-72.242% news -0.028db 3.5 kbit/s -58.78% news
Average -0.02db -0.0006%
Average 3.0 kbit/s
0.001%
Average 74.4%
Average -0.03db
Average 2.9 kbit/s
Average 58.32%
以移動向量為基準之 intra/inter 模式決策判斷，在時間上大約可節省 75%，而且畫 面品質與位元率也有一定維持。以百分比來說的話畫面品質降低很少，位元率也只提升 一點點，所以比 2*2 濾波器來計算不同角度之快速 intra 模式方法[29-30]在畫面品質與 時間節省上都好很多，我們再判斷 intra 模式時，因其分佈非常少，可以把 intra 模式判 斷的區間值設定少一點，把 P16*16 和 P8*8 模式判斷的區間值設多一點，來解決此問題。
因為使用過多的 intra 模式，會產生誤判的問題，而且會使位元率變差。
實驗環境與 2*2 濾波器來計算不同角度之快速 intra 模式方法的實驗環境做個總整 理。實驗環境是架構在 JM12.2 版本，總共使用 100 個訊框在不同的五種影像序列中。
search range= ±16、use fast ME。此演算法是一個可以快速決定模式判斷方法。接下來下 一章節將介紹用我們的方法使用折線圖方式與 jm 使用折線圖方式在不同影片上做比
較。
5.2 實驗 實驗 實驗 實驗數據之折線圖 數據之折線圖 數據之折線圖 數據之折線圖
我們將分為兩部分探討，第一種為 inter 模式。使用七種不同影像序列，包含 akiyo、
coastguard、container、foreman、mother_daughter、silent 與 suzie。以此七種 sequence 的 PSNR、BIT RATE 和時間上折線圖比較，可看出我們所提出的方法比過去標準所提出的 方法時間上節省很多，PSNR 和 BIT RATE 也有一定維持。以圖 24~44 所示：藍色線表 示以移動向量為基準之 inter 模式決策判斷，紅色線表示原始方法，將兩者來做不同影 像序列的比較。
圖 24 (inter 模式) akiyo 與 jm 折線圖 bit rate 的比較
圖 25 (inter 模式) akiyo 與 jm 折線圖 PSNR 的比較
圖 26 (inter 模式) akiyo 與 jm 折線圖時間的比較
圖 27 (inter 模式) coastguard 與 jm 折線圖 bit rate 的比較
圖 28 (inter 模式) coastguard 與 jm 折線圖 PSNR 的比較
圖 29 (inter 模式) coastguard 與 jm 折線圖時間的比較
圖 30 (inter 模式) container 與 jm 折線圖 bit rate 的比較
圖 31 (inter 模式) container 與 jm 折線圖 PSNR 的比較
圖 32 (inter 模式) container 與 jm 折線圖時間的比較
圖 33 (inter 模式) foreman 與 jm 折線圖 bit rate 的比較
圖 34 (inter 模式) foreman 與 jm 折線圖 PSNR 的比較
圖 35 (inter 模式) foreman 與 jm 折線圖時間的比較
圖 36 (inter 模式) mother_daughter 與 jm 折線圖 bit rate 的比較
圖 37 (inter 模式) mother_daughter 與 jm 折線圖 PSNR 的比較
圖 38 (inter 模式) mother_daughter 與 jm 折線圖時間的比較
圖 39 (inter 模式) silent 與 jm 折線圖 bit rate 的比較
圖 40 (inter 模式) silent 與 jm 折線圖 PSNR 的比較
圖 41 (inter 模式) silent 與 jm 折線圖時間的比較
圖 42 (inter 模式) suzie 與 jm 折線圖 bit rate 的比較
圖 43 (inter 模式) suzie 與 jm 折線圖 PSNR 的比較
圖 44 (inter 模式) suzie 與 jm 折線圖時間的比較
第二種為 intra 模式。使用五種不同影像序列，包含 coastguard、container、foreman、
silent 與 news。以此五種 sequence 的 BIT RATE、PSNR 和時間上折線圖比較，可看出 我們所提出的方法比過去標準所提出的方法時間上節省很多，PSNR 也有一定維持。我 們再判斷 intra 模式時，因其分佈非常少，可以把 intra 模式判斷的區間值設定少一點，
把 P16*16 和 P8*8 模式判斷的區間值設多一點，來解決此問題。因為使用過多的 intra 模式，會產生誤判的問題，而且會使位元率變差。以圖 45-59 所示：藍色線表示以移動 向量為基準之 intra 模式決策判斷，紅色線表示原始方法，將兩者來做不同影像序列的 比較。
