一種快速的hevc幀內(nèi)編碼單元和模式?jīng)Q策方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種快速的高效視頻編碼（HighEfficiencyVideoCoding，HEVC）幀內(nèi)編碼單元和模式?jīng)Q策方法，包括下列步驟：1）設(shè)置閾值的有效長度；2）對于視頻序列的第一幀正常編碼，并將每個最大編碼單元（LargestCodingUnit,LCU）最終的編碼深度和離散化全變差(DiscreteTotalVariation,DTV)值存入緩存區(qū)中；3）統(tǒng)計緩存區(qū)中的DTV，根據(jù)深度范圍得出閾值和閾值；4）對于余下N-1幀，根據(jù)當(dāng)前LCU的DTV值和閾值，跳過概率很小的深度，在每一深度搜索時采用基于方向梯度的快速模式搜索算法；5）將第+1幀設(shè)置為首幀，重復(fù)1）、2）、3）、4），直到編碼完所有幀。該方法采用自適應(yīng)的DTV閾值決策,減小宏塊單元搜索的數(shù)量，采用基于方向梯度特征簡化了模式搜索的過程，加快了編碼速度。
【專利說明】—種快速的HEVC幀內(nèi)編碼單元和模式?jīng)Q策方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種快速的HEVC幀內(nèi)編碼單元和模式?jīng)Q策方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，高效視頻編碼(High Efficiency Video Coding , HEVC)相對于H.264/AVC，在很多方面有了革命性的變化。在HEVC中，將宏塊的大小從H.264/AVC的16x16擴展到了 64x64，以便于高分辨率視頻的壓縮。同時，采用了更加靈活的編碼結(jié)構(gòu)來提高編碼效率，包括編碼單元(Coding Unit ,CU)、預(yù)測單元(Predict Unit, PU)和變換單元(Transform Unit, TU)。其中編碼單元類似于H.264/AVC中的宏塊的概念，用于編碼的過程，預(yù)測單元是進行預(yù)測的基本單元，變換單元是進行變換和量化的基本單元。這三個單元的分離，使得變換、預(yù)測和編碼各個處理環(huán)節(jié)更加靈活，也有利于各環(huán)節(jié)的劃分更加符合視頻圖像的紋理特征，有利于各個單元更優(yōu)化的完成各自的功能。
[0003]在現(xiàn)有的HEVC幀內(nèi)編碼中采用樹形編碼單元，每一個CU允許遞歸的分割為四個等同大小的塊。在幀內(nèi)預(yù)測中，每個深度層次支持兩個I3U大小:2NX2N和NXN。在當(dāng)前的HEVC測試模型HM中，幀內(nèi)編碼支持4個深度層次:0，1,2,3,分別對應(yīng)的⑶大小為64X 64，32X32，16X16，8X8。相比于H.264/AVC，編碼深度層次的數(shù)量增加。此外，每個⑶的預(yù)測模式也增加了，預(yù)測 的方向更加細(xì)節(jié)，多至35種幀內(nèi)預(yù)測模式，其具體情況可見附圖2。因此幀內(nèi)預(yù)測過程的計算復(fù)雜度急劇上升。
[0004]通常宏塊比較平坦時，選擇較小深度塊的概率比較大，當(dāng)宏塊細(xì)節(jié)較多時，采用較大深度塊較合適。如果對宏塊的每一種模式都進行計算并比較率失真模型，不僅忽略了宏塊本身的內(nèi)容特點，而且計算量將比較大，因而速度慢，也不能保證視頻解碼后的質(zhì)量。如果我們能快速預(yù)測出最終的幀內(nèi)編碼CU尺度和最優(yōu)的預(yù)測模式，那么在幀內(nèi)預(yù)測過程中就可以省去很多不必要的CU深度層次和模式的搜索過程，從而大大節(jié)省編碼時間。
