可 變區塊大小零移動偵測 (VBZMD)[9]

對於多數的影像而言，會有部份數量的區塊在移動估測後，得到其移 動向量為零。從表 2-1 可看到在七種模式下，六個測試影像在量化係數 (Quantization Parameter，QP)為 32 的情況下，有 30.71%到 98.03%的區塊 移動向量為零。因 此，若能及早預測零移動區塊(Zero Motion Block，ZMB) 就能提早終止移動估測和省略部份的計算量。

表 2-1 七種模式零移動區塊的比例(QP = 32)[9]

Sequence

Mode 1

Mode 2

Mode 3

Mode 4

Mode 5

Mode 6

Mode 7 Akiyo 98.03 97.51 97.18 97.28 97.14 96.47 97.04 Salesman 96.80 95.92 95.69 95.15 94.78 94.13 94.33 News 91.90 91.72 91.98 92.35 91.93 91.31 91.78 Silent 85.01 84.65 84.15 85.01 84.75 84.23 85.06 Coastguard 32.44 33.51 32.8 30.91 31.4 30.71 31.06 Foreman 43.97 44.15 43.57 44.25 44.81 43.73 45.42

在零移動偵測 ZMD[8]演算法中，Yang 等人[8]是利用區塊的絕對誤差 總合 SAD 值，與門檻值做比較。在 H.264 標準中，是利用價值函數 J 來 評斷是否為最相似區塊的標準。若一區塊為零 區塊，則 其在移動向量座標 MV(0,0)這點會擁有最小的代價值。因 此，Yang 等人 [8]對於七種模式定 義 了七個不同的門檻值 THZi (i=1 to 7)，當區塊在 MV(0,0)這點的代價值滿 足式子 (2-5)，即可認定該區塊為零區塊。

Ji < THZi for i = 1, 2…7…..……….（ 2-5）

那麼要如何定出合適的門檻值就是 VBZMD 演算法的關鍵所在。當所 定義的門檻值愈大時，則能偵測的零區塊愈多、省略愈多的計算量。相 對 地，也會使得區塊編碼模式的選擇愈容易產生 錯誤，進 而造成影像品質的 下降。因 此需要在影像品質與計算複雜度間取得一個平衡點。VBZMD 的 作者認為維持影像品質比降低計算複雜度來的重要，因 此，便利用偵測的 正確率來做為定義門檻值的依據。

表 2-2 Foreman 影像在不同正確率所使用的門檻值 (QP = 32)[9]

Accuracy Mode 1 Mode 2 Mode 3 Mode 4 Mode 5 Mode 6 Mode 7 80% 600 550 570 400 315 300 250 75% 960 650 660 480 360 350 270 70% 1650 920 890 600 410 400 300 65% 2270 1200 1160 700 470 460 350 60% 2800 1500 1430 880 530 530 400

表 2-2 中，正確率 (Accuracy)表示區塊代價值小於門檻值且該區塊為零區 塊 的 機 率。透 過 此 表，我 們 能 在 影 像 品 質 與 計 算 複 雜 度 間 取 得 一 個 平 衡 ， 選擇出一個較佳的門檻值。根據實驗的結果，在相同的門檻值時，動態較 小的測試影像其正確率會高於動態較大的測試影像，因 此，動態較大的影 像 可 使 用 的 門 檻 值 將 可 直 接 用 於 動 態 較 小 的 影 像 上 。 國 際 標 準 測 試 影 像 Foreman 可代表動態較大的影像，因 此，可將 Foreman 影像所使用的門檻 值套用到其他影像。有鑑於此，在 VBZMD 中所採用的門檻值是以 Foreman

測試影像為基準，因為該影像屬於動態較大的影像。

在 VBZMD 演算法中，如果一個區塊在點 (0,0)的零動態代價值小於相 關的門檻值，則認定(0,0)為該區塊的最佳移動向量，同時，跳至計算同巨 區塊中的下一區塊。如果處理中的區塊是巨區塊中的後一個區塊，則計 算 該巨區塊中各區塊下一個模式的代價值。當計算完七種模式後，選擇擁有 最小代價值的模式為最佳編碼模式。在模式一 的情況，因巨區塊中只有一 個區塊，若其代價值亦足夠小，則不僅(0,0)為該區塊的最佳移動向量，同 時模式一亦為該巨區塊的最佳編碼模式。因此，VBZMD 的作者額外定義 了一個較小的門檻值 THS 用於模式一。若區塊的代價值小於 THS 值，則 停止巨區塊的估測計算，VBZMD 的完整演算法如圖 2-5 所示：

圖 2-5 VBZMD 演算法[9]

整個演算法經實作後，其模擬結果如表 2-3 所示。對於動態較小的視訊影 像而言，零區塊正確率的降低，不一定會造成影像品質的下降；對於動態 較大的視訊影像，影像品質與零區塊 正確率成正比。搜尋點數 (Points per Macroblock，PPMB)與正確率亦成正比，即 所定義的門檻值越大時，所 需 搜尋的相對點數愈少、省略的計算或區塊就愈 多，編碼所需要的位元率也 相對地提高。

表 2-3 VBZMD 演算法的效能 [9]

Sequence Method Accuracy

PSNR

(dB) PPMB

Bit-rate (kbps) Fast ME 35.22 63.86 14.52

80% 35.18 29.02 14.65 75% 35.20 21.42 14.67 70% 35.19 7.96 14.70 65% 35.18 5.17 14.59 Akiyo Fast ME

+ VBZMD

60% 35.17 4.17 14.67 Fast ME 32.90 160.48 79.34

80% 32.87 124.97 79.00 75% 32.86 112.85 79.55 70% 32.82 88.75 80.49 65% 32.77 64.77 82.19 Foreman Fast ME

+ VBZMD

60% 32.75 49.39 84.73