圖 45 (intra 模式) coastguard 與 jm 折線圖 bit rate 的比較
圖 46 (intra 模式) coastguard 與 jm 折線圖 PSNR 的比較
圖 47 (intra 模式) coastguard 與 jm 折線圖時間的比較
圖 48 (intra 模式) container 與 jm 折線圖 bit rate 的比較
圖 49 (intra 模式) container 與 jm 折線圖 PSNR 的比較
圖 50 (intra 模式) container 與 jm 折線圖時間的比較
圖 51 (intra 模式) foreman 與 jm 折線圖 bit rate 的比較
圖 52 (intra 模式) foreman 與 jm 折線圖 PSNR 的比較
圖 53 (intra 模式) foreman 與 jm 折線圖時間的比較
圖 54 (intra 模式) news 與 jm 折線圖 bit rate 的比較
圖 55 (intra 模式) news 與 jm 折線圖 PSNR 的比較
圖 56 (intra 模式) news 與 jm 折線圖時間的比較
圖 57 (intra 模式) silent 與 jm 折線圖 bit rate 的比較
圖 58 (intra 模式) silent 與 jm 折線圖 PSNR 的比較
圖 59 (intra 模式) silent 與 jm 折線圖時間的比較
第 第 第
第 6 66 6 張 張 張 張 結論和未來展望 結論和未來展望 結論和未來展望 結論和未來展望 6.1
6.1 6.1
6.1 結論 結論 結論 結論
在實驗分析中，我們以八種不同影像序列做移動向量與影片序列特性之間的分析。
實驗環境架構在 JM12.2 版本，總共使用 100 個訊框在不同的八種影像序列中。針對以 移動向量為基準之 intra/inter 模式決策判斷與 jm 比較。在 inter 預估時間上約可節省 71
％，畫面品質約下降 0.03db，位元率約上升 0.014 kbit/s，都比相關論文中所提的方法來 的好，畫面品質和位元率也都有一定維持。intra 預估時間上約可節省 75%，品質約下降
0.02db，位元率約上升 3.0 kbit/s。但位元率偏高一點，我們再判斷 intra 模式時，因其分 佈非常少，可以把 intra 模式判斷的區間值設定少一點，把 P16*16 和 P8*8 模式判斷的 區間值設多一點，來解決此問題。因為使用過多的 intra 模式，會產生誤判的問題，而 且會使位元率變差。
以移動向量為基準之快速 intra/inter 模式決策演算法與 Sobel 邊緣計算方式[24-27]
和利用 2*2 濾波器計算不同角度之快速 intra 模式做分析比較[34,35]。從實驗結果裡，可 以發現我們提出的方法比 Sobel 計算方法在時間上節省很多，因為此方式沒有很多計算 量，可以使時間複雜度降低。而 Sobel 在預估模式中採用邊緣處理，必須額外運算，導 致計算量比較多，所以時間複雜度大幅增加。
在實驗結果裡，以 inter 模式而言，在時間上可以節省大約 71%。Sobel 計算方法在 時間上只能節省 50%。所以此方法比 Sobel 在時間與畫面品質和位元率都來得好。以 intra 模式而言，在時間上可節省 75%。利用 2*2 濾波器來計算不同角度之快速 intra 模式方 法在時間上只能節省 58%。因為利用 2*2 濾波器來計算不同角度之快速 intra 模式方法 要計算其濾波器係數，再用這些係數判斷模式決策，計算量有比較少。此方法稍微改進 前面所提出的幾種方式所碰到複雜度問題，但無法完全改善。所以此方式比 2*2 濾波器 來計算不同角度之快速 intra 模式方法在時間上節省很多，而且畫面品質也比較好。從 分析結果可以知道本論文提出的方法是很具實用性，也可以達到及時處理要求，若運用 於硬體上也容易實作。
6.2 6.2 6.2
6.2 未來展望 未來展望 未來展望 未來展望
在我們的實驗中可以看出 inter 模式有一個不錯結果。但在 intra 模式方面位元率偏 高一點，Intra 模式在判斷 sequence 會出現區塊誤判的問題，我們再判斷 intra 模式時，
因其分佈非常少，可以把 intra 模式判斷的區間值設定少一點，把 P16*16 和 P8*8 模式 判斷的區間值設多一點，來解決此問題。因為使用過多的 intra 模式，會產生誤判的問 題，而且會使位元率變差。或許可以參考更多張資訊得到最佳的模式，來解決此問題。
所以此部分在日後也是可以做為修正改良的部分。此判斷假如做 intra 模式預估，此模 式不會做其他判斷，因此時間明顯節省很多，但相對代價就是位元率提高一些。或許在
模式判斷上可以再分更細更準確。
參考文獻
[1] Musmann, H.G., "Genesis of the MP3 audio coding standard", IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol 52, PP.1043 - 1049,Aug. 2006.
