面向运动图像远程实时传输的H.263压缩方法的分析与优化

此外，还可以利用硬件特性加速块匹配准则的运算速度，Intel的MMX技术提供了这种特性。SAD等块匹配准则主要针对短数据的重复计算，MMX增加了系统单个指令操作数据的数目（SIMD），从而可以在一个指令中完成多组数据的计算，实现并行机制，从而加快运算速度。

3 提高压缩比的选择

H.263提供了许多高级模式来提高视频压缩比。从对压缩效率的贡献角度看，大运动向量模式、高级预测模式、PB帧模式和增强PB帧模式是最重要的4个高级模式。

在大运动向量模式和高级预测模式下，运动向量可以指到图像边界以外，增大了运动向量的表达范围，从而在本质上提高了运动补偿的精度以改善编码效率。

基本PB帧模式下，一个PB帧是一个P帧和一个B帧组成的整体。当前P帧由前一个P帧预测得到，B帧则由单一个P帧和当前P帧预测得到（见图2）。PB帧模式在增加较少比特数的情况下，将帧率提高了近一倍。

增强PB帧模式的主要改进点在于预测方式的增强。基本PB帧模式对B帧图像（或宏块）仅允许使用双向预测，而增强的PB帧模式对B帧图像则允许使用前向预测（见图3）、后向预测（见图4）和双向预测（见图2）三种手段。这样，在压缩过程中，有机会选择更适合的预测方法处理B帧图像（或宏块），从而提高B帧的压缩效率。基本PB帧模式的B帧只能通过双向预测获得，这对慢速运动图像效果较好。当输入运动图像存在快速不规则的运动时，B帧质量会急剧恶化，而增强PB帧模式的B帧有三种预测方式可选，可以解决这一难题。通过分析和测试表明，增强PB模式比基本PB帧模式有更强的鲁棒性，更适用于运动图像远程实时传输

大运动向量模式和高运动预测模式由于增大了运动向量的表示范围，可以增强运动补偿的精度，从而提高压缩比；而增强PB帧模式引入B帧，有三种预测方式可以生成B帖，在相同帧率的情况下，将压缩比提高近80%，压缩效果明显。在实际程序设计中，笔者配合传输环境测试模块，在网络带宽较低时实现这三种方式的配合使用，发挥了更大的压缩效率，达到更高的压缩比。

4 实验数据和性能分析

4.1 算法优化测试

分别取100帧三种不同格式（SUB-QCIF：88×72，QCIF：176×144，CIF：352×288）的视频值，每20帧取1个关键帧，视频帧质量取6000，比较优化前和优化后算法的时间效率，结果如（图5）所示。

纵轴单位为毫秒，表示压缩完成所需时间。可见，要处理的视频帧越大，优化后的算法取得的加速效果越明显。

    4.2 增强PB帧模式压缩效果测试

分别取100帧三种不同格式（SUB-QCIP：88×72，QCIF：176×144，CIF：352×288）的视频帧，每20帧取1个关键帧，视频帧质量取6000，比较使用增强PB帧模式前和使用增强PB帧模式后算法的压缩效率，结果如（图6）所示。

纵轴为压缩比。要处理的视频帧越大，冗余信息越多，增强PB帧模式的压缩效果越明显。