[發明專利]一種高效視頻編碼全零4×4系數塊提前檢測方法

有效

• 申請號: 201310196481.3
• 申請日: 2013-05-23
• 公開（公告）號: CN104185025B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 王瀚漓;杜焓
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: H04N19/13
• 分類號: H04N19/13;H04N19/625;H04N19/122;H04N19/124
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 趙繼明

技術領域

本發明涉及一種視頻編碼方法，尤其是涉及一種高效視頻編碼全零4×4系數塊提前檢測方法。

背景技術

隨著人們對多媒體娛樂不斷增長的需求，高清視頻的流行以及超高清視頻的出現導致了對編碼效率的更高要求，而這種編碼效率是當前視頻編碼標準H.264/AVC所不能滿足的。為此，視頻編碼聯合組(JCT-VC)設計了一種新的視頻編碼標準，被稱為高效視頻編碼(High Efficiency Video Coding，HEVC)，它的目標是在相同的視頻質量下提供比H.264/AVC高一倍的壓縮效率。

HEVC和其他視頻編碼標準的基本區別在于：HEVC使用了四叉樹結構。四叉樹結構是一種把圖片劃分為不同大小塊的機制，這種機制可以提高預測以及殘差編碼的性能。HEVC的基本處理單元是編碼樹單元(Coding Tree Unit，CTU)，它可以看成是H.264/AVC中宏塊的擴展。一個CTU可以被設置為以下的塊大小：64×64，32×32或者16×16，并且它可以使用基于四叉樹遞歸的方法劃分為更小的編碼單元(Coding Unit，CU)。每個CU可以進一步劃分成為預測單元(Prediction Unit，PU)，進行幀內或幀間預測。對于預測之后產生的殘差信號，HEVC采用殘差四叉樹(Residual Quad Tree，RQT)來進行變換處理，即：將每一個CU劃分為變換單元(Transform Unit，TU)。根據HEVC設計規則，亮度塊的TU大小從4×4到32×32，色度塊的范圍從4×4到16×16。CU、PU和TU塊大小的劃分是由率-失真聯合優化方法決定的。除了四叉樹結構，HEVC還采用了其他多種高級編碼技巧，例如：更加完備的幀內角度預測方法、樣本自適應偏移編碼算法等等，來進一步提高壓縮效率。

盡管HEVC的壓縮效率得到了大幅提升，其計算復雜度也變的異常龐大。2012年12月份發表在IEEE Transactions on Circuits and System for Video Technology的一篇文獻對比了HEVC和H.264/AVC的編碼計算復雜度，表明HEVC的編碼計算量要遠遠高于H.264/AVC，因此非常有必要設計快速編碼技術來降低HEVC的編碼計算復雜度。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種可提高視頻編碼速度、降低編碼計算復雜度且檢測效率高的高效視頻編碼全零4×4系數塊提前檢測方法，用以在高效視頻編碼中提前判斷全零4×4系數塊，從而降低離散余弦變換(Discrete Cosine Transform，DCT)和量化過程的計算復雜度。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種高效視頻編碼全零4×4系數塊提前檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)設定量化參數Q_p和二維DCT變換矩陣C；

2)根據Q_p、C以及需檢測的4×4殘差塊計算全零塊檢測的閾值Th₁和Th₂；

3)對于一個4×4殘差塊計算其對應的檢測參數SAD：

其中，e(x，y)為4×4殘差塊中的元素，0≤x，y≤3，x、y為整數；

4)判斷SAD是否滿足SAD＜Th₁，若是，則判斷該4×4殘差塊為全零塊，返回步驟3)進行下一個殘差塊的檢測，若否，則執行步驟5)；

5)判斷SAD是否滿足SAD＜Th₂，若是，則判斷該4×4殘差塊為全零塊，返回步驟3)進行下一個殘差塊的檢測，若否，則對該4×4殘差塊進行DCT、量化、反量化和反DCT操作，返回步驟3)。

所述的步驟1)中量化參數Q_p的取值范圍為[0，51]，且Q_p為整數。

所述的步驟2)中閾值Th₁的計算公式為：

其中，r＝2^qbits-1，qbits＝19+floor(Q_p/6)，floor(·)為取整函數，m是與Q_p有關的乘數因子，C(i，x)為矩陣C中的元素，C_max是矩陣C中絕對值最大的元素。

所述的m與Q_p的關系為：