分級(jí)自適應(yīng)的hevc幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式快速?zèng)Q策方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明適用于視頻編解碼【技術(shù)領(lǐng)域】，提供一種基于分組自適應(yīng)的幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式快速?zèng)Q策方法及裝置，其所述方法包括：采取分級(jí)計(jì)算、逐步精細(xì)的模式篩選方法，首先抽選12個(gè)候選模式進(jìn)行預(yù)測(cè)方向初步判斷，然后根據(jù)初步判斷結(jié)果再精選預(yù)測(cè)模式；并根據(jù)RMD粗選模式的HCost代價(jià)，采用代價(jià)自適應(yīng)的方法提前排除部分可能性較低的候選模式，以達(dá)到減少幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式數(shù)量，降低計(jì)算復(fù)雜度的目的；最后添加MPM模式到候選預(yù)測(cè)模式子集中，從而保障了編碼效率和質(zhì)量。本發(fā)明主要解決現(xiàn)有HEVC幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼計(jì)算復(fù)雜度高的問(wèn)題。本發(fā)明提出的幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式?jīng)Q策方案實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，在BD-PSNR平均損失0.041dB的情況下，平均可降低36.521％的編碼時(shí)間，顯著提高了編碼速度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】分級(jí)自適應(yīng)的HEVC幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式快速?zèng)Q策方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于視頻編解碼【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于高效視頻編碼（High Efficiency video coding, HEVC)的分級(jí)自適應(yīng)的巾貞內(nèi)預(yù)測(cè)模式快速?zèng)Q策方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 為滿(mǎn)足高清視頻應(yīng)用的新要求，2010年4月，JCT-VC開(kāi)始制定新的下一代視頻編 解碼標(biāo)準(zhǔn) HEVC (High Efficiency Video Coding)，也稱(chēng)其為 H. 265。
[0003] 相對(duì)于上一代標(biāo)準(zhǔn)H. 264/AVC，HEVC在預(yù)測(cè)編碼方面有了長(zhǎng)足的發(fā)展，提高了約1 倍的編碼效率。HEVC主要面向下一代4K分辨率高清電視、3D視頻、移動(dòng)視頻、流媒體視頻 等最新應(yīng)用。
[0004] 目前，JCT-VC組織的各次討論的具體文獻(xiàn)可以從http ://wftp3. itu. int獲得，這 些技術(shù)方案有可能會(huì)逐步加入到HEVC標(biāo)準(zhǔn)中。
[0005] 在巾貞內(nèi)預(yù)測(cè)（intra predication)方面，HEVC最高支持35種巾貞內(nèi)預(yù)測(cè)模式，其中 預(yù)測(cè)方向增加到33種，提高了預(yù)測(cè)精度。此外，在DC均值模式的基礎(chǔ)上增加了 Planar平 滑預(yù)測(cè)模式，提高了對(duì)漸變式平滑紋理區(qū)的預(yù)測(cè)精度。圖1示出了 HEVC的35種幀內(nèi)預(yù)測(cè) 模式。
[0006] 由于使用了多達(dá)35種幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式，如果直接針對(duì)35種幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式使用率失 真優(yōu)化（RateDistortion optimization, RD0)技術(shù)來(lái)判斷最優(yōu)預(yù)測(cè)模式，則編碼器的運(yùn)算 量將太過(guò)龐大。因此，如何降低HEVC視頻編碼的計(jì)算復(fù)雜度，成為了 HEVC當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。
[0007] 三星公司的jung-Hye Min等和諾基亞公司的jani Lainema等將提案JCTVC-A119 中角度巾貞內(nèi)預(yù)測(cè)（Angular Intra Prediction, AIP)技術(shù)和提案JCTVC-A124中任意方向中貞 內(nèi)預(yù)測(cè)（Arbitrary Directional Intra，ADI)技術(shù)結(jié)合，命名為聯(lián)合方向預(yù)測(cè)（Unification of the Directional Intra prediction, UDI) 〇
