一種視頻圖像幀內(nèi)編碼單元紋理分析及編碼單元選擇方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及視頻編碼領(lǐng)域，具體涉及一種視頻圖像幀內(nèi)編碼單元紋理分析及編碼單元選擇方法。
【背景技術(shù)】
[0002]有資料顯示，到2017年時(shí)，90%的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)將會(huì)是視頻數(shù)據(jù)，這其中又將會(huì)有大部分是高清視頻數(shù)據(jù)。最新的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)HEVC，提出了許多新的特性，高效的進(jìn)行視頻壓縮。
[0003]HEVC與H.264/AVC相似的是，基于塊的預(yù)測(cè)和壓縮是其基礎(chǔ)。由于視頻的分辨率已經(jīng)提高到了物理分辨率720p的格式甚至更高，以16X 16為最大值的宏塊已顯得不適于描述高清視頻的特征，所以HEVC提出了一種更寬的塊尺寸。在HEVC中，一個(gè)編碼樹(shù)單元會(huì)被分成多種不同尺寸的編碼單元，大小從8X8到64X64不等。由于編碼單元決定最初塊的大小對(duì)后面的預(yù)測(cè)單元、變換單元的一步劃分都有很大影響，相對(duì)于編碼單元大小為16 X 16，設(shè)置編碼單元大小為64X64可以減少12%的比特率，HEVC相比H.264標(biāo)準(zhǔn)，其壓縮效率提升了一倍以上，但其編碼復(fù)雜度卻增加了 2至4倍，對(duì)應(yīng)的編碼時(shí)間也就增加了，基于這個(gè)問(wèn)題，HEVC自身也配套了幾個(gè)關(guān)于編碼單元選擇模式的算法，但是仍舊復(fù)雜度較尚O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問(wèn)題和/或缺陷，并提供至少后面將說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種對(duì)視頻圖像幀內(nèi)編碼單元進(jìn)行紋理分析的方法，通過(guò)局部范圍值設(shè)計(jì)了反映第一紋理復(fù)雜度的方法，通過(guò)第一紋理復(fù)雜度對(duì)視頻圖像幀內(nèi)編碼單元進(jìn)行紋理分析，對(duì)編碼單元大小進(jìn)行選擇，大大減少視頻編碼時(shí)間。
[0006]本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種基于HEVC的視頻圖像幀內(nèi)編碼單元選擇方法，通過(guò)局部范圍值設(shè)計(jì)了反映第二紋理復(fù)雜度的方法，并通過(guò)第二紋理復(fù)雜度輔助第一紋理復(fù)雜度對(duì)視頻圖像幀內(nèi)編碼單元進(jìn)行紋理分析，對(duì)編碼單元大小進(jìn)行選擇，在減少編碼時(shí)間的同時(shí)保證視頻編碼質(zhì)量。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種技術(shù)方案:
[0008]一種對(duì)視頻圖像幀內(nèi)編碼單元進(jìn)行紋理分析的方法，采用第一紋理復(fù)雜度對(duì)視頻圖像幀內(nèi)編碼單元進(jìn)行紋理分析，所述第一紋理復(fù)雜度為一個(gè)編碼單元的全部像素點(diǎn)的局部范圍值的方差，其中，所述局部范圍值是指一個(gè)像素點(diǎn)的局部范圍內(nèi)最大像素值與最小像素值的差值，所述局部范圍指該像素點(diǎn)四周與其相鄰的其他像素點(diǎn)。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，還提供了一種技術(shù)方案:
[0010]一種基于HEVC的視頻圖像幀內(nèi)編碼單元選擇方法，包括以下步驟:
[0011]S1、將待編碼的視頻圖像分割為多個(gè)64X64的編碼單元A(i)，其中i表示將該視頻圖像分割為64X64的編碼單元的個(gè)數(shù)，將其中一個(gè)A(i)按照四叉樹(shù)分層分割為四個(gè)32X32的編碼單元B (i，j)，其中j表示將A (i)分割成32X32的編碼單元的個(gè)數(shù)，j = 1，
2,3,4；
