[發(fā)明專利]基于時(shí)域相關(guān)性的HEVC預(yù)測(cè)模式快速選擇方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410662687.5
• 申請(qǐng)日: 2014-11-19
• 公開（公告）號(hào): CN104333756B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳煒;宋朵;劉炯;馮磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04N19/109
• 分類號(hào): H04N19/109
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心61205
• 代理人: 王品華,朱紅星

1.一種基于時(shí)域相關(guān)性的HEVC預(yù)測(cè)模式快速選擇方法，其特征在于，

包括如下步驟：

(1)將視頻序列的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度分為：運(yùn)動(dòng)緩慢、運(yùn)動(dòng)適中、運(yùn)動(dòng)快這三種狀態(tài)；

(2)確定編碼單元的最佳預(yù)測(cè)模式與其時(shí)域相鄰編碼單元的最佳預(yù)測(cè)模式的相關(guān)性：

2.1)輸入視頻序列和實(shí)驗(yàn)配置條件，從第2個(gè)非I幀開始，對(duì)每一個(gè)幀間編碼單元，使用此編碼單元的編號(hào)在參考幀中搜索與其相同位置的編碼單元，得到時(shí)域相鄰編碼單元；

2.2)判斷實(shí)驗(yàn)配置條件的類別：

若實(shí)驗(yàn)配置條件為低時(shí)延，則對(duì)[20,26]、[27,31]、[32,36]、[37,41]這四種不同的量化參數(shù)范圍，分別統(tǒng)計(jì)運(yùn)動(dòng)緩慢、運(yùn)動(dòng)適中這兩種運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的編碼單元的最佳預(yù)測(cè)模式與其時(shí)域相鄰編碼單元的最佳預(yù)測(cè)模式的概率關(guān)系；

若實(shí)驗(yàn)配置條件為隨機(jī)接入，則在1、2、3、4這四個(gè)時(shí)域分層中，分別對(duì)[20,26]、[27,31]、[32,36]、[37,41]這四種不同的量化參數(shù)范圍，統(tǒng)計(jì)運(yùn)動(dòng)緩慢、運(yùn)動(dòng)適中這兩種運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的編碼單元的最佳預(yù)測(cè)模式與其時(shí)域相鄰編碼單元的最佳預(yù)測(cè)模式的概率關(guān)系；

(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)配置條件、量化參數(shù)范圍、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和時(shí)域分層這些情況下編碼單元的最佳預(yù)測(cè)模式與其時(shí)域相鄰編碼單元最佳預(yù)測(cè)模式的概率關(guān)系，構(gòu)建低時(shí)延配置候選預(yù)測(cè)模式表和隨機(jī)接入配置候選預(yù)測(cè)模式表：

3.1)分別選擇時(shí)域相鄰編碼單元的最佳預(yù)測(cè)模式為SKIP,Inter 2N×2N,Inter 2N×N,Inter N×2N,Inter 2N×nU,Inter 2N×nD,Inter nL×2N,Inter nR×2N,Intra 2N×2N,Intra N×N這10種預(yù)測(cè)模式中的每一種，計(jì)算當(dāng)前編碼單元的最佳預(yù)測(cè)模式為這10種預(yù)測(cè)模式的概率，并按概率從大到小排序；

3.2)從概率最大的預(yù)測(cè)模式開始，選擇概率之和不小于90％且數(shù)量最少的預(yù)測(cè)模式作為候選預(yù)測(cè)模式，并設(shè)定候選預(yù)測(cè)模式總數(shù)不超過5種，從而構(gòu)建候選預(yù)測(cè)模式表；

(4)根據(jù)候選預(yù)測(cè)模式表，選取候選預(yù)測(cè)模式，并對(duì)幀間編碼單元進(jìn)行編碼，得到最佳預(yù)測(cè)模式：

4.1)輸入視頻序列和實(shí)驗(yàn)配置條件，采用HEVC標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)測(cè)模式選擇方法對(duì)I幀和第1個(gè)非I幀的編碼單元進(jìn)行編碼，得到每個(gè)編碼單元的最佳預(yù)測(cè)模式；

4.2)從第2個(gè)非I幀開始，對(duì)每一個(gè)幀間編碼單元，判斷其運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的類別：

若當(dāng)前編碼單元的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為運(yùn)動(dòng)緩慢，執(zhí)行步驟4.3)；若當(dāng)前編碼單元的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為運(yùn)動(dòng)適中，執(zhí)行步驟4.4)；否則，采用HEVC標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)測(cè)模式選擇方法對(duì)編碼單元進(jìn)行編碼，得到最佳預(yù)測(cè)模式；

