[發明專利]基于通用視頻編碼標準的幀內預測編碼模式快速決策方法

有效

• 申請號: 202110574294.9
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113301331B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 張夢璐;陳雨時;張曄
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H04N19/11
• 分類號: H04N19/11;H04N19/147;H04N19/61
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 楊曉輝

基于通用視頻編碼標準的幀內預測編碼模式快速決策方法，屬于視頻編碼技術領域，本發明為解決現有通用視頻編碼技術中存在的編碼復雜度高，未對編碼模式相關性進行分析，未對幀內模式決策的兩個過程中需要遍歷計算代價值的編碼模式進行自適應篩選的問題。它對構造的初始集合進行粗略模式決策處理，將保留的預測模式與其相鄰預測模式組成新的預測模式集合，再對其進行粗略模式決策處理，比較哈德瑪變換代價值，與最可能預測模式MPM合并，去除重復的預測模式，計算其最小哈德瑪變換代價值，將其他哈德瑪變換代價值大于1.5倍最小哈德瑪變換代價值的預測模式去除；保留兩個最小哈德瑪變換代價值對應的編碼模式。本發明用于視頻編碼技術。

技術領域

本發明涉及一種幀內預測編碼模式快速決策方法，屬于視頻編碼技術領域。

背景技術

目前，為了滿足主流的數字視頻應用的壓縮性能需求，國際電信聯盟-電信標準部ITU-T(International Telecommunication Union-Telecommunication StandardizationSector,ITU-T)的視頻編碼專家組VCEG(Video Coding Experts Group,VCEG)和國際標準化組織/國際電工委員會ISO/IEC(International Standard Organized/InternationalElectro Technical Commission,ISO/IEC)的運動圖像專家組MPEG(Moving PicturesExperts Group,MPEG)繼續合作，成立了聯合視頻探索組(Joint Video ExplorationTeam,JVET)，共同制定了下一代通用視頻編碼標準VVC(Versatile Video Coding,VVC)，于2020年7月6日定稿。與上一代HEVC(High Efficiency Video Coding,HEVC)視頻編碼標準相比較，VVC標準中為了提高壓縮性能，增加了30多種新的編碼工具，覆蓋了混合視頻編解碼系統框架中的每個模塊，對塊劃分、幀內及幀間預測、殘差編碼、變換量化、熵編碼、環路濾波等模塊都做了一定程度的改進。同時VVC標準一開始就充分考慮到增強現實AR(Augmented Reality,AR)和虛擬現實VR(Virtual Reality,VR)這些新興的視頻應用，在VVC標準開發過程中針對這些應用的需求進行了深度的算法優化。正是這些先進的技術實現了VVC標準的高壓縮效率，但與此同時，也大大提升了視頻編碼的復雜度，導致編碼時間十分漫長，目前很少有硬件能夠支持VVC標準的實時編碼、解碼，這限制了VVC標準的廣泛應用。

現有的通用視頻編碼技術存在以下主要問題：

1、現有VVC標準有67種幀內編碼模式(見圖3)，現有的針對VVC標準的快速幀內編碼模式決策算法未考慮編碼模式之間的相關性，因此，現有的快速幀內編碼模式決策算法不能充分利用已完成編碼的編碼模式的先驗信息進而降低幀內編碼的復雜度。

2、在幀內編碼中，分兩個階段來完成幀內模式決策過程(見圖4)，第一個階段是模式初選階段。VVC原始算法中每個編碼單元對HEVC中原有的35種幀內編碼模式進行粗略模式決策RMD(Rough Mode Decision,RMD)處理，從中選出N個哈德瑪(Hadamard)代價值最小的幀內編碼模式。可以看出，VVC原始算法第一階段需要計算35個全部預測模式的Hadamard變換代價，此過程計算量極大，嚴重限制了編碼速度。

3、幀內編碼第二個階段是對于進行RMD處理后保留下來的N個預測模式，將它們與最可能預測模式MPM(Most Probable Mode,MPM)合并，合并之后接著進行遍歷計算比較率失真代價值RDC(Rate Distortion Cost,RDC)。可以看出，VVC原始算法另一個復雜度極高的原因是需要對合并后的集合遞歸地計算每個編碼模式的RDC。

發明內容