演算量にスケーラビリティを有するH.264エンコーダ

计算量可扩展的H.264编码器

基本信息

批准号：
17700188
负责人：
藤田玄
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Osaka Electro-Communication University (2006)Osaka University (2005)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

H.264/AVC動画像符号化は,可変ブロックサイズ,1/4画素精度の動き補償,フレーム内予測等の様々な新しい符号化技術を導入しており,符号化時に設定すべきパラメータの種類が従来のMPEG-4 ASPに比べて多岐に渡る.これにより,MPEG-4 ASPに比べてビット量を約50%削減可能であるが,その一方で符号化時に必要な演算量は4倍以上に増加している.このため,H.264向けの演算量削減アルゴリズムがこれまでに数多く提案されている.これらのアルゴリズムは,リアルタイム処理などのように演算量に制約がある条件下で極めて有用である一方,削減に伴う画質の劣化も発生する.しかし,これらのアルゴリズムで削減される演算量や画質に与える影響は動画像シーケンスによって大幅に異なるため,演算量や画質にばらつきが生じる.特に,演算量のばらつきは,時間制約のある条件下では,大きな問題となる.そこで,入力される動画像シーケンスに合わせて符号化パラメータの探索範囲,符号化パラメータを設定するアルゴリズム(以下パラメータ設定)を適切に選択することで,演算量の制御を行う.更に演算量を制御すると同時に,パラメータ設定を固定した場合に比べ,画質の向上が期待できる.本研究ではまず,パラメータ設定と動画像シーケンスが演算量,画質へ与える影響の調査を行い,パラメータ設定が与えられた場合の,演算量,画質の推定値をモデル化をおこなった.具体的には,調査結果から各パラメータ設定と演算量の関係が,動画像シーケンスに存在するもの,ビットレートに依存するもの,それ以外の値に依存するものに分類する.画質に関しても,最も高い画質が得られるパラメータ設定を基準値とした場合の,各パラメータを適用した際に起こる画質低減量の推定値を,演算量と同様に動画像シーケンスの特徴量やビットレートを用いてモデル化を行った.提案手法では,演算量・画質のモデルを用いて,割り当てた演算量内で,画質の低減が少なくなるように動画シーケンスの特徴に応じたパラメータ設定を行うことで,動的な演算量割当てを実現する.提案手法を用いることで,誤差10%以内の符号化時間での符号化を実現するとともに最大約0.4dBの画質の改善を実現した.

H.264/AVC视频编码引入了可变块大小、1/4像素精度运动补偿、帧内预测等各种新的编码技术，并且编码时必须设置的参数类型比传统的MPEG-4更广泛。 ASP。虽然与 ASP 相比可以减少大约 50% 的位数，但编码时所需的计算量增加了四倍以上。因此，这是减少 H. 264. 迄今为止，已经提出了许多这样的算法。虽然这些算法在计算量有限的情况下非常有用，例如在实时处理中，但图像质量可能会因减少而恶化。但是，这些算法对于视频序列来说，计算量的减少以及对图像质量的影响是显着的。结果，计算量和图像质量差异很大，导致计算量和图像质量的变化。特别是，在时间限制的条件下，计算量的变化成为大问题。通过适当选择设置搜索范围和编码参数（以下简称参数设置）的算法。此外，在控制计算量的同时，与参数设置固定时相比，图像质量得到了改善。在本研究中，我们首先将，我们研究了参数设置和视频序列对计算量和图像质量的影响，并对给定参数设置的计算量和图像质量的估计值进行了建模。具体来说，我们呈现了研究结果。从各参数设定及计算量这些关系分为视频序列中存在的关系、依赖于比特率的关系以及依赖于其他值的关系。至于图像质量，当使用产生最高图像质量的参数设置作为标准值时, 当应用每个参数时我们使用视频序列的特征值和比特率以与计算量相同的方式对过程中发生的图像质量下降量的估计值进行建模。在所提出的方法中，我们使用的模型计算量与图像质量计算量之内分配运算量，使图像质量的降低较少。通过根据视频序列的特性设置参数来实现动态计算量分配，通过使用所提出的方法，可以实现误差在10%以内、最大约为0.4的编码，实现了图像质量的dB提升。。