[2] Hong, Yong Taek, Lee, Kyung Ho, Kim, Jing sang, Cho, Won-Kyung, "High Speed Architecture for MPEG-2/H.264 Video Transcoding", ISCIT International Symposium on Communications and Information Technologies, PP.674 - 678, Sept. 2006.
[3] Bourges-Sevenier, M.,"An introduction to MPEG-4 animation framework extension (AFX)",International Conference on Image Processing, Vol 3, PP.III-1 - III-4,June 2002.
[4] Sikora, T., "Trends and Perspectives in Image and Video Coding", Proceedings of the IEEE Vol 93, PP.6 - 17, Jan. 2005.
[5] Xuan Jing, Wan-Chi Siu, Lap-Pui Chau, Constantinides, A.G.,"Fast intra mode decision algorithm for H.263 to H.264/AVC transcoding", International Conference on Neural Networks and Signal Processing, PP.666 - 670,June 2008.
[6] Marpe, D., Wiegand, T., Sullivan, G.J., "The H.264/MPEG4 advanced video coding standard and its applications", Communications Magazine, IEEE, Vol 44, PP.134 - 143, Aug. 2006.
[7] Sullivan, G.J., Wiegand, T.,"Video Compression - From Concepts to the H.264/AVC Standard", Proceedings of the IEEE Vol 93, PP.18 - 31, Jan. 2005.
[8] Wiegand, T., Sullivan, G.J., Bjontegaard, G., Luthra, A., "Overview of the H.264/AVC video coding standard", IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, Vol 13, PP.560 - 576, July 2003.
[9] Kalva, H., "The H.264 Video Coding Standard ", Multimedia, IEEE Vol 13, PP.86 -
90, Oct.-Dec. 2006.
[10] Yap-Peng Tan, Haiwei Sun, "Fast motion re-estimation for arbitrary downsizing video transcoding using H.264/AVC standard", IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol 50,PP.887 - 894,Aug. 2004.
[11] Chen, M.-J., Li, G.-L., Yi-Yen Chiang, Ching-Ting Hsu, "Fast multiframe motion estimation algorithms by motion vector composition for the MPEG-4/AVC/H.264 standard", IEEE Transactions on Multimedia, Vol 8,PP.478 - 487,June 2006.
[12] Yeping Su, Ming-Ting Sun, "Fast multiple reference frame motion estimation for H.264/AVC", IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, Vol 16,PP.447 - 452,March 2006.
[13] Zhenyu Liu, Lingfeng Li, Yang Song, Shen Li, Goto, S., Ikenaga, T., "Motion Feature and Hadamard Coefficient-Based Fast Multiple Reference Frame Motion Estimation for H.264", IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, Vol 18,PP.620 - 632,May 2008.
[14] Zhang, Shufang, Wang, Yanling, Kang, Jinhua, Li, Hua, "A New Approach to Fast Multiple Reference Frame Motion Estimation for H.264", International Symposium on Computer Science and Computational Technology, Vol 2,PP.254 - 258,Dec. 2008.
[15] Qichao Sun, Xin-Hao Chen, Xiaoyang Wu, Lu Yu, "A Content-adaptive Fast Multiple Reference Frames Motion Estimation in H.264", IEEE International Symposium on Circuits and Systems, PP.3651 - 3654,May 2007.
[16] Guifen Tian, Tianruo Zhang, Xianghui Wei, Ikenaga, T., Goto, S., "An Efficient Fast Mode Decision Algorithm for H.264/AVC Intra Prediction", Congress on Image and Signal Processing, Vol 1, PP.411 - 415,May 2008.