4.3)判斷運(yùn)動(dòng)緩慢的實(shí)驗(yàn)配置條件類別：

若實(shí)驗(yàn)配置條件為低時(shí)延，則根據(jù)量化參數(shù)QP和時(shí)域相鄰編碼單元的最佳預(yù)測(cè)模式，在低時(shí)延配置下運(yùn)動(dòng)緩慢編碼單元的候選預(yù)測(cè)模式表中選擇相應(yīng)的候選預(yù)測(cè)模式進(jìn)行遍歷，得到最佳預(yù)測(cè)模式；

若實(shí)驗(yàn)配置條件為隨機(jī)接入，則根據(jù)時(shí)域分層、量化參數(shù)QP和時(shí)域相鄰編碼單元的最佳預(yù)測(cè)模式，在隨機(jī)接入配置下運(yùn)動(dòng)緩慢編碼單元的候選預(yù)測(cè)模式表中選擇相應(yīng)的候選預(yù)測(cè)模式進(jìn)行遍歷，得到最佳預(yù)測(cè)模式；

4.4)判斷運(yùn)動(dòng)適中的實(shí)驗(yàn)配置條件類別：

若實(shí)驗(yàn)配置條件為低時(shí)延，則根據(jù)量化參數(shù)QP和時(shí)域相鄰編碼單元的最佳預(yù)測(cè)模式，在低時(shí)延配置下運(yùn)動(dòng)適中編碼單元的候選預(yù)測(cè)模式表中選擇相應(yīng)的候選預(yù)測(cè)模式進(jìn)行遍歷，得到最佳預(yù)測(cè)模式；

若實(shí)驗(yàn)配置條件為隨機(jī)接入，則根據(jù)時(shí)域分層、量化參數(shù)QP和時(shí)域相鄰編碼單元的最佳預(yù)測(cè)模式，在隨機(jī)接入配置下運(yùn)動(dòng)適中編碼單元的候選預(yù)測(cè)模式表中選擇相應(yīng)的候選預(yù)測(cè)模式進(jìn)行遍歷，得到最佳預(yù)測(cè)模式。

2.如權(quán)利要求1所述的基于時(shí)域相關(guān)性的HEVC預(yù)測(cè)模式快速選擇方法，其特征在于：所述步驟(1)中將視頻序列的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度分為：運(yùn)動(dòng)緩慢、運(yùn)動(dòng)適中、運(yùn)動(dòng)快這三種狀態(tài)，按如下步驟進(jìn)行：

1a)對(duì)當(dāng)前編碼單元CU₀建立運(yùn)動(dòng)矢量集合{mv₁,mv₂,mv₃,mv₄,mv₅}，

其中mv_i是當(dāng)前編碼單元CU₀周圍編碼單元CU_i的運(yùn)動(dòng)矢量，mv_i＝(x_i,y_i),i＝1,...,5，x_i和y_i分別為運(yùn)動(dòng)矢量的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)；CU₀周圍的編碼單元包括其左邊相鄰編碼單元CU₁、上邊相鄰編碼單元CU₂、右上邊相鄰編碼單元CU₃、左上邊相鄰編碼單元CU₄和時(shí)域相鄰編碼單元CU₅；

1b)計(jì)算運(yùn)動(dòng)矢量集合中每個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量的長(zhǎng)度l：

l(mv_i)＝|x_i|+|y_i|，

1c)在步驟1b)得到的運(yùn)動(dòng)矢量長(zhǎng)度集合中選擇長(zhǎng)度的最大值L：

L＝max{l(mv₁),l(mv₂),l(mv₃),l(mv₄),l(mv₅)}；

1d)設(shè)置運(yùn)動(dòng)緩慢閾值L0和運(yùn)動(dòng)適中閾值L1：

1d1)輸入分辨率為416×240的視頻序列和實(shí)驗(yàn)配置條件；

1d2)從第一個(gè)非I幀開始，判斷實(shí)驗(yàn)配置條件的類別：

1d3)重復(fù)步驟1d1)和步驟1d2)分別得到分辨率為832×480、1280×720、1920×1080、2560×1600的視頻序列的運(yùn)動(dòng)緩慢閾值L0和運(yùn)動(dòng)適中閾值L1，得到最終不同分辨率視頻序列運(yùn)動(dòng)緩慢閾值L0和運(yùn)動(dòng)適中閾值L1；

1e)根據(jù)實(shí)驗(yàn)配置條件、視頻分辨率和時(shí)域分層，選擇運(yùn)動(dòng)緩慢閾值L0和運(yùn)動(dòng)適中閾值L1，將步驟1c)中得到的長(zhǎng)度最大值L，與閾值L0和閾值L1進(jìn)行比較：

若L＜L0，則定義運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為運(yùn)動(dòng)緩慢；

若L0≤L＜L1，則定義運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為運(yùn)動(dòng)適中；

若L≥L1，則定義運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)快。