方法计算Intra_16X16巾贞内预测模式下的率失真开销RDCostl6X 16，然后遍历其4种帧内预测模式，然后选择宏块率失真开销RDCostl6X 16最小的模式为最佳的16X 16宏块的巾贞内预测模式； 步骤A8 :根据步骤A6和A7中最小的率失真开销，判断亮度模块采用Intra_4X4还是Intra_16X 16巾贞内预测模式； 步骤A9 :首先对8X8色度宏块的帧内预测模式计算相应的率失真开销RDCost8 X 8，重复以上步骤Al到A8，获得相应的宏块组合率失真开销RDCostMB，选择最小的宏块组合率失真开销RDCostMB作为该宏块组合的最佳帧内预测模式。
全文摘要
本发明公开了一种适合井下分布式视频编码中的快速帧内模式选择方法，在前两次初始I帧亮度模块预测时，采用H.264/AVC全搜索算法，这是为了提高后续编码时的阈值精确度，在下一I帧编码时，规避了繁琐复杂的全搜索算法，较大的提高了视频编码效率，然后利用当前预测块和前一帧对应块的相似复杂度，即计算DMADPL＝|MADL-MADPL|，利用阈值法反映出的相似度可以直接判断当前帧亮度模块的编码方式，如果超出阈值范围，则再利用计算出当前块与周围块的相似复杂度，就可以快速判断出当前帧亮度模块的编码方式。较好的解决分布式视频编码时帧内预测算法的复杂度，与传统的全遍历搜索算法在没有降低信噪比的情况下，较大的提高了编码速度。
文档编号H04N7/26GK102946538SQ201210468780
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月9日 优先权日2012年11月9日
发明者程德强, 张剑英, 赵国, 范一武 申请人:中国矿业大学