[17] Zhenyu Wei, Hongliang Li, King Ngi Ngan, "An Efficient Intra Mode Selection Algorithm For H.264 Based On Fast Edge Classification", IEEE International
Symposium on Circuits and Systems, PP.3630 - 3633,May 2007.
[18] Hongliang Li, King Ngi Ngan, Zhenyu Wei, "Fast and Efficient Method for Block Edge Classification and Its Application in H.264/AVC Video Coding", IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, Vol 18,PP.756 - 768,June 2008.
[19] Pengyu Liu, Kebin Jia, Xu He, "A Fast Mode Decision Algorithm for Inter-Frame in H.264/AVC", International Conference on Innovative Computing Information and Control, 18-20,PP.202 - 202,June 2008.
[20] Dae-gon Kim, Cheol-jung Yoo, Ok-bae Chang, Eun-mi Kim, Jong-Ryeol Choi,
"Improved Fast Mode Decision Algorithm for Variable Macro Block Motion Compensation in H.264", International Symposium on Information Technology Convergence, 23-24,PP.184 - 187,Nov. 2007.
[21] Sung Dae Kim, Sunwoo, M.H., "Efficient frame selection schemes for multi-reference and variable block size Motion Estimation", IEEE International Conference on Multimedia and Expo, PP.733 - 736,June 23 2008-April 26 2008.
[22] Lei Wang, Jun Wang, Goto, S., Ikenaga, T., "Variable block size error concealment scheme based on H.264/AVC non-normative decoder", International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems, PP.104 - 107,Nov. 28 2007-Dec. 1 2007.
[23] Lei Wang, Jun Wang, Goto, S., Ikenaga, T., "Adaptive Motion Vector Retrieval Schemes for H.264 Error Concealment", Congress on Image and Signal Processing, Vol 1, 27-30,PP.384 - 388,May 2008.
[24] Wu, D., Wu, S., Lim, K.P., Pan, F., Li, Z.G., Lin, X., "Block INTER mode decision for fast encoding of H.264", IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing, Vol 3,17-21,PP.iii - 181-4,May 2004.
[25] Kai-yang Li, Zheng Dong, "A Novel Method of Detecting Calcifications from Mammogram Images Based on Wavelet and Sobel Detector", IEEE International Conference on Mechatronics and Automation, 25-28, PP.1503 - 1508,June 2006.
[26] Hua, Zhang, Yiran, Zhou, Xiang, Tian, "A Weighted Sobel Operator-Based No-Reference Blockiness Metric", Pacific-Asia Workshop on Computational Intelligence and Industrial Application, Vol 1,19-20,PP.1002 - 1006, Dec. 2008.
[27] Kazakova, N., Margala, M., Durdle, N.G., "Sobel edge detection processor for a real-time volume rendering system", International Symposium on Circuits and Systems, Vol 2,23-26,PP.II - 913-16,May 2004.
[28] Kai-Tat Fung, Wan-Chi Siu, "DCT-based video downscaling transcoder using split and merge technique", IEEE Transactions on Image Processing, Vol 15,PP.394 - 403,Feb. 2006.
[29] Byeongdu La, Minyoung Eom, Yoonsik Choe, "Fast Mode Decision for Intra Prediction in H.264/AVC Encoder", IEEE International Conference on Image Processing, Vol 5,PP.V - 321 - V - 324,Sept. 16 2007-Oct. 19 2007.
[30] Qiang Tang, Nasiopoulos, P., Ward, R., "Fast block size prediction for MPEG-2 to H.264/AVC transcoding", IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing, PP.1029 - 1032, March 31 2008-April 4 2008.
[31] Zhenyu Wei, King Ngi Ngan, "A Fast Macroblock Mode Decision Algorithm for H.264", IEEE Asia Pacific Conference on Circuits and Systems, 4-7,PP.772 - 775,Dec.
2006.
[32] Yu, A.C., "Efficient block-size selection algorithm for inter-frame coding in H.264/MPEG-4 AVC", IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing, Vol 3,17-21,PP.iii - 169-72,May 2004.
[33] Li Wang, Qi Wang, Yu Liu, Wei Lu, "A fast Intra Mode Decision Algorithm for