[0012]S2、對(duì)于其中一個(gè)A(i)，計(jì)算其第一紋理復(fù)雜度，并計(jì)算B(i，j)的所述第一紋理復(fù)雜度，所述第一紋理復(fù)雜度為編碼單元的全部像素點(diǎn)的局部范圍值的方差，其中，所述局部范圍值是指一個(gè)像素點(diǎn)的局部范圍內(nèi)最大像素值與最小像素值的差值，所述局部范圍指該像素點(diǎn)四周與其相鄰的其他像素點(diǎn)；
[0013]S3、比較A(i)和B(i，j)的第一紋理復(fù)雜度，當(dāng)A(i)的第一紋理復(fù)雜度小于或等于四個(gè)B(i，j)的第一紋理復(fù)雜度的最小值時(shí)，則判斷A(i)為平滑單元，結(jié)束對(duì)A(i)的處理。
[0014]優(yōu)選的是，所述的基于HEVC的視頻圖像幀內(nèi)編碼單元選擇方法，還包括以下步驟:
[0015]S4、當(dāng)A(i)的第一紋理復(fù)雜度大于四個(gè)B(i，j)的第一紋理復(fù)雜度的最小值時(shí)，則判斷A(i)為復(fù)雜單元，進(jìn)入S5;
[0016]S5、將判斷為復(fù)雜單元的A(i)中的其中一個(gè)B(i，j)按照四叉樹(shù)分層分割為四個(gè)16X 16的編碼單元C(i，j，m)，計(jì)算C(i，j，m)的所述第一紋理復(fù)雜度，其中m表示將B(i，j)分割成16X 16的編碼單元的個(gè)數(shù)，m = 1,2,3,4 ；
[0017]S6、比較B(i，j)和C(i，j，m)的第一紋理復(fù)雜度，
[0018]當(dāng)B(i，j)的第一紋理復(fù)雜度小于或等于四個(gè)C(i，j，m)的第一紋理復(fù)雜度的最小值時(shí)，則判斷B (i，j)為平滑單元，結(jié)束對(duì)B (i，j)的處理；
[0019]當(dāng)B(i，j)的第一紋理復(fù)雜度大于四個(gè)C(i，j，m)的第一紋理復(fù)雜度的最小值時(shí)，進(jìn)入S7 ；
[0020]S7、計(jì)算B(i，j)的第二紋理復(fù)雜度，所述第二紋理復(fù)雜度為一個(gè)編碼單元內(nèi)全部像素點(diǎn)的所述局部范圍值的均值與中值的差值，比較B(i，j)的第二紋理復(fù)雜度與O的大小，
[0021 ] 當(dāng)其第二紋理復(fù)雜度小于或等于O時(shí)，則判斷B (i，j)為平滑單元，結(jié)束對(duì)B (i，j)的處理；
[0022]否則，判斷B(i，j)為復(fù)雜單元，將判斷為復(fù)雜單元的B(i，j)分割為四個(gè)16X16的編碼單元C (i，j，m)，進(jìn)入S8 ；
[0023]S8、比較其中一個(gè)C(i，j，m)的第一紋理復(fù)雜度與預(yù)設(shè)閾值T的大小，
[0024]當(dāng)C(i，j，m)的第一紋理復(fù)雜度小于或等于T時(shí)，判斷C(i，j, m)為平滑單元，結(jié)束對(duì)C(i，j，m)的處理；
[0025]當(dāng)C(i，j，m)的第一紋理復(fù)雜度大于T時(shí)，分割當(dāng)前C(i，j，m)為四個(gè)8X8的編碼單元。
[0026]優(yōu)選的是，所述的基于HEVC的視頻圖像幀內(nèi)編碼單元選擇方法，定義所述預(yù)設(shè)閾值T = (QP/16)+11，其中QP為量化參數(shù)，其值為0-51之間的任意自然數(shù)。
[0027]優(yōu)選的是，所述的基于HEVC的視頻圖像幀內(nèi)編碼單元選擇方法，所述QP為22、27、32或37中的一個(gè)值。
[0028]本發(fā)明的有益效果如下:
[0029]I)本發(fā)明所述的對(duì)視頻圖像幀內(nèi)編碼單元進(jìn)行紋理分析的方法，通過(guò)引入局部范圍值，對(duì)視頻圖像幀內(nèi)編碼單元的紋理分析，相比直接對(duì)像素點(diǎn)進(jìn)行方差統(tǒng)計(jì)，方法更深入，分析方法更實(shí)用，本發(fā)明的方法計(jì)算量小，選擇方法簡(jiǎn)單，能快速對(duì)編碼單元進(jìn)行選擇，縮短編碼時(shí)間；
[0030]2)本發(fā)明所述的基于HEVC的視頻圖像幀內(nèi)編碼單元選擇方法，結(jié)合通過(guò)局部范圍值設(shè)計(jì)的第一紋理復(fù)雜度和第二紋理復(fù)雜度分析視頻圖像幀內(nèi)編碼單元的紋理特征，在保證視頻質(zhì)量的前提下，對(duì)編碼單元進(jìn)行選擇，編碼時(shí)間相比常規(guī)的方法縮短了 72.24%。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1為本發(fā)明所述的局部范圍值的計(jì)算方法示意圖；
