一種加速hevc編碼速度的級聯(lián)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種HEVC模式快速選擇領(lǐng)域的方法，具體是一種級聯(lián)H. 264和HEVC 編碼器來加速HEVC編碼的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] HEVC是高效視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的簡稱，是繼H. 264/AVC之后的新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)， 由ITU-T的VCEG和ISO/IEC的MPEG組織組成的聯(lián)合協(xié)作視頻編碼組（JCT-VC，Joint CollaborativeTeamonVideoCoding)制定，已于2013年初發(fā)布。HEVC米用了基于塊的 混合編碼框架，其主要包括了幀內(nèi)預(yù)測、幀間預(yù)測、變換與量化、熵編碼、反量化與反變換以 及環(huán)路濾波等技術(shù)。與傳統(tǒng)的編碼框架相比，ffiVC采用了靈活的四叉樹編碼塊劃分、大塊 預(yù)測和變換、多種類型的預(yù)測塊和變換塊、自適應(yīng)運動參數(shù)編碼以及自適應(yīng)環(huán)路濾波等新 技術(shù)。這些新的編碼技術(shù)有效地提高了HEVC的編碼性能，但是也引入了極大的計算量，不 適合實際的應(yīng)用。
[0003] 在HEVC的模式選擇過程中，標(biāo)準(zhǔn)的模型方法是窮舉了所有可能的編碼單元、預(yù)測 單元和變換單元的組合，并計算出最少的率失真來選擇最優(yōu)的編碼模式。這種方法耗費了 大量的計算在最后那些證明不是最優(yōu)的模式上，所以為了推進(jìn)ffiVC發(fā)展和實際應(yīng)用的關(guān) 鍵所在，在保持HEVC視頻編碼的性能的前提下改進(jìn)其模式選擇方法是非常有必要的。一般 來說模式選擇的改進(jìn)是利用編碼單元、預(yù)測單元和變換單位之間存在的時間和空間冗余來 實現(xiàn)的。這種冗余性的存在具有隱秘性，需要不斷的去發(fā)掘，而模式選擇方法的優(yōu)化改進(jìn)對 于HEVC的實際應(yīng)有有著重要的現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種加速HEVC編碼速度的級聯(lián)方法，采用全新 的編碼器的框架用以解決HEVC模式的快速選擇問題，通過模式映射的方法將H. 264/AVC的 宏塊劃分結(jié)果與ffiVC可能的CU(編碼單元）模式選擇集結(jié)合起來，為HEVC的快速模式選 擇問題提供了一種全新的思路。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：本發(fā)明設(shè)計了一種新的編碼器的框 架模式用來加速ffiVC的編碼速度，S卩：首先使用H. 264/AVC對當(dāng)前幀和HEVC的重建幀進(jìn)行 預(yù)編碼，從預(yù)編碼結(jié)果中提取出視頻的宏塊劃分結(jié)果；然后通過模式映射將H. 264的宏塊 劃分結(jié)果映射為ffiVC的可能模式集；最后在該集合中使用率失真優(yōu)化搜索HEVC的最佳模 式。
[0006] 本發(fā)明所述的加速HEVC編碼速度的級聯(lián)方法，該方法包含以下步驟：
[0007] 步驟1，對當(dāng)前幀進(jìn)行預(yù)編碼，得到最優(yōu)宏塊劃分；
[0008] 首先利用H. 264編碼器對輸入幀進(jìn)行預(yù)編碼得到該幀的最優(yōu)宏塊劃分結(jié)果。在預(yù) 編碼過程中，編碼器的框架采用H. 264/AVC的混合編碼框架，輸入?yún)?shù)為當(dāng)前幀和HEVC的 重建幀，HEVC的重建幀將會被作為當(dāng)前幀的參考幀以用于運動估計和宏塊劃分。
[0009] 步驟2.將H. 264/AVC的最優(yōu)宏塊劃分映射為HEVC模式集
[0010] 通過映射的方法將H. 264/AVC獲得的最優(yōu)宏塊劃分的結(jié)果映射為HEVC的最優(yōu)可 能模式集。對于不同大小的CU，采取不同的模式映射策略來選擇最合適的CU模式集；
[0011] B. 64X64 層
[0012] 對于64X64的CU，僅使用SKIP和2NX2N的預(yù)測模式，因為實驗證明僅使用此兩 種模式對于編碼器的性能影響甚微，但卻極大了減少了編碼器的復(fù)雜度。
[0013] C. 32x32 層
