[發(fā)明專利]一種視頻編碼方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410852735.7
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104581180A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡硯剛;魏偉;白茂生;劉陽
• 申請（專利權(quán)）人: 樂視網(wǎng)信息技術(shù)（北京）股份有限公司
• 主分類號: H04N19/56
• 分類號: H04N19/56;H04N19/57;H04N19/59;H04N19/567
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11315
• 代理人: 劉戈

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及視頻編碼領(lǐng)域，尤其涉及一種視頻編碼方法及裝置。

背景技術(shù)

在對視頻圖像進(jìn)行幀間預(yù)測編碼時(shí)，由于活動(dòng)圖像鄰近幀中的景物存在著一定的相關(guān)性，因此可以將活動(dòng)圖像分成若干塊或宏塊，并設(shè)法搜索出每個(gè)塊或宏塊在鄰近幀圖像中的位置，并得出兩者之間的空間位置的相對偏移量，得到的相對偏移量就是通常所指的運(yùn)動(dòng)矢量，得到運(yùn)動(dòng)矢量的過程被稱為運(yùn)動(dòng)估計(jì)。

將運(yùn)動(dòng)矢量和經(jīng)過運(yùn)動(dòng)匹配后得到的預(yù)測誤差共同發(fā)送到解碼端，在解碼端按照運(yùn)動(dòng)矢量指明的位置，從已經(jīng)解碼的鄰近參考幀圖像中找到相應(yīng)的塊或宏塊，和預(yù)測誤差相加后就得到了塊或宏塊在當(dāng)前幀中的位置。

通過運(yùn)動(dòng)估計(jì)可以去除視頻圖像的幀間冗余度，使得視頻傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)大為減少。因此，運(yùn)動(dòng)估計(jì)是視頻編碼系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。一般的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法如下：設(shè)t時(shí)刻的幀圖像為當(dāng)前幀f(x,y)，時(shí)刻t′的幀圖像為參考幀f′(x,y)，參考幀在時(shí)間上可以超前或者滯后于當(dāng)前幀，如圖1所示，當(dāng)t′<t時(shí)，稱之為后向運(yùn)動(dòng)估計(jì)，當(dāng)t′>t時(shí)，稱之為前向運(yùn)動(dòng)估計(jì)。當(dāng)在參考幀t′中搜索到當(dāng)前幀t中的塊的最佳匹配時(shí)，可以得到相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)場d(x；t,t±Δt)，即可得到當(dāng)前幀的運(yùn)動(dòng)矢量。

當(dāng)前最優(yōu)的運(yùn)動(dòng)矢量搜索方法是全局搜索算法，即：在一個(gè)預(yù)先定義的搜索區(qū)域內(nèi)，把當(dāng)前PU(Prediction?Unit，預(yù)測單元)與參考幀中所有的候選塊進(jìn)行比較，并且尋找具有最小匹配誤差的一個(gè)，這兩個(gè)塊之間的位移就是所估計(jì)的MV(運(yùn)動(dòng)矢量)。采用全局搜索算法必然導(dǎo)致極大的計(jì)算量。

現(xiàn)有技術(shù)中常用的快速搜索算法和全局搜索算法相比，雖然只能得到次優(yōu)的匹配結(jié)果，但在減少運(yùn)算量方面效果顯著。例如，二維對數(shù)搜索法，三步走搜索法，混合搜索算法等。然而，由于對大分辨率視頻圖像進(jìn)行視頻編碼需要更廣的運(yùn)動(dòng)估計(jì)搜索范圍，現(xiàn)有技術(shù)中的上述快速算法依然不能滿足現(xiàn)有編碼框架的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本申請所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可以提高HEVC視頻編碼速度的視頻編碼方法及裝置。

為了解決上述問題，本申請?zhí)峁┮环N視頻編碼方法，該方法包括：

對待編碼的初始分辨率視頻圖像進(jìn)行下采樣，生成D個(gè)不同分辨率級的下采樣視頻圖像；D為大于或等于1的整數(shù)；

對最低分辨率級的下采樣視頻圖像，將當(dāng)前PU的MV、以及當(dāng)前PU的已編碼的相鄰PU的MV作為候選MV，選取其中一個(gè)編碼代價(jià)值最小的MV作為搜索起始點(diǎn)為該當(dāng)前PU進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)；

當(dāng)D為大于1的整數(shù)時(shí)，對中間分辨率級的下采樣視頻圖像，將當(dāng)前PU的MV、當(dāng)前PU的已編碼相鄰PU的MV、以及低一分辨率級的下采樣視頻圖像中當(dāng)前PU所對應(yīng)位置的相鄰PU的MV作為候選MV，選取其中一個(gè)編碼代價(jià)值最小的MV作為搜索起始點(diǎn)為該當(dāng)前PU進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)；

對初始分辨率視頻圖像，將當(dāng)前PU的相鄰塊的MV、以及在低一分辨率級的下采樣視頻圖像中與當(dāng)前PU所占圖像區(qū)域重合或部分重合的PU的MV作為候選MV，選取其中一個(gè)編碼代價(jià)值最小的MV作為搜索起始點(diǎn)為該當(dāng)前PU進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)。

此外，對最低分辨率級的下采樣視頻圖像，采用如下步驟進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)：

A：以搜索起始點(diǎn)為初始的搜索中心點(diǎn)，執(zhí)行如下雙梯形搜索：計(jì)算當(dāng)前搜索中心點(diǎn)和位于雙梯形上底和腰上的待搜索點(diǎn)所對應(yīng)的編碼代價(jià)值，將具有最小編碼代價(jià)值的點(diǎn)作為新的搜索中心點(diǎn)，重復(fù)執(zhí)行所述雙梯形搜索，或?qū)⒕哂凶钚【幋a代價(jià)值的點(diǎn)作為雙梯形搜索的最優(yōu)搜索點(diǎn)執(zhí)行下一步；

B：以雙梯形搜索的最優(yōu)搜索點(diǎn)為初始的搜索中心點(diǎn)，執(zhí)行如下六邊形搜索：計(jì)算當(dāng)前的搜索中心點(diǎn)和位于六邊形頂點(diǎn)上的待搜索點(diǎn)所對應(yīng)的編碼代價(jià)值，將具有最小編碼代價(jià)值的點(diǎn)作為新的搜索中心點(diǎn)，重復(fù)執(zhí)行所述六邊形搜索，或?qū)⒕哂凶钚【幋a代價(jià)值的點(diǎn)作為六邊形搜索的最優(yōu)搜索點(diǎn)執(zhí)行下一步；

C：以六邊形搜索的最優(yōu)搜索點(diǎn)為初始的搜索中心點(diǎn)，執(zhí)行如下菱形搜索：計(jì)算當(dāng)前的搜索中心點(diǎn)和位于菱形頂點(diǎn)上的待搜索點(diǎn)所對應(yīng)的編碼代價(jià)值，將具有最小編碼代價(jià)值的點(diǎn)作為新的搜索中心點(diǎn)，重復(fù)執(zhí)行所述菱形搜索，或?qū)⒕哂凶钚【幋a代價(jià)值的點(diǎn)與當(dāng)前PU之間的位移值作為當(dāng)前PU的MV。

此外，所述步驟A、步驟B和步驟C中，搜索所采用的步長值分別為：S_t，S_h和S_r；