[發(fā)明專利]一種基于支持向量機(jī)SVM的P幀中Intra預(yù)測模式快速判定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810013247.5
• 申請日: 2018-01-06
• 公開（公告）號: CN108184114B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田睿;李波;張永飛
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: H04N19/103
• 分類號: H04N19/103;H04N19/567;H04N19/573
• 代理公司: 北京金恒聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11324
• 代理人: 李強(qiáng)

本發(fā)明公布了一種基于支持向量機(jī)SVM的P幀中Intra預(yù)測模式快速判定方法，該方法利用支持向量機(jī)分類器決策P幀中是否選擇Intra預(yù)測模式，在所述決策過程中，利用了幀間預(yù)測過程中產(chǎn)生的輔助特征，降低了P幀中Intra預(yù)測模式判定的誤判率。本發(fā)明所提出的基于支持向量機(jī)的P幀中Intra預(yù)測模式快速判定方法能夠在保證編碼質(zhì)量的前提下，顯著提高編碼速度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于多媒體編碼領(lǐng)域，涉及一種針對HEVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的P幀預(yù)測中Intra預(yù)測模式快速判定方法。

背景技術(shù)

視覺是人們感知和認(rèn)知外部世界的主要途徑。實(shí)驗心理學(xué)家赤瑞特拉通過大量實(shí)驗證實(shí)人類獲得信息的80％以上都來自視覺。正因為如此，在這個信息化的時代，多媒體相關(guān)應(yīng)用已深入到人們生活的方方面面。HDTV、IPTV、網(wǎng)絡(luò)媒體流、網(wǎng)絡(luò)電視、視頻會議等多媒體應(yīng)用不斷改變著人們的生活方式。與此同時，這些多媒體應(yīng)用也給現(xiàn)有的存儲資源與通信系統(tǒng)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。根據(jù)cisco發(fā)布預(yù)測報告，2014年至2019年的全球移動互聯(lián)網(wǎng)流量將會增長10倍，每月達(dá)到24.3EB(1EB＝10億GB)。其中約有72％的移動流量來自視頻。因此，利用視頻壓縮技術(shù)來降低視頻信號的存儲容量和傳輸帶寬，已經(jīng)成為目前一項緊迫且現(xiàn)實(shí)的研究課題。

隨著高清視頻(分辨率4K×2K、8K×4K)、3D視頻、無線視頻等應(yīng)用逐步走進(jìn)人們的視野，對于現(xiàn)有視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)H.264/AVC提出了新要求。為了更好的滿足在移動無線視頻、遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)字廣播、移動流媒體、便攜攝像和醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域的應(yīng)用。在2010年4月，VCEG與MPEG組建了視頻編碼聯(lián)合組(Joint Collaborative Team on Video Coding，JCT-VC)，負(fù)責(zé)組織新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)H.265/HEVC的研發(fā)和制定。并于2013年，由ITU-T(International Telecommunication Union-Telecommunication standardizationsector，國際電信聯(lián)盟-電信標(biāo)準(zhǔn)化組)和ISO/IEC(International Organization forStandardization/International Electrotechnical Commission，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國際電工委員會)正式發(fā)布。作為新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，HEVC的目標(biāo)是在H.264/AVC highprofile的基礎(chǔ)上，通過采用多種先進(jìn)的編碼技術(shù)，使其壓縮效率提高一倍，即在保證相同視頻質(zhì)量的前提下，壓縮后的視頻碼流所占存儲空間(帶寬)為原來的50％。

然而，HEVC壓縮效率的提升是以犧牲編碼端的時間復(fù)雜度為代價的，這對于視頻實(shí)時應(yīng)用是一個巨大的挑戰(zhàn)。HEVC標(biāo)準(zhǔn)測試代碼HM16.0的編碼器距離實(shí)時應(yīng)用大約差5000倍速度。因此，在保證編碼質(zhì)量的前提下，進(jìn)一步提升HEVC標(biāo)準(zhǔn)的編碼速度，對于加快HEVC標(biāo)準(zhǔn)在產(chǎn)業(yè)界的廣泛應(yīng)用，提高視頻編碼技術(shù)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用水平，具有重要的應(yīng)用價值和社會意義。

發(fā)明內(nèi)容

通過深入的研究，本發(fā)明人認(rèn)識到，在HEVC/H.265標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際應(yīng)用中，P幀預(yù)測起著至關(guān)重要的作用，由于I幀編碼復(fù)雜度較高，所以在編碼器的實(shí)時應(yīng)用中，主要使用P幀與B幀編碼，只是間隔插入I幀，在P幀編碼過程中，首先執(zhí)行幀間預(yù)測，而后使用HEVC標(biāo)準(zhǔn)的判定條件(三個CBF是否同時為零)，決策是否執(zhí)行幀內(nèi)預(yù)測，三個CBF同時為零，則跳過幀內(nèi)預(yù)測過程，否則將執(zhí)行幀內(nèi)預(yù)測，在幀間與幀內(nèi)預(yù)測中，選擇率失真代價較小的模式作為當(dāng)前預(yù)測單元的最優(yōu)預(yù)測模式。通過對P幀中預(yù)測單元進(jìn)行統(tǒng)計分析，只有5％左右預(yù)測單元的最優(yōu)模式會由幀內(nèi)預(yù)測選出，這說明在P幀編碼中，絕大部分編碼單元最終選擇幀間預(yù)測作為最優(yōu)的預(yù)測模式，前HEVC參考軟件中的P幀intra快速算法會導(dǎo)致P幀中一部分幀內(nèi)預(yù)測是冗余的，而幀內(nèi)預(yù)測的自身時間復(fù)雜度較高，從而降低了編碼效率。從上訴分析中可以得出，僅靠量化殘差系數(shù)判定是否執(zhí)行幀內(nèi)預(yù)測是不夠準(zhǔn)確的，所以本發(fā)明人在充分研究幀間編碼特征的基礎(chǔ)上，加入能夠在一定程度上區(qū)分幀間預(yù)測與幀內(nèi)預(yù)測的特征，并結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)的思想，對編碼單元進(jìn)行預(yù)測，提高P幀的編碼效率。