H.264/AVC비디오의 고속 부호화를 위한 인트라모드 선택 알고리듬

Ultra-mode Decision Algorithm for Fast Encoding of H.264/AVC Video

  • 김동형 (한양대학교 전자통신전파공학과 영상처리 및 신호처리 연구실) ;
  • 정제창 (한양대학교 전자전기컴퓨터 공학부)
  • 발행 : 2007.06.30

초록

H.264 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 상당히 증가한다. 본 논문은 부호기 복잡도의 증가를 초래하는 주요 부호화 도구들 중 인트라 매크로블록 모드 선택의 복잡도 감소에 주안(主眼)점을 두며, 이를 위한 고속 부호화 알고리듬을 제시한다. 제안하는 알고리듬은 먼저 간단한 전처리과정을 통해서 Intra4x4 모드의 예측모드를 한정하고, 선택된 Intra4x4의 예측모드를 사용하여 다른 인트라 모드들의 예측모드를 결정한다. 실험결과 제안하는 알고리듬은 기존의 방법보다 높은 성능을 보이며 참조소프트웨어와 비교하여 약 82%의 속도향상을 가져오는 것으로 나타난다.

For the improvement of coding efficiency, the H.264 standard uses new coding tools such as VBS, 1/4-pel accurate ME, multiple references, intra prediction, loop filter, etc. Using these coding tools, H.264 has achieved significant improvements from rate-distortion point of view compared to existing standards. However, the encoder complexity is greatly increased due to these coding tools. We focus on the complexity reduction method of intra-mode decision. Our algorithm first restricts selective prediction modes of Intra4x4 using a simple preprocessing. The prediction modes of Intra4x4 are used for restricting those of the other inter-modes. Simulation results show that the proposed method outperforms other conventional methods and save about 82% of total encoding time.

키워드

참고문헌

  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. Peng Yin, Hye-Yeon Cheong Tourapis, Alexis Michael Tourapis, Jill Boyce, 'Fast Mode Decision and Motion Estimation for JVT/H.264,' Image Processing, 2003 International Conference on, vol. 3 pp. 853-856, Sept. 2003
  5. Yu-Wen Huang, Bing-Yu Hsieh, Tu-Chih Whang, Shao-Yi Chien, Shyh-Yih Ma, Chun-Fu Shen, Liang-Gee Chen, 'Analysis and Reduction of Reference Frames for Motion Estimation in MPEG-4 AVC/JVT/H.264,' Acoustics, Speech, and Signal Processing, IEEE International Conference on, vol. 3 pp. 145-148, April 2003
  6. Jun-Sung Park and Hyo Jung Song, 'Selective Intra Prediction Mode Decision for H.264/AVC Encoders,' Trans. on Computing and Technology, vol. 13 pp. 51-55, May 2006
  7. 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,' Trans. on Circuit and Systems for Video Technology, vol. 15, no. 7 pp. 813-822, July 2005 https://doi.org/10.1109/TCSVT.2005.848356
  8. JVT Model downloaded form http://bs.hhi.de/suehring/tml/download/jm101.zip, accessed 2006
  9. 문정미, 김재호, 문용호, 'H.264/AVC 부호화기에 대한 효과적인 모드 결정 알고리즘' 한국 통신학회 논문지, vol. 30, no. 3C, pp. 133-140, 2005