1.1 研究背景
科技的進步造就了電子產業的快速發展，使得消費者對於數位娛樂的 需求日益提高。由 早期的純文字格式，進步到靜態影像和動態影音。因 此 產生了許多音訊、視訊編碼標準，讓 人類能夠享受高品質的數位影像、音 訊帶來的娛樂效果。近年來通訊網路的進步，第三代（ 3G）、第三點五代
（3.5G）行動通訊的開放，加上數位電視（Digital TV，DTV）和高畫質 電視（High Definition TV，HDTV ）的開播，大幅提高了視訊傳輸和影 像資料處理的需求，因此需要更高效率的視訊規格。
視 訊 編 碼 標 準 主 要 可 分 為 兩 類 ， 一 是 由 國 際 電 信 聯 盟 ITU
（International Telecommunications Union，ITU）中的視訊編碼專家小組 VCEG（ video coding experts group，VCEG）所 制定的 H.261、H.262、H.263 等 。 另 一 則 是 由 國 際 標 準 組 織 ISO （ International Standardization Organization， ISO）中的動畫專家小組 MPEG （ Moving Picture Experts Group， MPEG）所制定的 MPEG 系列標準。為了提供更高的壓縮效率及 網路的適用性，由 VCEG 與 MPEG 所共同組成的 JVT 團隊在 2003 年制定 了 H.264。此標準在 VCEG 稱為 H.264，在 MPEG 中，被歸類為 MPEG-4 的第十個部份，並 命名為進階視訊編碼（Advanced Video Coding，AVC），
故亦被稱為 H.264/AVC。
做為下一代的視訊編碼標準，H.264 有以下的優點：在相同的視訊的 品 質 下 ， 和 H.263 相 較 ， 只 需 其 不 到 一 半 的 位元 率 。 適 用 於 各 種 不 同 位 元 率 的 環 境 ， 而 不 單 著 重 在 低 位 元 率 的 環 境 。 擁 有 更 強 悍 的 網 路 傳 輸 設
計，具有較高的抗錯能力 (Error Resilience)。採用多幅移動向量估測與可 變區塊大小來增進壓縮效能。H.264 達到過去所不曾有的效果，但伴隨而 至的是高度複雜的演算法。為了讓 H.264 能廣泛的應用，主要訂定了三種 規 格 ， 如 圖 1-1 所 示 。 包 括 基 本 規 範 (Baseline Profile)、 主 要 規 範 (Main Profile)和延伸規範 (Extended Profile) [2]，基本規範可用於視訊品質要求 較低的 3G 視訊電話；主要規範可用於高畫質 的視訊儲存；延伸規範則可 用於串流媒體應用。
圖 1-1 H.264 三種不同規範[2]
1.2 研究目的
H.264 之所以能達到高壓縮效率，同時保有高視訊品質，是因採用了 許多新的編碼技術。如畫框內的預測 (Intra Prediction)、四分之ㄧ像素點的 移動估測 (Quarter Pixel Motion Estimation)、多張參考畫面 (Multi-reference Frame)、 更 高 壓 縮 效 率 的 熵 編 碼 (Entropy Coding)[2]等 。 這 些 新 技 術 也 為 H.264 帶 來 高 度 的 運 算 複 雜 度 和 大 量 的 計 算 量 ， 較 難 以 滿 足 即 時 上
方向。
在處理一連串的連續性影像時，若將完整的影像一張一張的傳輸，除 了等待的時間會變長，同時也會佔用相當多的頻寬或儲存資源。因此，若 我們能對影像進行壓縮，除 了可以減少傳輸的 等待時間，亦能降低使用的 資源。在 動態的影像中，相 鄰兩張畫面間具有高度的相關性，透 過兩相鄰 畫面的比對和計算，我們可得到畫面的移動向量(Motion Vector，MV)和殘 值影像，減少所需處理的資料量，達 到資料壓縮的目的。這種處理的方式 我們稱之為移動估測。
根據統計 [1][3][4]，在 H.264 影像壓縮過程中，移動估測佔用最多的 編碼時間。在使用一張參考畫面的編碼條件下，移動估測約佔了整體編碼 時間的百分之六十，若使用五張參考畫面，則 移動估測佔整體編碼時間提 高至百分之八十 [3]。若加入其他編碼條件，可 能就需要更多的編碼時間。
因此本論文主要是對於如何降低移動估測的計算量進行研究，以 加速整體 的編碼時間。
1.3 全文架構
本文提出一可適性快速 H.264 提早終止演算法，並對此演算法做詳細 的探討。第一章為本論文的簡介，分 別提出了研究背景與研究目的。第 二 章將介紹 H.264 的壓縮流程，以及過去專家學者所提出的相關演算法，並 列出其優缺點。第 三章為本研究所提出的可適性提早終止演算法，包括 其 架構、動 機及改善部分。第 四章為實驗的步驟及相關的模擬結果，分別針 對所得到的實驗數據做分析與比較。 第五章則為本研究的結論與未來展 望。