급 장면 전환된 영상 프레임은 이전 프레임들과의 상관관계가 거의 없다. 이러한 경우에 인터 코딩 (inter coding) 보다는 인트라 코딩이 (intra coding) 영상 왜곡이 작으므로 프레임 내 거의 모든 매크로블럭이 인트라코딩을 수행한다. 이는 기존의 데이터율 제어의 흐림을 깨뜨리고 코딩에 필요한 비트수를 증가시킨다. H.264 참조 소프트웨어는 장면 전환을 고려치 않았기 때문에 이차 율-왜곡 모델을 사용하여 이러한 문제를 해결하려는 여러 연구가 있었다. 하지만 이차 율-왜곡 모델은 인터 코딩에 적합하게 설계되어 급장면 전환된 인트라 프레임의 양자화 파라미터를 (quantization parameter) 계산하기에는 적절치 않다. 이 논문에서는 급장면 전환시 인트라 코딩의 특징을 고려한 데이터율 제어 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 범용적으로 많이 사용하는 16개의 테스트 영상에서 검증하였으며, 기존 H.264 알고리즘 대비 PSNR 측면에서는 평균 0.4-0.6 dB, 최대 1.1-1.6 dB 향상되었으며, 프레임에 따른 PSNR 변화 측면에서는 평균 18.6 % 향상되었다.
An abrupt scene-change frame is one that is hardly correlated with the previous frames. In that case, because an intra-coded frame has less distortion than an inter-coded one, almost all macroblocks are encoded in intra mode. This breaks up the rate control flow and increases the number of bits used. Since the reference software for H.264 takes no special action for a scene-change frame, several studies have been conducted to solve the problem using the quadratic R-D model. However, since this model is more suitable for inter frames, the existing schemes are unsuitable for computing the QP of the scene-change intra frame. In this paper, an improved rate control scheme accounting for the characteristics of intra coding is proposed for scene-change frames. The proposed scheme was validated using 16 test sequences. The results showed that the proposed scheme performed better than the existing H.264 rate control schemes. The PSNR was improved by an average of 0.4-0.6 dB and a maximum of 1.1-1.6 dB. The PSNR fluctuation was also in proved by an average of 18.6 %.
