隔行扫描技术自电视技术诞生以来得到广泛应用,很多珍贵视频资料都是隔行扫描格式的,所以在相当长的时间内,它仍然会作为主要视频格式之一活跃在历史舞台上。图像级帧场自适应(PAFF)技术在处理隔行序列时,可将两场合成一帧,按照帧编码方式进行,也可以将其作为两场分别编码;采用帧或场编码可根据编码效果自适应选择。虽然采用PAFF技术使得编码性能有所提高,但会导致时间复杂度上升2倍以上,为了降低时间损耗,本文提出了基于运动检测的one-pass快速帧场自适应算法。本文对MPEG-2和H.264中的PAFF技术进行了深入研究,发现编码方式的选择与图像运动剧烈程度密切相关,且不同标准的帧场选择方式有其自身的特点,这两点对本文算法的设计具有借鉴意义。本文赋予当前帧总方差SSD新内涵,定义其为当前帧与前一帧对应像素差的平方和。针对标清序列,对帧场选择情况进行了测试,结果显示AVS帧场选择有4个特点:帧场选择方式连续性, SSD曲线一致性,运动信息相关性,量化步长相关性。基于上述特点,本文核心算法为:编码前进行决策,运动剧烈时选用场编码,运动平缓时选用帧编码,其他情况延续上一帧编码方式。SSD曲线一致性说明SSD的变化可以描述运动剧烈程度,但因其分布松散,难以直接使用。本文将SSD归一化,用当前帧SSD相对于前一帧SSD的变化率来刻画运动剧烈程度。为了建立其与运动信息之间的对应关系,本文进行了分类测试,粗略选取出帧场切换阈值。然后将阈值与量化参数QP进行三次多项式拟合,使阈值可以根据QP自适应地调整,以更好满足序列特征,取得更优的编码性能。实验显示,与原有PAFF算法相比,在PSNR下降小于0.1dB情况下,编码速度提高40%~60%。本文还发现原帧内预测算法存在块之间的相互依赖性,不利于在编解码工程中并行处理,为此设计了基于原始像素的帧内模式决策算法。本算法可并行地计算各种模式下的预测值,之后再进行模式决策,最后根据缓存中的编码模式利用重构块进行预测编码,有利于多处理器的并行视频编码开发。