[0008] 在提案JCTVC-C207中，三星公司的Yinji Piao等對(duì)UDI技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，簡(jiǎn)化 了率失真模型，提出一種粗略模式?jīng)Q策（Rough Mode Decision，RMD)方法，獲取精簡(jiǎn)的候 選模式子集。首先，計(jì)算HCost = HSATDMde+X · bitsm()de代價(jià)，即計(jì)算殘差信號(hào)Hadamard 變換代價(jià)與模式比特?cái)?shù)之和，進(jìn)行粗略的模式選擇代價(jià)計(jì)算。篩選出由代價(jià)最小的前N種 預(yù)測(cè)模式組成的粗選模式子集；然后對(duì)粗選模式子集內(nèi)的這N種預(yù)測(cè)模式進(jìn)行RD0計(jì)算， RDCostm()de =Σ Diff (i, j)2+X · bitsMde，RDCost代價(jià)最小的模式即為最優(yōu)巾貞內(nèi)預(yù)測(cè)模式。 該算法減少了候選預(yù)測(cè)模式的數(shù)量，降低了幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式選擇的計(jì)算復(fù)雜度。
[0009] 在提案JCTVC-C218中，LG公司的jungsun Kim等人簡(jiǎn)化了 CU分成PU的冗余 過(guò)程，提出對(duì)預(yù)測(cè)單元（Prediction Unit，PU)不采用四叉樹(shù)劃分預(yù)測(cè)，并禁用旋轉(zhuǎn)變換 (Rotation Transform，R0T)與聯(lián)合巾貞內(nèi)預(yù)測(cè)（Combined intra prediction，CIP)技術(shù)，減 少約35%的編碼時(shí)間。
[0010] 在提案JCTVC-D283中，簡(jiǎn)化了 UDI算法，并加入了最有可能模式（most probable mode，MPM)技術(shù)。即在RMD粗選得到N個(gè)粗選模式子集之后，應(yīng)用MPM算法提取最有可能 模式加入粗選模式子集。
[0011] 在HM7. 0之后，為了更加精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)，每個(gè)尺寸的PU都使用所有的35種幀內(nèi)預(yù) 測(cè)模式進(jìn)行RMD模式粗選擇。篩選出代價(jià)最小的N個(gè)候選模式，并對(duì)這N個(gè)候選模式按照 HCost代價(jià)大小進(jìn)行升序排序。其中，對(duì)于大小為4X4和8X8的預(yù)測(cè)塊，N = 8,對(duì)于大小 為16X16和32X32的預(yù)測(cè)塊，N = 3。
[0012] 雖然以上幾種快速算法的編碼性能損失極小，但編碼時(shí)間節(jié)省的幅度并不大。尤 其對(duì)于4X4和8X8尺寸的PU塊，RMD粗選得到的候選模式數(shù)量較多，還需深入研究。
[0013] 本申請(qǐng)主要參考以下技術(shù)文獻(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0014] [1]J. H. Min, "Unification of the directional intra prediction methods in TMuC，"JCTVC-B100, July, 2010.
[0015] [2]K. McCann et. al.，"Samsung's response to the call for proposals on video compression technology,，'JCTVC_A124, April, 2010.
[0016] [3]K. Ugur, K. R. Andersson and A. Fuldseth, ^Description of video coding technology proposal by Tandberg, Nokia, Ericsson,，' JCTVC-A119, April, 2010.
[0017] [4]Y. Piao, J. H. Min, J. Chen, "Encoder improvement of unified intra Predictio n, JCTVC-C207, Oct. , 2010.
[0018] [5] L. Zhao, et. al. , "Further encoder improvement of intra mode decision, "JCTVC-D283, Jan.，201L
[0019] [6]J. Kim, Y. Jeon, B. Jeon, "Encoding complexity reduction for intra prediction by disabling NXN partition, JCTVC-C218, Oct. , 2010.
[0020] [7]B. BroSS, ff. J. Han, J. R. Ohm, G. J. Sullivan, T. ffiegand, <<WD4:fforking Draft 4 of High-Efficiency Video Coding, JCTVC-F803, July, 2011.
[0021] [8]K. McCann, 5. Sekiguei, B. Bross, ff. J. Han, <<HM4:HEVC Test Model4Encoder De scription, "JCTVC-F802, July, 2011.
[0022] [9]Υ· H. Tan, C. Yeo, H. L. Tan, Z. Li, "RQT d印th selection, "JCTVC-E104, Mar.，2 Oil.
[0023] [10]K. Panusopone, K. Chono, Y. H. Tan, M. Zhou, ^Evaluation of RQT in HM and related TUrepresentation, JCTVC-E365, Mar. , 2011.
[0024] [11]B. Bross, "Common test conditions and software reference configuration s, JCTVC-F900, July, 2011.


