skip模式
视频编码中的 “skip” 模式是一种优化技术,用于提高编码效率,减少不必要的编码工作。当编码器确定某个宏块(Macroblock,
MB)在当前帧和参考帧之间没有显著的运动或变化时,可以采用skip模式。以下是skip模式的一些关键点:
宏块未变化:在视频序列中,许多宏块在连续的帧之间可能看起来相同或非常相似。如果编码器检测到这种情况,它可以决定不对这些宏块进行编码。
运动向量(Motion Vector, MV):编码器会计算当前宏块和参考帧中相应宏块之间的运动向量。如果运动向量为零或非常小,表明宏块没有显著运动,可以考虑使用skip模式。
编码效率:使用skip模式可以减少编码器需要处理的数据量,从而提高编码效率。由于不需要对这些宏块进行变换、量化和编码,编码器可以将资源集中在那些确实发生变化的宏块上。
P-skip和B-skip:
- P-skip:在P帧(预测帧)中,如果宏块与前一帧中的对应宏块相同或非常相似,可以使用P-skip模式。
- B-skip:在B帧(双向预测帧)中,如果宏块与前后两个参考帧中的对应宏块相同或非常相似,可以使用B-skip模式。
条件判断:编码器通常会根据一些条件来判断是否使用skip模式,例如宏块的运动向量、编码成本、宏块类型等。
预测和更新:在决定使用skip模式之前,编码器可能需要进行一些预测和成本计算。如果预测的成本低于实际编码的成本,编码器可能会选择skip模式。此外,编码器还需要更新相关的状态和缓存信息,以确保解码器能够正确地重建视频帧。
编码器复杂性:虽然skip模式可以提高编码效率,但它也可能增加编码器的复杂性,因为编码器需要准确地判断何时使用skip模式。
编码标准:不同的视频编码标准(如H.264/AVC, H.265/HEVC, VP9等)可能有不同的skip模式实现和优化策略。
总的来说,skip模式是一种有效的视频编码技术,可以在保持视频质量的同时减少编码工作量和提高编码速度。
openh264 中 Pskip 决策过程分析
Pskip 判断逻辑的函数关系图
- 说明:可以看到Pskip 决策的核心函数是
WelsMdInterJudgePskip
、WelsMdInterDecidedPskip
两个函数。
Pskip 判断的逻辑原理
skip 类型判断的核心函数
WelsMdInterJudgePskip
函数
- 功能:判断当前宏块是否应该尝试使用P-skip模式进行编码。
- 原理:
- 函数的返回值bRet初始化为true;
- 如果参考帧是P-slice类型,并且宏块缓存中的参考宏块类型是P-skip或背景类型,或者bTrySkip为true,则进入判断逻辑;
- 调用
PredictSadSkip
函数来预测P-skip宏块的SAD成本; - 调用
WelsMdPSkipEnc
函数尝试P-skip编码。如果成功,则bRet保持true;如果失败,则设置为false; - return 返回值 bRet;
- 调用
- return 返回 false;
- 源码:
//
// try the ordinary Pskip
//
bool WelsMdInterJudgePskip (sWelsEncCtx* pEncCtx, SWelsMD* pWelsMd, SSlice* pSlice, SMB* pCurMb, SMbCache* pMbCache,bool bTrySkip) {bool bRet = true;if (((pEncCtx->pRefPic->iPictureType == P_SLICE) && (pMbCache->uiRefMbType == MB_TYPE_SKIP|| pMbCache->uiRefMbType == MB_TYPE_BACKGROUND)) ||bTrySkip) {PredictSadSkip (pMbCache->sMvComponents.iRefIndexCache, pMbCache->bMbTypeSkip, pMbCache->iSadCostSkip, 0,& (pWelsMd->iSadPredSkip));bRet = WelsMdPSkipEnc (pEncCtx, pWelsMd, pCurMb, pMbCache) ? true : false;return bRet;}return false;
}
WelsMdInterDecidedPskip
函数
- 功能:将一个宏块标记为P-skip,并执行与此相关的编码操作。
- 原理:
- 从编码上下文中获取当前解码层(Decoding Queue Layer)的指针;
- 将当前宏块的类型设置为 MB_TYPE_SKIP,表明这是一个P-skip宏块;
- 调用
WelsRecPskip
函数来记录P-skip宏块; - 调用
WelsMdInterUpdatePskip
函数来更新P-skip宏块的编码信息。
- 源码:
//
// Pskip mb encode
//
void WelsMdInterDecidedPskip (sWelsEncCtx* pEncCtx, SSlice* pSlice, SMB* pCurMb, SMbCache* pMbCache) {SDqLayer* pCurDqLayer = pEncCtx->pCurDqLayer;pCurMb->uiMbType = MB_TYPE_SKIP;WelsRecPskip (pCurDqLayer, pEncCtx->pFuncList, pCurMb, pMbCache);WelsMdInterUpdatePskip (pCurDqLayer, pSlice, pCurMb, pMbCache);
}
WelsMdInterDoubleCheckPskip
函数
- 功能:在特定条件下检查并可能更新宏块的类型为P-skip。
- 原理:
- 检查当前宏块的类型是否为16x16模式,并且宏块的CBP(Coded Block Pattern)是否为0。如果都满足,表示宏块没有被编码,可能是由于没有显著变化;
- 检查当前宏块的参考帧索引是否为0,这可能表示宏块使用的是帧内预测;
- 初始化一个运动向量结构体sMvp;
- 调用
PredSkipMv
函数预测跳过的宏块的运动向量,并将结果存储在sMvp中; - 比较预测的运动向量和当前宏块的运动向量是否相同;
- 如果运动向量相同,将宏块类型设置为P-skip;
- 根据当前宏块的运动向量是否为0,设置一个标志bCollocatedPredFlag,表示是否使用了同位置的预测。
- 检查当前宏块的参考帧索引是否为0,这可能表示宏块使用的是帧内预测;
- 检查当前宏块的类型是否为16x16模式,并且宏块的CBP(Coded Block Pattern)是否为0。如果都满足,表示宏块没有被编码,可能是由于没有显著变化;
- 源码:
//
// doublecheck if current MBTYPE is Pskip
//
void WelsMdInterDoubleCheckPskip (SMB* pCurMb, SMbCache* pMbCache) {if (MB_TYPE_16x16 == pCurMb->uiMbType && 0 == pCurMb->uiCbp) {if (0 == pCurMb->pRefIndex[0]) {SMVUnitXY sMvp = { 0 };PredSkipMv (pMbCache, &sMvp);if (LD32 (&sMvp) == LD32 (&pCurMb->sMv[0])) {pCurMb->uiMbType = MB_TYPE_SKIP;}}pMbCache->bCollocatedPredFlag = (LD32 (&pCurMb->sMv[0]) == 0);}
}