技术领域
[0001] 本
发明涉及
视频编码相关技术领域，尤其是指一种提升H.264中B帧质量的编码方法。
背景技术
[0002] H.264是国际标准化组织(ISO)和国际电信联盟(ITU)共同提出的高度压缩数字视频编解码标准，其特点是压缩效率高、容错能
力强、编码延时低，目前该编码标准已经广泛应用于视频
监控系统、网络视频直播、多媒体信息存储等方面。
[0003] 视频图像数据有极强的相关性，一帧图像内部有很多邻近
像素的数据是相似或相同的，这就是
空域冗余，而视频中邻近帧之间的数据也存在很多相似或重复，这就是时域冗余，编码压缩就是将数据中的这些冗余信息去掉，帧内编码技术可以去除空域冗余，而帧间编码技术则可以去除时域冗余。
[0004] 帧间编码利用邻近帧之间存在的相关性，将当前帧图像分成若干个宏
块，并设法搜索出每个宏块在邻近帧中对应的匹配块，来预测当前帧中宏块的像素值。为了提高对当前宏块预测的准确性和编码压缩率，H.264
编码器采用拉格朗日率失真优化的方法进行模式选择，以B帧为例，它会依次求取SKIP模式、DIRECT模式、INTER(INTER16x16、INTER16x8、INTER8x16、INTER8x8)模式、INTRA(INTRA 16x16、INTRA 8x8、INTRA 4x4)模式的率失真代价RDcost，选择出具有最小RDcost的模式来作为最优预测模式，上述RDcost的计算为：
[0005] RD cost＝λ·R+SSD
[0006] 其中λ为拉格朗日因子，R代表编码码率，SSD代表编码失真。基于拉格朗日率失真优化的模式选择方法能够分析出各个模式产生的比特数和编码失真，从而选择出最优的模式。
[0007] 在上述的各个模式中，SKIP模式采用时域/空域预测的
运动矢量来获取匹配块，从而获得当前宏块的像素预测值，它不编码像素残差和运动矢量残差，主要特点是编码码率小但是失真大；DIRECT模式在SKIP模式的
基础上进行了像素残差编码，因此相比于SKIP模式，它编码失真要小而编码码率要大；INTER模式通过
运动估计搜索出较为精确的运动矢量来获取匹配块，且能够编码像素残差和运动矢量残差，通常它的编码失真比SKIP/DIRECT要小；INTRA模式采用
帧内预测的方式来预测当前宏块像素值，特点是消耗的码率多但是编码失真小，当无法找到匹配块时采用INTRA模式能够较好的重建当前宏块的像素值。
[0008] x264是一个开源的H.264视频编码器，它采用了场景变换检测、自适应B帧选择、帧间并行编码、指令集优化、宏块模式快速决策等技术，使H.264编码器能更好的满足快速、实时的编码。在对B帧进行宏块模式快速决策时，它首先求取SKIP、DIRECT、INTER16x16三个模式的RDcost，并判断如果SKIP模式的RDcost最小，且DIRECT模式的RDcost小于INTER16x16模式的RDcost，则提前确定SKIP模式为当前宏块的最终模式并不再分析其他模式，否则继续分析INTERSub16x16(INTER16x8、INTER8x16、INTER8x8)模式和INTRA模式，并选择具有最小RDcost的模式作为最终模式。
[0009] 现有x264的模式选择方法在低码率的复杂场景下，容易因为无法找到合适的匹配块放弃了INTER模式同时SKIP模式相对INTRA模式的RDcost偏小，最终选择了SKIP模式。而不合理的SKIP模式会使宏块编码失真过大或与周围宏块的纹理不连续，造成块效应，使主观质量下降。
发明内容
[0010] 本发明是为了克服
现有技术中存在上述的不足，提供了一种提高主观质量的提升H.264中B帧质量的编码方法。
[0011] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0012] 一种提升H.264中B帧质量的编码方法，具体包括如下步骤：
[0013] (1)依次求取SKIP、DIRECT、INTER16x16、INTRA16x16这4个模式的RDcost；
[0014] (2)判断如果SKIP模式的RDcost最小，且DIRECT模式的RDcost小于INTER16x16模式的RDcost，同时SKIP模式的编码失真SSD_SKIP和INTRA16x16模式的编码失真SSD_INTRA16x16满足要求，则选择SKIP模式作为当前宏块的最优模式，否则执行步骤(3)；
[0015] (3)依次求取INTERSub16x16、INTRA8x8、INTR4x4模式的RDcost；
[0016] (4)判断如果SKIP模式的RDcost最小，且SKIP模式的编码失真SSD_SKIP和最优INTRA模式的编码失真SSD_INTRA满足要求，则选择SKIP模式作为当前宏块的最优模式，否则选择SKIP以外的具有最小RDcost的模式作为最优模式。