【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0025] 本發(fā)明提供了一種分級(jí)自適應(yīng)的HEVC幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式快速?zèng)Q策方法及裝置，該方 法是針對(duì)當(dāng)前幀中的每個(gè)預(yù)測(cè)塊（PU)執(zhí)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式?jīng)Q策的過(guò)程，重點(diǎn)是針對(duì)模式粗 選擇（RMD)的決策過(guò)程。
[0026] 本發(fā)明的目的在于：針對(duì)上述HEVC中幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式選擇過(guò)程計(jì)算量大的不足，提 出一種用于HEVC的分級(jí)自適應(yīng)幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式快速?zèng)Q策方法，以降低幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式判決的 計(jì)算復(fù)雜度。
[0027] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的技術(shù)思路是：在HEVC的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出分級(jí)粗略模式?jīng)Q策法 (Classification Rough Mode Decision, CRMD)，即首先查找最佳預(yù)測(cè)方向所在的大方向區(qū) 間，然后對(duì)大方向區(qū)間內(nèi)的預(yù)測(cè)模式進(jìn)行精細(xì)搜索，以求得更精確的預(yù)測(cè)模式；并采用代價(jià) 自適應(yīng)的提前排除法（Early Rule Out, ER0)，依據(jù)HCost代價(jià)提前排除部分可能性較小的 候選模式，以提高HEVC幀內(nèi)編碼的速度；最后添加 MPM模式到粗選模式子集中，從而保障了 編碼效率和質(zhì)量。
[0028] 本發(fā)明針對(duì)HEVC編碼方案中每個(gè)PU塊執(zhí)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式選擇部分，因此保持 HEVC編碼方案其他部分不變。
[0029] 第一方面，為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案是：
[0030] 步驟1)采用如圖2所示的12個(gè)一級(jí)候選模式進(jìn)行RMD粗選計(jì)算，確定最優(yōu)預(yù)測(cè) 方向所在的大方向區(qū)間。一級(jí)候選模式中的Planar模式主要考慮紋理平滑區(qū)域的決策，其 余11個(gè)方向預(yù)測(cè)模式采用角度均勻間隔的方式抽選。
[0031] 步驟2)經(jīng)步驟1計(jì)算后，選出HCost代價(jià)最小的2個(gè)預(yù)測(cè)模式（最小代價(jià)模 式ModeJCostO,次小代價(jià)模式M 〇de_HC〇stl)，并檢測(cè)這兩個(gè)較佳預(yù)測(cè)模式中是否存在 Planar模式。如果存在Planar模式，則轉(zhuǎn)入步驟3 ;否則轉(zhuǎn)入步驟4。
[0032] 步驟3)增加3個(gè)二級(jí)候選進(jìn)行RMD粗選計(jì)算，分別為DC模式、Mode_HCost0的左 右2個(gè)相鄰預(yù)測(cè)模式，計(jì)算出準(zhǔn)確的候選模式范圍；并依據(jù)HCost代價(jià)對(duì)所有進(jìn)行過(guò)RMD計(jì) 算的候選模式按升序進(jìn)行排列：轉(zhuǎn)入步驟5。
[0033] 步驟4)增加4個(gè)二級(jí)候選進(jìn)行RMD粗選計(jì)算，分別為Mode_HCost0的左右2個(gè)相 鄰預(yù)測(cè)模式和M 〇de_HC〇stl的左右2個(gè)相鄰預(yù)測(cè)模式，計(jì)算出準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)方向區(qū)間；并依據(jù) HCost代價(jià)對(duì)所有進(jìn)行過(guò)RMD計(jì)算的候選模式按升序進(jìn)行排列。
[0034] 步驟5)初次確定RMD預(yù)測(cè)模式篩選結(jié)果，篩選出HCost代價(jià)最小的前N種預(yù)測(cè)模 式作為粗選模式子集。針對(duì)16X16、32X32和64X64的PU尺寸，N = 3 ;針對(duì)4X4和8X8 的PU尺寸，N = 2+二級(jí)候選模式數(shù)目。
