[發明專利]一種HEVC中屏幕內容壓縮的快速幀內模式決策和塊匹配方法

有效

• 申請號: 201610035012.7
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN105578181B
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 馬展;史寧寧
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H04N19/107
• 分類號: H04N19/107;H04N19/17;H04N19/50
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 李媛媛

本發明公開了一種HEVC中屏幕內容壓縮的快速幀內模式決策和塊匹配方法，屬于視頻編解碼領域。本發明方法包括：在幀內模式決策時，估計當前幀的背景區域，計算當前幀和前一編碼幀中相同位置編碼單元的絕對誤差和，判斷絕對誤差和與閾值的關系，比較當前背景幀中編碼單元和前一幀中編碼單元深度大小，在計算時，每十幀切斷一次，滿足判斷條件，幀內模式決策將提前跳躍；在進行塊匹配時，當絕對誤差和不想理，大于一定值的時候，調整相應的搜索步長，即當絕對誤差和足夠大時，搜索步長可設置比較大的值，從而跳過一些不必要的搜索。該方法減小了編碼器的復雜度，提高了幀內塊復制時候的塊估計，在高文本區域中相當有用。

技術領域

本發明涉及視頻編解碼技術領域，特別涉及一種屏幕內容壓縮方法，具體涉及一種HEVC中屏幕內容壓縮的快速幀內模式決策和塊匹配方法。

背景技術

繼H.264之/AVC之后，2013年1月，高效率視頻編碼HEVC(High Efficiency VideoCoding)正式成為新一代視頻編碼標準。HEVC的目標是相對于H.264/AVC的高檔次編碼效率提高一倍，即在保證相同視頻質量的前提下，降低50％的編碼比特率。為了達到這個目標，HEVC編碼標準引入了一系列的新型編碼工具，但同時HEVC編碼的計算復雜度也大幅度提升。

HEVC面向的應用主要有數字存儲媒體、實時會話服務、電視廣播，交互式存儲媒體、遠程視頻監控、網絡媒體服務等。而屏幕內容壓縮(Screen content coding)是HEVC應用的一種新的擴展。屏幕內容編碼技術廣泛應用在很多領域，比如無線顯示、共享屏幕，虛擬桌面、遠程教育、視頻會議、遠程桌面等。

屏幕內容視頻經常由自然視頻、文本、圖形圖像混合而成，由于包含內容多且日益多樣化，同時由于圖像分辨率越來越高，在傳輸的過程中，必然會消耗很大的網絡帶寬。為了節省帶寬提高通信質量，必須對屏幕內容視頻進行有效壓縮。

與自然視頻不同的是，屏幕視頻內容含有靜態尖銳的邊緣、獨特的顏色等等。因此基于屏幕內容編碼的HEVC標準中引入了幀內塊復制(Intra-BC)、顏色模板(PLT)模式、自適應運動矢量分辨率、顏色轉換等，以此借助相關的屏幕內容來消除圖像的冗余。在上面方法中，幀內塊復制(Intra-BC)和顏色模板(PLT)模式可以明顯的提升編碼性能，與此同時也有很高的計算復雜度。

幀內塊復制(Intra-BC)是一種塊匹配技術，該技術可以使幀間相似的塊估計和補償技術使用固定塊尺寸，從而獲得更好的編碼效率。幀內塊復制用搜索當前幀的重建區域替代以往搜索先前重建的幀，并且把塊矢量和補償殘差帶給解碼器。

顏色模板(PLT)模式是另一種引人注目的屏幕內容編碼技術。它運用色彩映射的方式，以顏色派生表或者顏色板中很少的值在屏幕內容上展示像素。具有高動態范圍的塊在一定的動態范圍內被轉換成映射參數，從而更容易壓縮。

由于屏幕內容編碼采用了上面的新技術，同時也增加了編碼器的計算復雜度。

發明內容

針對上述現有技術的缺陷，本發明的目的是提供一種新穎的快速幀內模式決策和塊匹配方法，該方法在進行背景檢測時跳過一些不必要的計算，從而減小了編碼器的復雜度；同時，通過自適應的調整塊匹配時搜索步長的大小，提高幀內塊復制時候的塊估計。

為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

一種HEVC中屏幕內容壓縮的快速幀內模式決策和塊匹配方法，其中，所述快速幀內模式決策包括如下步驟：

(1)估計當前幀的背景區域；

(2)計算當前幀中編碼單元和前一編碼幀中相同位置編碼單元的絕對誤差和SAD；

(3)定義一個閾值TH，判斷絕對誤差和SAD與閾值TH的關系，若SAD<TH，則當前的編碼單元為背景；若SAD>＝TH，則當前的編碼單元為前景；