[0005]在H.264/AVC中，針對如何預(yù)測幀內(nèi)編碼的宏塊和模式，許多學(xué)者提出了許多的的算法。如通過已編碼的鄰塊來決定當(dāng)前編碼宏塊的大小和最優(yōu)模式，還有根據(jù)宏塊的復(fù)雜度特性來決定當(dāng)前宏塊的大小，根據(jù)當(dāng)前編碼塊的邊緣信息、方向信息預(yù)測最優(yōu)模式等等。這些都被應(yīng)用到HEVC的幀內(nèi)預(yù)測中。但是針對HEVC的新特性，一些特有針對性的方法也在推廣中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是提供一種快速的HEVC幀內(nèi)編碼單元和模式?jīng)Q策方法，可以減少HEVC幀內(nèi)預(yù)測過程的編碼復(fù)雜度。
[0007]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種快速的HEVC幀內(nèi)編碼單元和模式?jīng)Q策方法，其特征在于，該方法具體步驟如下:
步驟一:設(shè)置閾值的有效長度AT。ΛN是一個控制參數(shù)，根據(jù)當(dāng)前編碼視頻的特性設(shè)置，如果當(dāng)前編碼視頻不同幀之間場景變換較快，則將Jlf設(shè)為一個較小的數(shù)值，使閾值不斷更新，如果當(dāng)前視頻的場景變換緩慢，鄰幀之間差異很小，就可以將y設(shè)為一個較大的數(shù)值，增大閾值的更新周期；
步驟二:對于視頻序列的第一幀正常編碼，并在編碼每個最大編碼單元(LargestCoding Unit, LQJ)時，計算其離散化全變差(Discrete Total Variation，DTV)值，其計算方式如下:
【權(quán)利要求】
1.一種快速的高效視頻編碼(High Efficiect Vedio Coding, HEVC)幀內(nèi)編碼單元和模式?jīng)Q策方法，其特征在于，該方法具體步驟如下: 步驟一:設(shè)置閾值的有效長度是一個控制參數(shù)，根據(jù)當(dāng)前編碼視頻的特性設(shè)置，如果當(dāng)前編碼視頻不同幀之間場景變換較快，則將設(shè)為一個較小的數(shù)值，使閾值不斷更新，如果當(dāng)前視頻的場景變換緩慢，鄰幀之間差異很小，就可以將夏設(shè)為一個較大的數(shù)值，增大閾值的更新周期； 步驟二:對于視頻序列的第一幀正常編碼，并在編碼每個最大編碼單元(LargestCoding Unit, LQJ)時，計算其離散化全變差(Discrete Total Variation，DTV)值，其計算方式如下:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種快速的HEVC幀內(nèi)編碼單元和模式?jīng)Q策方法，其特征在于，步驟四中HEVC的宏塊模式選擇是基于方向梯度的快速模式搜索算法，其步驟如下: 1)當(dāng)當(dāng)前預(yù)測單元(Predict Unit, PU)大小為χ4Μ (Μ為不等于I的正整數(shù))時，則對當(dāng)前PU的鄰域像素重構(gòu)值進行下采樣，將當(dāng)前PU的鄰域像素重建值從下往上、從左到右表示為
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種快速的HEVC幀內(nèi)編碼單元和模式?jīng)Q策方法，其特征在于，HEVC的宏塊大小是根據(jù)當(dāng)前編碼LCU的DTV值大小選擇的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種快速的HEVC幀內(nèi)編碼單元和模式?jīng)Q策方法，其特征在于，所述的DTV閾值是自適應(yīng)的，而不是由經(jīng)驗直接設(shè)置的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種快速的HEVC幀內(nèi)編碼單元和模式?jīng)Q策方法，其特征在于，所述的DTV閾值η和在編碼過程中是不斷更新的，其更新的周期是根據(jù)步驟一中設(shè)置的閾值的有效長度N決定的。
【文檔編號】H04N19/11GK103997645SQ201410180404
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】宋云, 曾葉, 李雪玉, 章登勇 申請人:長沙理工大學(xué)