[發明專利]基于預測模式快速選擇的SHVC增強層視頻編碼方法

有效

• 申請號: 201410609900.6
• 申請日: 2014-11-03
• 公開（公告）號: CN104333754A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 吳煒;唐曉麗;劉炯;馮磊
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04N19/103
• 分類號: H04N19/103;H04N19/147;H04N19/30
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱衛星

1.一種基于預測模式快速選擇的SHVC增強層視頻編碼方法，包括如下步驟：

(1)確定基本層編碼單元和增強層編碼單元的對應關系：

1.1)在可伸縮高效視頻編碼SHVC的空域可伸縮中，給出基本層和增強層的量化步長值，輸入一個視頻序列并進行下采樣，得到分辨率不同的兩組視頻，其中，分辨率小的視頻為基本層，分辨率大的視頻為增強層；

1.2)將基本層的一個2N×2N的大編碼單元劃分為4個N×N的小編碼單元，這4個N×N的編碼單元分別對應增強層4個相鄰的2N×2N的編碼單元，N＝4,8,16,32；

(2)統計一個視頻序列前n幀的基本層最佳預測模式和增強層最佳預測模式的概率關系，40﹤n﹤60：

2.1)將基本層中已編碼的N×N編碼單元分成個4×4區域，每個4×4區域都有一種預測模式，統計個4×4區域中使用次數最多的預測模式，并將該模式作為基本層N×N編碼單元的最佳預測模式；

2.2)記錄一個視頻序列前n幀中基本層的N×N編碼單元的最佳預測模式和對應的增強層2N×2N編碼單元的最佳預測模式，得到基本層最佳預測模式和增強層最佳預測模式的概率關系；

(3)重復步驟(1)和步驟(2)，分別獲得多個視頻序列的基本層最佳預測模式與增強層最佳預測模式的概率關系，并對所有視頻序列的概率關系做平均，得到預測模式概率統計表；

(4)在預測模式概率統計表中，每種基本層最佳預測模式對應11種增強層預測模式，對于每種基本層最佳預測模式，將其對應的11種增強層預測模式按照概率從大到小的順序排列，若概率大于5％的預測模式且數目不超過7種，則直接將其作為粗略的候選預測模式，否則，選擇概率高的前7種候選模式作為粗略的候選預測模式；

(5)用粗略的候選預測模式對視頻序列的前n幀進行編碼，記錄碼率和亮度峰值信噪比；

(6)用Yin方法對視頻的前n幀進行編碼，記錄碼率和亮度峰值信噪比；

(7)改變基本層和增強層的量化步長值，重復步驟(1)到步驟(6)；

(8)根據步驟(5)到步驟(7)中的碼率和亮度峰值信噪比，得到率失真性能估計量BD-PSNR；

(9)根據步驟(8)的結果判斷粗略的候選預測模式是否為最終的候選預測模式：若滿足-0.055dB﹤BD-PSNR﹤-0.045dB，則粗略的候選預測模式就是最終的候選預測模式，否則，對粗略的候選預測模式進行調整，使其BD-PSNR滿足要求，并將調整后的粗略候選預測模式作為最終的候選預測模式；

(10)根據最終的候選預測模式，對視頻序列進行編碼：

10.1)輸入一個視頻序列并進行下采樣，得到基本層和增強層視頻；

10.2)利用Yin方法對基本層和增強層的第一幀進行編碼；

10.3)從第二幀開始對基本層和增強層的視頻分別用不同的方法進行編碼：若基本層為非I幀，則利用高效視頻編碼HEVC方法對基本層視頻進行編碼，記錄所有編碼單元的最佳預測模式，并根據基本層最佳預測模式找到增強層最終的候選預測模式，對增強層視頻進行編碼；若基本層為I幀時，則執行步驟10.4)；

10.4)判斷視頻序列的配置條件：如果視頻序列的配置條件為低時延，則利用高效視頻編碼HEVC方法對基本層視頻進行編碼，記錄基本層所有編碼單元的最佳預測模式，根據基本層最佳預測模式找到增強層最終的候選預測模式，對增強層視頻進行編碼；如果視頻序列的配置條件為隨機接入，則利用高效視頻編碼HEVC方法對基本層視頻進行編碼，利用Yin方法對增強層視頻進行編碼。

2.根據權利要求1所述的基于預測模式快速選擇的SHVC增強層視頻編碼方法，其中步驟(5)所述的利用粗略的候選預測模式對視頻序列的前n幀進行編碼，按如下步驟進行：

2a)用高效視頻編碼HEVC對基本層視頻進行編碼，記錄所有編碼單元的最佳預測模式；

2b)根據增強層當前編碼單元的尺寸和索引值，在基本層找到視頻內容相對應的區域，獲得該區域的最佳預測模式；

2c)根據基本層的最佳預測模式，用粗略的候選預測模式，對增強層視頻進行編碼。

3.根據權利要求1所述的基于預測模式快速選擇的SHVC增強層視頻編碼方法，其中步驟(9)所述的對粗略的候選預測模式進行調整，是將率失真性能估計量BD-PSNR與設定閾值進行比較：

若率失真性能估計量BD-PSNR﹤-0.055dB，則選取非粗略候選預測模式的其他概率最高的模式，作為其中一種粗略的候選預測模式，但候選預測模式數目不能超過7種；

若率失真性能估計量BD-PSNR﹥-0.045dB，去掉粗略的候選預測模式中概率最小的模式，減少粗略的候選預測模式數目。