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研究生：	張述理
論文名稱：	用於快速H.264編碼之可適性可變區塊大小提早終止演算法 An Adaptive Variable Block-Size Early Termination Algorithm for Fast H.264 Video Coding
指導教授：	蘇崇彥
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	電機工程學系 Department of Electrical Engineering
論文出版年：	2008
畢業學年度：	96
語文別：	中文
論文頁數：	63
中文關鍵詞：	H.264 、零移動區塊、提早終止
英文關鍵詞：	H.264, zero motion blocks, early termination
論文種類：	學術論文
相關次數：	點閱：158 下載：3
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在移動估測後，不同的影像序列會有不同比例的區塊具有零移動向量，我們稱此區塊為零移動區塊。當區塊的移動向量為零，則區塊內 (0,0) 這點會有最小的代價值。先前的可變區塊大小零移動區塊偵測演算法利用此特性，僅計算(0,0) 這個搜尋點，並且給予不同大小區塊不同的門檻值，藉此來預測該區塊是否為零移動區塊。當該區塊被預測為零移動區塊時，則可提早終止搜尋，以加快編碼速度。

然而，使用固定門檻值的方式無法適應影像內容的變化。因此，本論文提出讓門檻值在固定範圍內進行變動，搭配已編碼畫面所得到的零移動區塊變化趨勢，在編碼的過程中動態的調整各模式的門檻值，可以省略不必要的計算點數來達到節省編碼時間的目的。實驗結果證實，本研究所採用的動態調整門檻值的觀念，能較有效的貼近各種不同內容的影像序列。平均能加快14.40%的編碼時間，平均能減少21.34%的移動估測時間，且平均只有0.03dB的影像品質降低，以及平均1.15kbit位元率的增加。故能在對影像品質有較小的影響下，節省更多的編碼時間及移動估測時間，達到更佳的視訊編碼效率。

In a video sequence, a portion of blocks has a zero motion vector (MV) after motion estimation. We call these blocks as zero motion blocks. If a block is a zero motion block, it is likely to have the smallest cost at MV (0, 0). The variable block-size zero motion detection defines several candidate thresholds for seven block sizes. It predicts the zero motion vectors by examining the (0, 0) point in a search area. If the cost at (0, 0) is smaller than the thresholds, the remaining motion search is skipped which can accelerate the entire coding procedure. However, a fixed set of thresholds can not react to the variation of different video sequences. To solve this problem, we proposed an adaptive set of thresholds. By dynamically change the thresholds for different coding modes, we can predict more zero motion blocks, early stop motion estimation, and omit remaining computation. Experimental results show that the proposed method can averagely reduce the entire coding time up to 14.40% and the motion estimation time up to 21.34% at the price of negligible coding loss.

目　錄
中文摘要    i
ABSTRACT    ii
誌　謝    iii
目　錄    iv
圖目錄    vi
表目錄    vii
第一章　緒論    1
1.1　研究背景    1
1.2　研究目的    2
1.3　全文架構    3
第二章　相關文獻探討    4
2.1　H.264視訊壓縮流程    4
2.2　移動估測 (Motion Estimation)    5
2.3　零區塊 (Zero Block) 偵測演算法    9
2.3.1　可變區塊大小零移動偵測(VBZMD)[9]    10
2.3.2　可變區塊大小最佳移動偵測(VBBMD)[9]    14
2.3.3　增強型全零區塊偵測演算法[13]    16
第三章　可適性提早終止演算法    21
3.1　可適性提早終止演算法介紹    21
3.2　門檻值訂定之討論    25
3.3　門檻值變動之討論    30
第四章　實驗結果    34
4.1　實驗條件和發展環境    34
4.2　參數設計    36
4.3　可適性提早終止演算法實驗結果    46
第五章　結論及未來展望    53
參考文獻    54
自　傳    56

圖目錄
圖1-1　H.264 三種不同規範[2]    2
圖2-1　H.264編碼系統架構圖[5]    4
圖2-2　移動估測示意圖    6
圖2-3　七種不同大小的區塊編碼模式    7
圖2-4　殘值區塊不同模式的編碼[5]    8
圖2-5　VBZMD演算法[9]    12
圖2-6　H.264移動向量預測模式    14
圖2-7　全零區塊與門檻值的分佈情形 (QP = 28) [13]    17
圖3-1　H.264編碼流程圖與所提出之演算法    22
圖3-2　AET演算法之細部執行流程    23
圖3-3　NZMB(t) 與NZMBave(t)的例子    31
圖4-1　實驗所使用的國際標準測試影像    35
圖4-2　十個測試影像編碼時間比較圖    48
圖4-3　十個測試影像移動估測時間比較圖    48
圖4-4　Akiyo測試影像門檻值變動情形    49
圖4-5　Salesman測試影像門檻值變動情形    49
圖4-6　News測試影像門檻值變動情形    50
圖4-7　Silent測試影像門檻值變動情形    50
圖4-8　Foreman測試影像門檻值變動情形    51
圖4-9　Coastguard測試影像門檻值變動情形    51

表目錄
表2-1　 七種模式零移動區塊的比例(QP = 32)[9]    10
表2-2　 Foreman影像在不同正確率所使用的門檻值(QP = 32)[9]    11
表2-3　 VBZMD演算法的效能[9]    13
表2-4 　預測移動向量區塊之比例[9]    15
表2-5 　VBBMD使用最佳門檻值與VBZMD之比較(QP = 32)[9]    16
表3-1 　測試影像中ZMB的平均cost值(QP = 32)    25
表3-2 　測試影像中最大、最小cost值與標準差(QP = 32)    27
表3-3　 七個模式所使用的門檻值變動範圍    30
表3-4　 編碼中畫面與前N張畫面平均ZMB的變動率    32
表4-1　 實驗條件    34
表4-2 　Akiyo測試影像在不同w與Y下的PSNR值    37
表4-3　 Salesman測試影像在不同w與Y下的PSNR值    37
表4-4 　News測試影像在不同w與Y下的PSNR值    38
表4-5　 Silent測試影像在不同w與Y下的PSNR值    38
表4-6　 Foreman測試影像在不同w與Y下的PSNR值    39
表4-7　 Coastguard測試影像在不同w與Y下的PSNR值    39
表4-8　 六個測試影像在不同w與Y下的平均PSNR值    41
表4-9　 Akiyo測試影像在不同w與Y下的編碼時間    42
表4-10　Salesman測試影像在不同w與Y下的編碼時間    42
表4-11　News測試影像在不同w與Y下的編碼時間    43
表4-12　Silent測試影像在不同w與Y下的編碼時間    43
表4-13　Foreman測試影像在不同w與Y下的編碼時間    44
表4-14　Coastguard測試影像在不同w與Y下的編碼時間    44
表4-15　六個測試影像在不同w與Y下的平均編碼時間    45
表4-16　AET演算法實驗結果    47
                                

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