H.264 표준에서 양자화 계수를 고려한 고속 인터모드 결정 방법

A Fast Inter Mode Decision Algorithm Considering Quantization Parameter in H.264

  • 김근용 (광주과학기술원 정보통신공학과) ;
  • 호요성 (광주과학기술원 정보통신공학과)
  • Kim, Geun-Yong (Gwangju Institute of Science and Technology, Department of Information and Communications) ;
  • Ho, Yo-Sung (Gwangju Institute of Science and Technology, Department of Information and Communications)
  • 발행 : 2006.11.25

초록

최근에 만들어진 비디오 압축 표준인 H.264는 매크로블록당 최적의 부호화 모드를 결정하기 위해 비트율-왜곡 (rate-distortion) 기법을 사용하지만, 그 복잡성으로 인해 부호화하는 데 많은 시간이 걸린다. 따라서, H.264의 부호화 시간을 단축하기 위해 고속 모드결정 방법이 필요하다. 본 논문에서는 양자화 계수에 따라 발생 모드가 변하는 특성에 기반하여 불필요한 움직임 예측 및 모드결정 과정을 생략하는 새로운 고속 모드결정 방법을 제안한다. 양자화 계수에 따라 최적모드의 발생 빈도가 변하게 되는데, 제안한 방법에서는 매크로블록의 양자화된 이산 여현변환 계수들이 모두 0일 때, 0의 값을 가지는 CBP(coded block pattern)를 고려하여 이러한 특성을 반영하며, 조기 SKIP 모드 결정방법과 조기 $16{\times}16$ 모드 결정방법을 이용한다. 컴퓨터 모의실험을 통해, 본 논문에서 제안한 고속 인터모드 결정방법이 H.264의 참조 소프트웨어에 구현된 고속 인터모드 결정방법에 비해, Baseline 프로파일의 경우 19.6%, Main 프로파일의 경우 18.8%의 부호화 시간을 감소시키는 것을 확인했다.

The recent video coding standard H.264 employs the rate-distortion optimization (RDO) method for choosing the best coding mode; however, it causes a large amount of encoding time. Thus, in order to reduce the encoding time, we need a fast mode decision algorithm. In this paper, we propose a fast inter mode decision algorithm considering quantization parameter (QP). The occurrence of best modes depends on QP. In order to reflect these characteristics, we consider the coded block pattern (CBP) which has 0 value when all quantized discrete cosine transform (DCT) coefficients are zero. We also use the early SKIP mode decision and early $16{\times}16$ mode decision methods. By computer simulations, we have verified that the proposed algorithm requires less encoding time than the fast inter mode decision method of the H.264 reference software for the Baseline and Main profiles by 19.6% and 18.8%, respectively.

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참고문헌

  1. ITU-T Rec. H.264 I ISO/IEC 14496-10 AVC 'Draft ITU-T Recommendation and Final Draft International Standard of Joint Video Specification,' NT Doc. NT-G050, 2003
  2. 최웅일, 전병우, 'H.264 표준의 가변 움직임 블록을 위한 고속 움직임 탐색 기법,' 전자공학회 논문지 제41권 SP편 제6호,209-220쪽,2004년 11월
  3. G. J. Sullivan and T. Wiegand, 'Rate-Distortion Optimization for Video Compression,' Signal Processing Magazine, IEEE, Vol. 15, pp. 74-90, Nov. 1998 https://doi.org/10.1109/79.733497
  4. Y. U. Huang, B. Y. Hsieh, T. C. Chen, and L. G. Chen, 'Analysis, Fast Aglorithm, and VLSI Architecture Design for H.264/ AVC Intra Frame Coder,' IEEE Trans. on Circuits and Systems for Video Technology, Vol. 15, No.3, pp. 378-401, March 2005 https://doi.org/10.1109/TCSVT.2004.842620
  5. JVT Reference Software Version 9.5, Available Online at: http://iphome.hhi.de/suehring/tml/download/old_jm/jm95.zip
  6. H. S. Kim, S. H. Kim, and Y. S. Ho, 'Fast Mode Decision Algorithm Using Mode Classification for H.264,' ITC, Thiland, pp. 51-58, Nov. 2004
  7. G. Y. Kim, S. H. Kim, H. S. Kim, and Y. S. Ho, 'Fast Mode Decision Algorithm for H.264 Based on Motion Cost,' European Signal Processing Conference, Sept. 2005
  8. 이제윤,전병우,'H.264 동영상 압축을 위한 고속 부호화 모드 결정 방법,' 전자공학회 논문지 제41권 SP편 제6호,165-173쪽,2004년 11월
  9. B. Jeon and J. Lee, 'The Fast Mode Decision with Fast Motion Estimation,' JVT Doc. JVT- N013, Jan. 2005
  10. G. Sullivan and G. Bjontegaard, 'Recommended Simulation Common Conditions for H,26L Coding Efficiency Experiments on Low-resolution Progressive-Scan Source Material,' ITU-T Q.6/16, Doc. VCEG-N81, Sept. 2001
  11. G. Bjontegaard, 'Calculation of Average PSNR Difference between RD-Curve,' ITU- T Q.6/16, Doc. VCEG-M33, April 2001
  12. Z. Chen, P. Zhou, and Y. He, 'Fast Integer Pel and Franctional Pel Motion Estimation for JVT,' JVT Doc. JVT-F017, Dec. 2002
  13. Z. Chen, P. Zhou, and Y. He, 'Fast Motion Estimation for JVT,' JVT Doc. JVT-G016, March 2003