Fast Intra Prediction using Pixel Variation in H.264

H.264에서 화소 변화량을 이용한 빠른 인트라 예측

H.264/AVC is the newest video coding standard of ITU-T VCEG and the ISO/IEC MPEG, offering a significant performance improvement over previous video coding standards. However, the computational complexity of H.264/AVC is drastically increased because of new technologies such as intra prediction, variable block size, quarter-pels motion estimation/compensation, etc. In this paper, we propose a fast intra prediction scheme which has two step processing. The first step is a fast block size decision which can be calculated only in one block without considering all cases of $4{\times}4$ block and $16{\times}16$ block. The complexity of the intra prediction can be reduced by using boundary difference values of macroblock. After selecting the block size, we can make mode decision using the neighbouring reference pixels and representative pixels of the block in the second step. The experimental results show that the proposed algorithm saved on the average 41.5% encoding time without any significant PSNR losses.

H.264는 가장 최근에 제정된 동영상 압축 표준으로 다양한 기법 등을 도입하여 기존의 표준들에 비해 동일한 화질을 유지하면서도 높은 압축 효율을 보여준다. 하지만 이러한 기법들은 처리과정이 복잡해, 계산 과정을 간소화시킨 효율적인 기법들이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 새롭게 도입된 기법 중에서 복잡한 처리가 요구되는 인트라 예측의 효율적인 처리를 위한 2단계의 빠른 인트라 예측 방법을 제안한다. 1단계에서는 매크로블록 내 작은 블록들($4{\times}4,\;8{\times}8,\;12{\times}12$ 크기)의 경계 부분의 화소 변화량을 조사하고, 이를 통해서 매크로블록의 평탄 여부를 판단하여 인트라 예측을 위한 블록 크기를 빠르게 선택한다. 2단계에서는 매크로 블록 내부의 대표성을 띄는 화소들을 이용하여 1단계에서 선택된 블록 크기의 여러 모드 중에서 최종 모드를 빠르게 결정한다. 제안한 인트라 예측 기법의 성능측정을 위해 다양한 테스트 동영상으로 화질, 비트율 및 처리시간을 확인한 결과, 관련기법 및 표준과 비교해서 동일한 화질과 비트율을 유지하면서 표준과 비교하여 41.5%, 관련기법과 비교하여 24.7%의 인트라 예측 처리 시간을 감소시켰다.