Journal of Korea Multimedia Society (한국멀티미디어학회논문지)

Korea Multimedia Society (한국멀티미디어학회)
권호 표지

An Efficient Mode Decision and Search Region Restriction for Fast Encoding of H.264/AVC

H.264/AVC의 빠른 부호화를 위한 효율적인 모드 결정과 탐색영역 제한

  • 천성환 (부산대학교 컴퓨터공학과) ;
  • 신광무 (부산대학교 컴퓨터공학과) ;
  • 강진미 (부산대학교 컴퓨터공학과) ;
  • 정기동 (부산대학교 컴퓨터공학과)
  • Received : 2009.08.03
  • Accepted : 2009.11.02
  • Published : 2010.02.28
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

In this paper, we propose an efficient inter and intra prediction algorithms for fast encoding of H.264/AVC. First, inter prediction mode decision method decides early using temporal/spatial correlation information and pixel direction information. Second, intra prediction mode decision method selects block size judging smoothness degree with inner/outer pixel value variation and decides prediction mode using representative pixel and reference pixel. Lastly, adaptive motion search region restriction sets search region using mode information of neighboring block and predicted motion vector. The experimental results show that proposed method can achieve about 18~53% reduction compared with the existing JM 14.1 in the encoding time. In RD performance, the proposed method does not cause significant PSNR value losses while increasing bitrates slightly.

본 논문은 H.264/AVC의 빠른 부호화를 위해 인터 및 인트라 예측에서 효율적인 알고리즘을 제안한다. 첫째, 인터 예측모드 결정 방법은 시 공간적 상관성 정보와 픽셀 방향성을 이용하여 빠른 시점에 예측모드를 결정한다. 둘째, 인트라 예측모드 결정 방법은 매크로블록 내 외부의 픽셀값 변화량으로 Smoothness 정도를 판단하여 블록크기를 선택하고, 대표픽셀과 참조픽셀을 이용하여 예측모드를 결정한다. 마지막으로 가변적인 움직임 탐색영역 제한은 주변 블록의 모드 정보와 예측 움직임 벡터를 이용하여 가변적인 탐색영역을 설정하는 방법이다. 실험결과, 제안하는 방법이 기존 JM 14.1과 비교하여 부호화 시간 감소율은 최소 약 18~53% 정도를 보였다. RD 성능 면에서는 PSNR 값의 감소는 거의 없으면서 비트율이 평균 약 4% 정도 근소하게 증가하는 결과를 보였다.

Keywords

References

  1. T.Wiegand, G. J. Sullivan, G. Bjountegaard, and A. Luthra, "Overview of the H.264/AVC Video Coding Standard," Circuits and Systems for Video Technology, IEEE Transactions on, Vol.13, No.7, pp. 560-576, 2003. https://doi.org/10.1109/TCSVT.2003.815165
  2. G. J. Sullivan and T. Wiegand, "Video Compression-From Concepts to the H.264/AVC Standard," Proceedings of the IEEE, Vol.93, No.1, pp. 18-31, 2005. https://doi.org/10.1109/JPROC.2004.839617
  3. 이동식, 김영모, "지역 통계를 이용한 H.264/AVC의 고속 인터 모드 예측," 멀티미디어학회논문지, 제10권, 제8호, pp. 997-1003, 2007.
  4. Y. C. Lin, T. Fink, and E. Bellers, "Fast Mode Decision for H.264 Based on Rate-Distortion Cost Estimation," Acoustics, Speech and Signal Processing 2007, IEEE International Conference on, Vol.1, pp. 1-1137-1-1140, 2007.
  5. Shen Gao and Tiejun Lu, "An improved Fast Mode Decision Algorithm in H.264 Video communications," IEEE, Systems and Control in Aerospace and Astronautics 2006, 1st International Symposium on, pp. -60, 2006.
  6. Bin Feng, Guang-xi Zhu, and Wen yu Liu, "Fast adaptive inter mode decision method in H.264 based on spatial correlation," Multimedia, Seventh IEEE International Symposium on, 2005.
  7. 전현기, 김성민, 강진미, 정기동, "H.264/AVC에서 빠른 부호화를 위한 3단계 모드 선택 기법," 멀티미디어학회논문지, 제11권, 제2호, pp. 163-174, 2008.
  8. F. Pan, X. Lin, S. Rahardja, K. P. Lim, Z. G. Li, D. Wu, and S. Wu, "Fast mode decision algorithm for intraprediction in H.264/AVC video coding," Circuits and Systems for Video Technology, IEEE Transactions on, Vol.15, No.7, pp. 813-822, 2005. https://doi.org/10.1109/TCSVT.2005.848356
  9. K. Zhand, C. Yuan, Q. Li, and Y.Zhong, "A Fast Block Type Decision Method for H.264/ AVC Intra Prediction," IEEE, Advanced Communication Technology, The 9th International Conference on, Vol.1, pp. 673-676, 2007.
  10. 이탁기, 김성민, 신광무, 정기동, "H.264에서 화소 변화량을 이용한 빠른 인트라 예측," 멀티미디어학회논문지, 제11권, 제7호, pp. 956-965, 2008.
  11. Kyung-Seok Park, Min-Jun Kim, Jeong-Hyun Cho, and Sung-Ho Kim, "Search Range Selection Method to Reduce the Complexity in H.264," IEEE, Advanced Language Processing and Web Information Technology 2008, International Conference on, pp. 230-234, 2008.
  12. Sumeer Goel, Yasser Ismail, and Magdy A. Bayoumi, "Adaptive Search Window Size Algorithm for Fast Motion Estimation in H.264/AVC Standard," Circuits and Systems 2005, 48th Midwest Symposium on, Vol.2, pp. 1557-1560, 2005.
  13. 신광무, 강진미, 천성환, 정기동, "H.264/AVC에서 블록 모드 특성과 PMV를 이용한 효율적인 움직임 예측," 정보과학회 추계학술발표회, 제35권, 제2호, pp. 322-325, 2008.
  14. Yu-Wen Huang, Bing-Yu Hsieh, Shao-Yih Ma, and Liang-Gee Chen. "Analysis and Complexity Reduction of Multiple Reference Frames Motion Estimation in H.264/AVC," Circuits and Systems for Video Technology, IEEE Transactions on, Vol.16, No.4, pp. 507-522, 2006. https://doi.org/10.1109/TCSVT.2006.872783
  15. http://iphome.hhi.de/suehring/tml/download/old_jm/jm14.1.zip