[0032]圖2為本發(fā)明所述的基于HEVC的視頻圖像幀內(nèi)編碼單元選擇方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書(shū)文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0034]一種對(duì)視頻圖像幀內(nèi)編碼單元進(jìn)行紋理分析的方法，采用第一紋理復(fù)雜度對(duì)視頻圖像幀內(nèi)編碼單元進(jìn)行紋理分析，所述第一紋理復(fù)雜度為一個(gè)編碼單元的全部像素點(diǎn)的局部范圍值的方差，其中，所述局部范圍值是指一個(gè)像素點(diǎn)的局部范圍內(nèi)最大像素值與最小像素值的差值，所述局部范圍指該像素點(diǎn)四周與其相鄰的其他像素點(diǎn)。
[0035]如圖1中所示，(a)為一個(gè)編碼單元，對(duì)于(a)中的一個(gè)像素值為6的像素點(diǎn)，其局部范圍包括像素值為1、2、3、5、7、9、10和11的像素點(diǎn)，故其局部范圍值為最大像素值11與最小像素值I的差值，即10。
[0036]如圖1中所示，(b)為(a)對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的局部范圍值，(a)的所述第一紋理復(fù)雜度為(b)內(nèi)所有值的方差。
[0037]為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，還提供了一種技術(shù)方案:
[0038]一種基于HEVC的視頻圖像幀內(nèi)編碼單元選擇方法，包括以下步驟:
[0039]S1、將待編碼的視頻圖像分割為多個(gè)64X64的編碼單元A(i)，其中i表示將該視頻圖像分割為64X64的編碼單元的個(gè)數(shù)，將其中一個(gè)A(i)按照四叉樹(shù)分層分割為四個(gè)32X32的編碼單元B (i，j)，其中j表示將A (i)分割成32X32的編碼單元的個(gè)數(shù)，j = 1，
2,3,4；
[0040]S2、對(duì)于其中一個(gè)A(i)，計(jì)算其第一紋理復(fù)雜度，并計(jì)算B(i，j)的所述第一紋理復(fù)雜度，所述第一紋理復(fù)雜度為編碼單元的全部像素點(diǎn)的局部范圍值的方差，其中，所述局部范圍值是指一個(gè)像素點(diǎn)的局部范圍內(nèi)最大像素值與最小像素值的差值，所述局部范圍指該像素點(diǎn)四周與其相鄰的其他像素點(diǎn)；
[0041]S3、比較A(i)和B(i，j)的第一紋理復(fù)雜度，當(dāng)A(i)的第一紋理復(fù)雜度小于或等于四個(gè)B(i，j)的第一紋理復(fù)雜度的最小值時(shí)，則判斷A(i)為平滑單元，結(jié)束對(duì)A(i)的處理；否則判斷A(i)為復(fù)雜單元；
[0042]S4、將判斷為復(fù)雜單元A(i)中的其中一個(gè)B(i，j)分割為四個(gè)16X16的編碼單元C(i，j，m)，其中m表示將B(i，j)分割成16X 16的編碼單元的個(gè)數(shù)，m = 1，2，3，4，計(jì)算c(i，j，m)的第一紋理復(fù)雜度；
[0043]S5、比較B(i，j)和C(i，j，m)的第一紋理復(fù)雜度，當(dāng)B (i，j)的第一紋理復(fù)雜度小于或等于四個(gè)C(i，j，m)的第一紋理復(fù)雜度的最小值時(shí)，則判斷B(i，j)為平滑單元，結(jié)束對(duì)B(i，j)的處理；否則判斷B (i，j)為復(fù)雜單元，進(jìn)入S6;
[0044]S6、比較判斷為復(fù)雜單元的B(i，j)中的其中一個(gè)C(i，j，m)的第一紋理復(fù)雜度與預(yù)設(shè)閾值T的大小，
[0045]當(dāng)C(i，j，m)的第一紋理復(fù)雜度小于或等于T時(shí)，判斷C(i，j, m)為平滑單元，結(jié)束對(duì)C(i，j，m)的處理；
[0046]當(dāng)C(i，j，m)的第一紋理復(fù)雜度大于T時(shí)，分割當(dāng)前C(i，j，m)為四個(gè)8X8的編碼單元。
[0047]以上為判斷一個(gè)編碼單元A (i)是否分割的方法，對(duì)于其他的多個(gè)編碼單元A (i)同樣采用上述方法判斷以做下一步選擇。
[0048]在本發(fā)明方案中，在判斷A(i)是否分割為B(i，j)和在判斷B(i，j)是