[0017] 本发明提前分析INTRA16x16模式，通过比较SKIP模式和INTRA16x16模式的SSD，判断出当前宏块如果采用SKIP模式编码失真是否过大，如果是则需要继续分析其他的模式，从而减少了因为无法找到合理的匹配块而快速选择了SKIP模式导致的块效应；在分析完INTRA8x8和INTRA4x4之后，通过比较SKIP模式和INTRA最优模式的SSD，判断出当前宏块如果采用SKIP模式编码失真是否过大，如果是则放弃SKIP模式，从而减少了SKIP模式编码失真较大却因为RDcost较小而被选择所导致的块效应。本方法通过优化x264的宏块模式选择，使宏块模式选择的结果更加合理，减少了块效应，使低码率下的视频质量有较大的提升。
[0018] 作为优选，在步骤(2)中，SKIP模式的编码失真SSD_SKIP和INTRA16x16模式的编码失真SSD_INTRA16x16满足如下条件：
[0019] SSD_SKIP
[0020] 其中：a为常数，a的取值范围为[1,10]。
[0021] 作为优选，在步骤(4)中，SKIP模式的编码失真SSD_SKIP和最优INTRA模式的编码失真SSD_INTRA满足如下条件：
[0022] SSD_SKIP
[0023] 其中：b为常数，b的取值范围为[1,10]。
[0024] 本发明的有益效果是：通过优化x264的宏块模式选择，使宏块模式选择的结果更加合理，减少了块效应，使低码率下的视频质量有较大的提升。
附图说明
具体实施方式
[0026] 下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
[0027] 如图1所述的
实施例中，一种提升H.264中B帧质量的编码方法，具体包括如下步骤：
[0028] (1)依次求取SKIP、DIRECT、INTER16x16、INTRA16x16这4个模式的RDcost；
[0029] (2)判断如果SKIP模式的RDcost最小，且DIRECT模式的RDcost小于INTER16x16模式的RDcost，同时SKIP模式的编码失真SSD_SKIP和INTRA16x16模式的编码失真SSD_INTRA16x16满足要求，则选择SKIP模式作为当前宏块的最优模式，否则执行步骤(3)；
[0030] 其中：SKIP模式的编码失真SSD_SKIP和INTRA16x16模式的编码失真SSD_INTRA16x16满足如下条件：
[0031] SSD_SKIP
[0032] 其中：a为常数，a的取值范围为[1,10]；
[0033] (3)依次求取INTERSub16x16、INTRA8x8、INTR4x4模式的RDcost；
[0034] (4)判断如果SKIP模式的RDcost最小，且SKIP模式的编码失真SSD_SKIP和最优INTRA模式的编码失真SSD_INTRA满足要求，则选择SKIP模式作为当前宏块的最优模式，否则选择SKIP以外的具有最小RDcost的模式作为最优模式；
[0035] 其中：SKIP模式的编码失真SSD_SKIP和最优INTRA模式的编码失真SSD_INTRA满足如下条件：
[0036] SSD_SKIP
[0037] 其中：b为常数，b的取值范围为[1,10]。
[0038] 本发明提前分析INTRA16x16模式，通过比较SKIP模式和INTRA16x16模式的SSD，判断出当前宏块如果采用SKIP模式编码失真是否过大，如果是则需要继续分析其他的模式，从而减少了因为无法找到合理的匹配块而快速选择了SKIP模式导致的块效应；在分析完INTRA8x8和INTRA4x4之后，通过比较SKIP模式和INTRA最优模式的SSD，判断出当前宏块如果采用SKIP模式编码失真是否过大，如果是则放弃SKIP模式，从而减少了SKIP模式编码失真较大却因为RDcost较小而被选择所导致的块效应。
[0039] 现有x264的模式选择方法采用基于拉格朗日率失真优化的方法来获得率失真代价最小的宏块模式，但是它选择出的模式不一定能使主观
感知质量达到最优。在低码率的复杂场景下，容易因为无法找到合适的匹配块放弃了INTER模式同时SKIP模式相对INTRA模式的RDcost偏小，最终选择了SKIP模式。而不合理的SKIP模式会使宏块编码失真过大或与周围宏块的纹理不连续，造成块效应，使主观质量下降。本方法通过优化x264的宏块模式选择，使宏块模式选择的结果更加合理，减少了块效应，使低码率下的视频质量有较大的提升。
[0040] 其中，a和b对发明结果的影响举例如下：
[0041] a b 视频主观质量 编码性能3 3 好 -1.5％
2 3 很好 -1.7％
2 1.5 非常好 -3.2％
[0042] 最终结果显示，本发明能够使H.264视频编码器在低码率下的复杂场景中的块效应明显减少，主观质量得到明显提升，且性能下降在3.2％以内。
