Fast Intra Mode Selection Algorithm Based on Edge Activity in Transform Domain for H.264/AVC Video

변환영역에서의 에지활동도에 기반한 H.264/AVC 고속 인트라모드 선택 방법

  • 서재성 (한라대학교 정보통신방송공학부) ;
  • 김동형 (한라대학교 정보통신방송공학부)
  • Published : 2009.08.31

Abstract

For the improvement of coding efficiency, the H.264/AYC standard uses new coding tools such as 1/4-pel-accurate motion estimation, multiple references, intra prediction, loop filter, variable block size etc. Using these coding tools, H.264/AYC has achieved significant improvements from rate-distortion point of view compared to existing standards. However, the encoder complexity was greatly increased due to these coding tools. We focus on the complexity reduction method of intra macroblock mode selection. The proposed algorithm for fast intra mode selection calculates the edge activity in transform domain, and performs fast encoding of intra frame in H.264/AYC through the fast prediction mode selection of intra4x4 and chrominance blocks. Simulation results show that the proposed method saves about 59.76% for QCIF sequences and 65.03% for CIF sequences of total encoding time, while bitrate increase and PSNR decrease are very small.

H.264/AVC 부호화 표준은 부호화 효율을 높이기 위해 1/4 화소 단위의 움직임 추정, 다중 참조 프레임, 인트라 예측, 루프 필터, 다양한 블록 크기의 지원 등과 같은 새로운 부호화 도구들을 사용한다. 이를 통해 이전의 비디오 부호화 표준들에 비해 율-왜곡(率-歪曲) 관점에서 높은 성능을 보이지만 그로 인해 부호기의 복잡도는 크게 증가하였다. 본 논문은 부호기 복잡도의 증가를 초래하는 주요 부호화 도구들 중 인트라 매크로블록 모드 선택의 복잡도 감소에 주안(主眼)점을 두며, 이에 대한 복잡도 감소 알고리즘을 제시한다. 고속 인트라 모드 선택을 위한 제안하는 방법은 변환 영역에서 에지 활동도를 산출효과 이를 이용하여 intra4x4 및 색차블록에 대한 예측모드를 고속으로 선택함으로써 H.264/AVC 인트라프레임에 대한 고속 부호화를 수행한다. 실험 결과 제안하는 알고리즘은 참조소프트웨어와 비교하여 QCIF 및 CIF 영상에 대해서 각각 59.76% 및 65.03%의 속도향상을 가져오는 반면 비트율 증가 및 PSNR 감소는 매우 미미한 것으로 나타났다.

Keywords

References

  1. JVT G050r1, 'Draft ITU-T recommendation and final draft international standard of joint video specification (ITU-T Rec. H.264/ISO/IEC 14496-10 AVC),' May 2003
  2. Thomas Wiegand, Gary J. Sullivan, 'Overview of the H.264/AVC Video Coding Standard,' IEEE Trans. Circuits and Systems for Video Technology, vol. 13, pp. 560-576, July 2003 https://doi.org/10.1109/TCSVT.2003.815165
  3. Thomas Wiegand, Heiko Schwarz, Anthony Joch, Faouzi Kossentini, 'Rate-Constrained Coder Control and Comparison of Video Coding Standard,' IEEE Trans. Circuits and Systems for Video Technology, vol. 13, pp. 688-703, July 2003 https://doi.org/10.1109/TCSVT.2003.815168
  4. Feng Pan, Xiao Lin, Susanto Rahardja, Keng Pang Lin, Z.G. Li, Dajun Wu, and Si Wu, 'Fast mode decision algorithm for intraprediction in H.264/AVC video coding,"'IEEE Trans. Circuits and Systems for Video Technology, vol. 15, no. 7, pp. 813-822, July 2005 https://doi.org/10.1109/TCSVT.2005.848356
  5. Jun-Sung Park and Hyo Jung Song, 'Selective intra prediction mode decision for H.264/AVC Encoders,' Trans. Engineering, Computing and Technology, vol. 13, pp. Trans. Engineering, Computing and Technology, May 2006
  6. 진순종, 박상준, 정제창, '주파수 특성의 제약 조건들을 이용한 H.264/AVC를 위한 고속 화면내 모드 선택 방법', 한국통신학회, vol. 33, no. 4, April 2008
  7. VCEG M-33, 'Calculation of average PSNR differences between RD-curves (ITU-T Prop),' April 2001
  8. VCEG AE-07, 'An excel add-in for computing Bjontegaard metric and its evolution (ITU-T Prop.),' Jan. 2007