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

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410674880.0
• 申請(qǐng)日: 2014-11-21
• 公開（公告）號(hào): CN104394409B
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳煒;趙力新;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): H04N19/107
• 分類號(hào): H04N19/107;H04N19/147;H04N19/59
• 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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于視頻處理領(lǐng)域，特別涉及一種預(yù)測(cè)模式快速選擇方法，可用于高效率視頻編碼HEVC標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)幀間編碼單元的預(yù)測(cè)模式選擇過程。

背景技術(shù)

伴隨著高清視頻技術(shù)的發(fā)展和成熟，人們的日常生活中涌現(xiàn)了大量的高清視頻。然而，高分辨率帶來的較大的數(shù)據(jù)量使得高清視頻對(duì)視頻編解碼算法的壓縮性能要求更高。之前的視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)不再能很好地滿足高清視頻對(duì)壓縮性能的要求，下一代視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運(yùn)而生。2010年4月在德國(guó)德累斯頓召開了聯(lián)合視頻編碼小組JCT-VC第一次會(huì)議上，確定了新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的名稱為高效率視頻編碼HEVC，并于2013年4月13日，第一版高效率視頻編碼HEVC視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)被接受成為國(guó)際電信聯(lián)盟的正式標(biāo)準(zhǔn)。高效率視頻編碼HEVC的目標(biāo)是，相對(duì)于H.264/AVC的高檔次，保證相同視頻質(zhì)量的前提下，降低50％的比特率，極大降低傳輸視頻信號(hào)的帶寬。

高效率視頻編碼HEVC依然延續(xù)了H.26x的幀內(nèi)和幀間預(yù)測(cè)，殘差，量化與變換，熵編碼等混合編碼框架。不同的是，為了提高壓縮效率，HEVC采用了更靈活的編碼單元，其編碼塊從64×64開始按照四叉樹的形式逐層遞歸，不同編碼深度的四叉樹塊，又分為編碼單元，預(yù)測(cè)單元和變換單元。

高效率視頻編碼HEVC標(biāo)準(zhǔn)中幀間編碼單元預(yù)測(cè)模式的選取要對(duì)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種候選預(yù)測(cè)模式進(jìn)行率失真代價(jià)函數(shù)的計(jì)算，找出率失真代價(jià)函數(shù)值最小的模式作為當(dāng)前編碼單元的預(yù)測(cè)模式，這使得HEVC編碼復(fù)雜度急劇上升，給HEVC的實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)帶來極大困難。因此需要在保證率失真性能基本不變的前提下，降低HEVC編碼時(shí)間和計(jì)算復(fù)雜度。

目前為止，已提出的預(yù)測(cè)模式快速選擇算法主要有以下幾種：

JCTVC-F045提案是由Ryeong Hee Gweon,Yung-Lyul Lee,和Jeongyeon Lim于2011年7月在托里諾舉行的聯(lián)合視頻編碼小組JCT-VC會(huì)議上提出的。該提案給出一個(gè)基于編碼單元提前終止的快速算法，通過編碼塊標(biāo)識(shí)CBF的取值對(duì)編碼單元的預(yù)測(cè)模式簡(jiǎn)化判決，如果CBF值為0，跳過余下的預(yù)測(cè)模式遍歷過程。這稱為編碼塊標(biāo)識(shí)快速模式判決CFM方法。

JCTVC-G543提案是由Jungyoup Yang,Jaehwan Kim,Kwanghyun Won等人于2011年11月在日內(nèi)瓦會(huì)議上提出的。該提案提出一個(gè)早期SKIP模式檢測(cè)算法，在計(jì)算Inter_2N×2N模式的率失真代價(jià)函數(shù)之后，檢測(cè)運(yùn)動(dòng)矢量差值DMV和編碼塊標(biāo)識(shí)CBF，若Inter_2N×2N模式的DMV等于(0,0)，并且CBF等于0，則當(dāng)前編碼單元的最佳預(yù)測(cè)模式就被提前設(shè)定為SKIP模式，不再對(duì)其余的預(yù)測(cè)模式進(jìn)行遍歷，因此就略過了其余預(yù)測(cè)模式的率失真代價(jià)函數(shù)計(jì)算，從而在較小的編碼效率損失下大大降低了編碼復(fù)雜度。這稱為早期SKIP模式檢測(cè)ESD方法。

Novel Fast PU Decision Algorithm for The HEVC Video Standard，由Jong-Hyeok Lee和C.-S.Park等人在2013年圖像處理國(guó)際會(huì)議ICIP上提出的一種在隨機(jī)接入配置下基于時(shí)空域相關(guān)性、深度相關(guān)性和塊運(yùn)動(dòng)復(fù)雜度BMC的預(yù)測(cè)模式快速選擇算法。該算法詳細(xì)介紹了塊運(yùn)動(dòng)復(fù)雜度，并根據(jù)塊運(yùn)動(dòng)復(fù)雜度把編碼單元?jiǎng)澐譃椴煌倪\(yùn)動(dòng)區(qū)域，以此來設(shè)計(jì)部分模式搜索過程。具有復(fù)雜運(yùn)動(dòng)特征的編碼單元，運(yùn)動(dòng)復(fù)雜度較大。用閾值Th1和Th2來區(qū)分運(yùn)動(dòng)復(fù)雜程度，其中Th1為1，Th2為3。如下式所示：

若編碼單元屬于緩慢運(yùn)動(dòng)的編碼單元，則只進(jìn)行SKIP和Inter_2N×2N模式搜索，略過其余所有模式；若編碼單元屬于適中運(yùn)動(dòng)的編碼單元，模式搜索過程除了進(jìn)行SKIP和Inter_2N×2N，還要加上Inter_2N×N和Inter_N×2N模式搜索；若編碼單元屬于快運(yùn)動(dòng)的編碼單元，則按照HEVC原始算法遍歷所有的預(yù)測(cè)模式。