一种宏块帧间预测模式的快速选择算法

　　摘要：人们对视频质量和内容的多样性要求越来越高，传统的二维（2D）图像/视频无法满足人们的需求，能够提供三维（3D）视觉的立体/多视点视频技术越来越受到学术界和工业界的重视。多视点视频编码技术已经成为当前视频研究领域的热点之一。与单视点视频相比，多视点视频可以更加生动地再现现实场景，给人们提供身临其境的感觉，与此同时，巨大的数据量成为制约其广泛应用的瓶颈。因此，如何提高多视点视频的压缩编码效率成为多视点视频编码技术的主要目标，其中，由HHI组织提出的JMVM编码方案采用了视点间预测和时域预测相结合的预测结构，取得了出色的编码效率，这种预测结构被JVT选为MVC的参考预测结构。然而，采用多视点视频（MVC）参考预测结构的JMVM方案的计算复杂度很高，为了能够有效地降低MVC的计算复杂度，该文提出了一种高效的MVC预测方法，主要从宏块预测模式快速选择来降低MVC的计算复杂度。该方法对帧间8×8预测模式，16×8、8×16预测模式进行了快速的选择。
　　关键词：多视点；视频编码；预测模式
　　中图分类号：TN957.52+3文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)09-2192-02
　　采用MVC参考预测结构的JMVM编码方案的计算复杂度很高，而帧间预测编码所花费的时间占整个编码时间的绝大部分。因此，为了能够有效地降低MVC的计算复杂度，文中提出了一种宏块预测模式的快速选择方法。该方法可以有效地降低MVC的计算复杂度，然而在节省大量编码时间的同时引入了较大的编码损失。
　　为了能够在仅引入很小编码损失的前提下，有效地降低MVC的计算复杂度，该文对宏块帧内模式和帧间模式的关系进行了分析，在此基础上，提出了一种宏块帧间预测模式的快速选择算法。
　　1 JMVM编码方案中最佳预测模式的选择方法
　　在JMVM编码方案中，帧内预测的模式有：帧内16×16(记作Intra16×16)、帧内8×8(记作Intra8×8)和帧内4×4(记作Intra4×4；帧间预测的宏块模式有：SKIP、帧间16×16(记作Inter16×16)、帧间16×8(记作Inter16×8)、帧间8×16 (记作Inter8×16)、帧间8×8(记作Inter8×8)、帧间8×8Frex(记作Inter8×8Frex)。其中Inter8×8模式进一步分为帧间8×4(Inter8×4)、帧间4×8(记作Inter4×8)和帧间4×4模式(记作Inter4×4)。
　　JMVM编码方案以宏块为单位进行预测时，依次进行宏块的SKIP、Inter16×16、Inter16×8、Inter8×16、Inter8×8、Inter8×8Fre×模式的帧间预测，再进行Intra16×16、Intra8×8和Intra4×4模式的帧内预测，采用率失真优化技术从中选择最佳的宏块预测模式。率失真代价函数见公式（1）：
　　（1）
　　其中，MODE表示宏块的帧间预测模式，J表示MODE模式下的率失真代价，s为原始视频信号，c为采用MODE模式编码后的重构视频，λMODE为拉格朗日因子，