الگوریتم جدید انتخاب مُد داخل فریمی سریع در استاندارد کدگذاری ویدیویی H.264/AVC
محورهای موضوعی :مهناز نژادعلی 1 , مهدی جعفری 2 , مجید محمدی 3
1 - کارشناس آزمایشگاه
2 - دانشگاه آزاد اسلامی کرمان
3 - دانشگاه شهید بهشتی
کلید واژه: کدگذاری ویدیو, H.264/AVC , پیش¬بینی, داخل¬فریمی, RDO ,
چکیده مقاله :
با افزایش روزافزون ارتباطات ویدیویی در دستگاه‌های قابل‌حمل و کاربردی، طراحی کدکننده‌ها با میزان پیچیدگی کم و عملکرد بالا موردنیاز است. استاندارد H.264/AVC کارایی فشرده‌سازی بالاتري را نسبت به استانداردهاي قبلي ارائه مي دهد. اما این استاندارد با بکارگیری چندین تکنیک کدگذاری قدرتمند، پیچیدگی کدگذار را بطور قابل ملاحظه ای افزایش می دهد. این مقاله الگوریتم جدیدی برای کاهش پیچیدگی کدگذار H.264/AVC ارائه می دهد. روش پیشنهادی از ماسک های جهت دار ساده، مُد بلوک های همسایه و تشخیص مُد تخمین داخلی 4×4 و/يا16×16 با تعيين پارامترهاي كوانتيزه به منظور انتخاب سریع مُد در پیش‌بینی به روش داخل فریمی استفاده می کند. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که روش پیشنهادی زمان کدگذاری را ماکزیمم 29% درصد کاهش می‌دهد در حالی که تاثیر ناچیزی در کیفیت تصویر و میزان PSNR دارد.
By the increasing of video communication in portable and functional devices, encoders design with low complexity and high performance are required. H.264 / AVC standard offers higher compression efficiency than previous standards. But this standard by employing several powerful coding techniques, considerably increased complexity at the encoder. This paper presents a new algorithm to reduce the complexity of the H.264/AVC encoder. The proposed method uses simple directional masks, neighboring blocks modes and detection of 4×4 and/or 16×16 intra estimation modes with determination of quantization parameters for fast mode selection in Intra-Frame Modes prediction. Experimental results show that the proposed method reduces maximum 29% of the encoding time, while has little effect on visual quality and PSNR.
1. Wiegand, T., Sullivan, G. J., Bjontegaard, G. J., Luthra, A. :‘Overview of the H.264/AVC Video Coding Standard’, IEEE Trans. On circuits and systems for video technology, 13, (7), pp. 560-576, 2003.
2. Ghanbari, M.: ‘Standard codecs: image compression to advanced video coding’, 3nd edition, The Institution of Engineering and Technology, 2011.
3. Kim, C. S., Li, Q., Kuo, C. C. J.: ‘Fast Intra-Prediction Model Selection for H.264 Codec’, SPIE International Symposium ITCOM, Orlando, Florida, pp. 99-110, 2003.
4. Pan, F., Lin, X., Rahardja, S., Lim, K. P., Li, Z. G., Wu, D., Wu, S.: ‘Fast Mode Decision Algorithm for Intra-prediction in H.264/AVC Video Coding’, IEEE Trans. On circuits and systems for video Tech., 15, (7), pp. 813-822, 2005.
5. Pan, F., Lin, X., Rahardja, S., Lim, K. P., Li, Z. G., Wu, D., Wu, S.: ‘Fast Mode Decision for Intra Prediction’, JVT-G013, 7th Meeting: Pattaya II, Thailand, 7-14 March 2003.
6. Pan, F., Lin, X., Rahardja, S., Lim, K. P., Li, Z. G.: ‘A Directional Field Based Fast Intra-Mode Decision Algorithm for H.264 Video Coding’, IEEE Inter. Conf. on Multimedia and Expo, 2, pp. 1147-1150, June 2004.
7. Ren, Z., Ye, C., Liu, M.: ‘A Fast Intra Prediction Algorithm for H.264’, IEEE Computer Society, First International Workshop on Education Technology and Computer Science, 2,(2), pp. 772 - 775, March 2009.
8. Kim, J., Jeong, J.: ‘Fast Intra-Mode Decision in H.264 Video Coding Using Simple Directional Masks’, Proc. of SPIE, 5960, pp 1071-1079, July 2005.
9. Garg, R., Jindal, M., chauhan, M.: ‘Statistics Based Fast Intra- Mode Detection’, Proc. of SPIE, 5960, pp 2085-2091, July 2005.
10. Jeon,B., Lee, J.: ‘Fast Mode Decision for H.264’, IEEE Inter. Conf. on Multimedia and Expo, 2, pp. 1131-1134, June 2004.
11. Hsu, C. L., Ho, M. H., Hong, J. J.: ‘An Efficient Algorithm for Intra-Prediction Mode Selection in H.264’, IEEE 7th International Conference, pp. 778-781, October 2007.
12. Elyousfi, A.: ‘Gravity direction-based ultra-fast intraprediction algorithm for H.264/AVC video coding’, Journal Signal, Image and Video Processing, 7,(1), pp. 53–65, 2013.
13. Wu, C. Y., Su, P. C. : ‘Fast Intra-Coding for H.264/AVC by Using Projection-Based Predicted Block Residuals’, IEEE Transactions on Multimedia , 15, (5), pp. 1083-1093, 2013.
14. Shang, J., Ding, W., Shi, Y., Sun, Y. : ‘Fast Intra Mode Decision Algorithm Based on Texture Direction Detection for H.264/AVC’, IJMECS,1, (5), pp.70-77, 2011.
15. Richardson, Iain EG: ‘H.264 and MPEG-4 Video Compression’, West Sussex: John Wiley & Sons, Ltd., ISBN 0-470-84837-5, 2003.
16. Jafari, M., Kasaei, S.: ‘Fast Intra- and Inter-Prediction Mode Decision in H.264 Advanced Video Coding’, International Journal of Computer Science and Network Security, 8, (5), pp. 130-140, 2008.
17. Pan, L. j., Ho, Y. S.: ‘A Fast Mode Decision Algorithm for H.264/AVC Intra Prediction’, IEEE Workshop in Signal Processing Systems, pp. 704-709, October 2007.
18. Muniyappa, S. k.: ‘Implementation of Complexity Reduction Algorithm for Intra Mode Selection’, Master of science Thesis, University of Texas, Arlington, December 2011.
19. Joint Video Team Reference Software JM 18.4: http://iphone.hhi.de/suehring/tml/download.