[0014] 對于32X32層，依據(jù)該⑶內(nèi)的四個MB的類型將⑶分成五種不同的類型，對于每 種類型的CU，都設(shè)計了不同的映射關(guān)系以保證映射的可能模式集最優(yōu)。五種CU的模式和其 對應(yīng)的映射如下所示：
[0015] a)當(dāng)前⑶中包含3個或者4個模式為Interl6X16的MB(宏塊）時，僅檢測當(dāng)前 CU的Inter2NX2N模式。
[0016] b)當(dāng)前⑶中左邊兩個MB的模式均為Interl6X16時，僅檢測當(dāng)前⑶的 Inter2NX2N和Inter2NXN模式。
[0017] c)當(dāng)前⑶中右邊兩個MB的模式均為Interl6X16時，僅檢測當(dāng)前⑶的 Inter2NX2N和InterNX2N模式。
[0018] d)當(dāng)前⑶中的四個MB的模式均為Intral6X16時，僅檢測當(dāng)前⑶的 Intra2NX2N模式。
[0019] e)對于其他情況，所有的模式都將會被檢測以判斷當(dāng)前CU最適合的預(yù)測模式。
[0020] D. 16X16 和 8X8 層
[0021] 對于16X16和8X8的CU，本發(fā)明采取不同的映射關(guān)系以得到最適合的PU集。其 中對于16X16和8X8的CU，分別采取以下的映射關(guān)系：
[0022] a)對于 16X16 的CU，H. 264/AVC的SKIP模式映射為HEVC的SKIP/Merge模式； 16X16模式映射為2NX2N和SKIP/Merge模式；H. 264/AVC的16X8和8X16分別對應(yīng)HEVC 的SKIP/Merge、2NX2N以及對應(yīng)的左右/上下矩形和不對稱劃分模式；對于8X8,HEVC將 會檢測所有的模式除了Intra和NXN模式，對于H. 264/AVC中的Intra模式，HEVC將會檢 測所有模式。
[0023] b)對于 8X8 的CU，H. 264/AVC的SKIP模式映射為HEVC的SKIP/Merge模式； 16X16模式映射為2NX2N和SKIP/Merge模式；H. 264/AVC的16X8和8X16分別對應(yīng)HEVC 的SKIP/Merge、2NX2N以及對應(yīng)的左右/上下矩形和不對稱劃分模式；對于8X8,HEVC將 會檢測所有的模式除了Intra模式，對于H. 264/AVC中的Intra模式，HEVC將會檢測所有 模式。
[0024] 步驟3.使用HEVC編碼器來遍歷映射不同大?、堑腜U模式集，利用率失真優(yōu)化 獲得最佳的CU和PU模式。
[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
[0026] 本發(fā)明使用H. 264/AVC進(jìn)行預(yù)編碼來獲取當(dāng)前幀的宏塊劃分結(jié)果；通過模式映射 的方法將H. 264/AVC的劃分結(jié)果映射為HEVC的CU模式集；最后利用HEVC率失真優(yōu)化從模 式集中選擇最優(yōu)的CU和PU(預(yù)測單元）模式。本發(fā)明通過模式映射的方法縮小了HEVC的 需要搜索的模式集，加速了ffiVC的編碼速度，同時利用了成熟的H. 264/AVC編碼器，具有良 好的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0027] 通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、 目的和優(yōu)點將會變得更明顯：
[0028] 圖1為四種不同的⑶(32X32)類型示意圖；
[0029] 圖2是使用用于加速HEVC編碼速度的級聯(lián)了H. 264/AVC的編碼器框圖；
[0030] 圖3是本發(fā)明實施過程中的例圖。
【具體實施方式】
[0031] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù) 人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明 的保護(hù)范圍。
[0032] 此處結(jié)合本發(fā)明在加速HEVC編碼速度的應(yīng)用以描述，具體是講本發(fā)明構(gòu)建的級 聯(lián)編碼器的框架、H. 264/AVC和HEVC之間的模式映射應(yīng)用于HEVC的編碼過程中，具體框圖 如圖1所示：首先介紹利用H. 264/AVC進(jìn)行預(yù)編碼的步驟，然后將在此基礎(chǔ)之上詳細(xì)介紹不 同CU大小的模式映射方法，最后HEVC最優(yōu)模式的選擇方法。
[0033] 步驟1，對當(dāng)前幀進(jìn)行預(yù)編碼，得到最優(yōu)宏塊劃分；
[0034] HEVC和H. 264