Fast Intra Prediction Mode Decision using Most Probable Mode for H.264/AVC

The most recent standard video codec, H.264/AVC achieves significant coding efficiency by using a rate-distortion optimization(RDO). The RDO is a measurement for selecting the best mode which minimizes the Lagrangian cost among several modes. As a result, the computational complexity is increased drastically in encoder. In this paper, a method for fast intra prediction mode decision is proposed to reduce the RDO complexity. To speed up Intra$4{\times}4$ and Chroma Intra encoding, the proposed method decides the case that MPM (Most Probable Mode) is the best prediction mode. In this case, the RDO process is skipped, and only MPM is used for encoding the block in Intra$4{\times}4$. And the proposed method is also applied to the chroma Intra prediction mode in a similar way to the Intra$4{\times}4$. The experimental results show that the proposed method achieves an average encoding time saving of about 63% with negligible loss of PSNR (Peak Signal-to-Noise Ratio).

H.264/AVC에서의 최고 확률 모드를 이용한 고속 화면 내 예측 모드 결정

가장 최근에 표준화가 완료된 동영상 압축 코덱인 H.264/AVC는 율-왜곡 최적화를 사용하여 압축률이 상당히 향상되었다. 율-왜곡 최적화는 다수의 후보 모드들 중에서 최적의 모드를 결정하기 위한 수단이며, 모든 모드에 대하여 라그랑지안 비용을 계산하여 그 비용이 가장 적은 모드를 최적의 모드로 결정한다. 하지만 이 방법의 사용으로 인하여 H.264/AVC 부호기의 계산 복잡도가 상당히 증가하였다. 본 논문에서는 H.264/AVC의 화면 내 예측 부호화의 율-왜곡 최적화의 사용으로 인한 계산 복잡도를 감소시키는 고속 화면 내 예측 모드 결정 방법을 제안한다. 제안된 방법은 Intra$4{\times}4$와 Chroma Intra의 부호화 속도를 향상시키기 위하여 최고 확률 모드(MPM)가 가장 최적의 예측 모드인 경우를 미리 판단하여, 이 경우에는 율-왜곡 최적화 과정을 생략하고 최고 확률 모드를 사용하여 부호화한다. 또한 이 방법을 색차 화면 내 예측 모드에 유사하게 적용하였다. 실험 결과, 제안된 방법은 PSNR (Peak Signal-to-Noise Ratio) 손실이 거의 없이 평균 약 63%의 부호화 시간을 절약하였다.