High Efficiency Video Coding (HEVC) has brought significant improvement to video compression in terms of coding performance and subjective quality. However, it is computationally more complex than H.264/AVC, and hence adaptation of HEVC to real-time video services has not been promising. In order to reduce the computational cost, we propose a fast mode decision method that is based on the adaptive ordering of modes. Our experiment results show that the proposed method reduces the total encoding time by 47.61%-64.97% and 47.30%-65.22% with negligible degradation of coding performance, which is a Bjontegaard Delta-rate (BD-rate) increment of 0.34%-1.75% and 0.66%-2.42% under random-access configuration and low-delay configuration, respectively, compared to HM12.1 with fast mode off.
ITU-T/ISO/IEC JCT-VC(Joint Collaborative Team on Video Coding)에서는 2013년 1월에 HEVC(High Efficiency Video Coding) 비디오 부호화 기술을 표준화 하였다. HEVC는 H.264/AVC 보다 약 두 배 적은 비트량으로 동일한 주관적 화질을 제공한다. 하지만, 이러한 고성능의 압축 효율을 달성하기 위해 부호화기의 복잡도가 많이 증가하였으며, HEVC의 대중화를 위해서 복잡도를 개선하기 위한 연구가 많이 진행되고 있다.
본 논문에서는 HEVC의 화면간 부호화에서 많은 연산량을 차지하는 coding block (CB)의 모드 결정을 고속화 하기 위한 방법으로, 적응적 모드 정렬을 이용한 고속 모드 결정 기법을 제안하였다. 제안한 방법을 통해 HEVC 부호화 결과에 대한 통계적 분석을 기반으로 후보 모드에 대한 RD cost와 bit cost를 예측하여, 현재까지 구해진 best mode의 RD cost 및 bit cost와 각각 비교한 후, 예측된 값이 하나라도 큰 경우, 후보 모드에 대한 연산을 생략함으로써 모드 결정에 소요되는 시간을 감소시켰다. 또한, 위 과정에서 동영상의 시간적인 연관성 및 부호화 구조의 특성에 따른 best mode 비율의 통계적 분석에 기반하여, best mode로 결정될 확률이 높은 모드 순서로 RD cost 연산을 진행하였다.
실험 결과를 통해 제안된 방법이 고속 모드 결정 알고리즘을 제외한 HM12.1에 비해 random-access configuration에서 47.61%-64.97%, low-delay configuration에서 47.30%-65.22%의 부호화 속도를 향상시키는 것을 확인하였다. 이때, BD-rateYUV 증가는 각각 0.34%-1.75%와 0.66%-2.42%로 부호화 효율에는 미치는 영향은 매우 낮음을 보여주었다.