[0035] 步驟6)進(jìn)行HCost代價(jià)自適應(yīng)的提前排除（ER0)。考察粗選模式子集中各個(gè)預(yù) 測(cè)模式的HCost代價(jià)大小，若其代價(jià)HC 〇stm()de > a XHCosh，則將其排除出粗選模式子集。 根據(jù)編碼經(jīng)驗(yàn)α =1.2，此〇^(|指冊(cè)0模式粗選得到的最小代價(jià)。如果代價(jià)差異大，說(shuō)明 當(dāng)前PU塊的紋理方向性明顯，據(jù)此可以排除一部分可能性較小的候選模式。經(jīng)過(guò)ER0提前 排除后，本發(fā)明方法中粗選模式子集中的候選模式數(shù)將動(dòng)態(tài)地減少為1-7個(gè)。
[0036] 步驟7)檢測(cè)最有可能模式ΜΡΜ是否包含在粗選模式子集中。若未包含，則將其加 入到粗選模式子集，最終確定粗選模式子集。
[0037] 步驟8)最后，對(duì)粗選模式子集中的預(yù)測(cè)模式計(jì)算率失真代價(jià)RDCost，代價(jià)最小的 模式即為最終的最優(yōu)預(yù)測(cè)模式。
[0038] 第二方面，提供了一種用于HEVC高效視頻編碼的幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式?jīng)Q策裝置，所述幀 內(nèi)預(yù)測(cè)模式?jīng)Q策裝置是針對(duì)當(dāng)前幀中的每個(gè)預(yù)測(cè)塊（PU)執(zhí)行預(yù)測(cè)模式?jīng)Q策；其特征在于， 所述裝置被配置為：
[0039] (1)采用如圖2所示的12個(gè)一級(jí)候選模式進(jìn)行RMD粗選計(jì)算，選出代價(jià)最小的2 個(gè)較佳預(yù)測(cè)模式（最小代價(jià)模式Mode_HCost0,次小代價(jià)模式Mode_HCostl)，確定最優(yōu)預(yù)測(cè) 方向所在的大方向區(qū)間。
[0040] (2)當(dāng)這兩個(gè)較佳預(yù)測(cè)模式（最小代價(jià)模式Mode_HCost0和次小代價(jià)模式Mode_ HCostl)中存在Planar模式時(shí)，
[0041] 增加3個(gè)二級(jí)候選進(jìn)行RMD粗選計(jì)算，即DC模式、Mode_HCostO的左右2個(gè)相鄰 預(yù)測(cè)模式，計(jì)算出準(zhǔn)確的候選模式范圍。
[0042] 當(dāng)這兩個(gè)較佳預(yù)測(cè)模式（最小代價(jià)模式Mode_HCostO和次小代價(jià)模式Mode_ HCostl)中不存在Planar模式時(shí)，
[0043] 增加4個(gè)二級(jí)候選進(jìn)行RMD粗選計(jì)算，即Mode_HCostO的左右2個(gè)相鄰預(yù)測(cè)模式 和Mode_HCostl的左右2個(gè)相鄰預(yù)測(cè)模式，計(jì)算出準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)方向區(qū)間。
[0044] (3)初次確定RMD預(yù)測(cè)模式篩選結(jié)果，得到包含N個(gè)候選模式的粗選模式子集。針 對(duì) 16X16、32X32 和 64X64 的 PU 尺寸，N = 3 ;針對(duì) 4X4 和 8X8 的 PU 尺寸，N = 2+二級(jí) 候選模式數(shù)目。
[0045] (4)進(jìn)行HCost代價(jià)自適應(yīng)的提前排除（ER0)?？疾齑诌x模式子集中各個(gè)預(yù)測(cè)模 式的代價(jià)大小，若其代價(jià)HC 〇stm()de> a XHCosh，則將其排除出粗選模式子集。根據(jù)編碼經(jīng) 驗(yàn)a = 1. 2, HCosh指RMD模式粗選得到的最小代價(jià)。
[0046] (5)使用最有可能模式（MPM)技術(shù)，其中，將兩個(gè)最有可能模式加入所述粗選模式 子集，最終確定粗選模式子集。
[0047] (6)對(duì)所述粗選模式子集中的各個(gè)模式，采用率失真優(yōu)化（RD0)方法來(lái)獲得所述 最優(yōu)幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式。
[0048] 還公開(kāi)了與上述方法相對(duì)應(yīng)的裝置以及用來(lái)執(zhí)行上述方法的視頻編碼器。
[0049] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0050] 第一，本發(fā)明在HEVC基礎(chǔ)上提出對(duì)35個(gè)幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式采取分級(jí)計(jì)算、逐步精細(xì)的 粗略模式?jīng)Q策法（CRMD)，一級(jí)候選模式含有12個(gè)模式，二級(jí)候選模式含有3-4個(gè)模式，總共 需要進(jìn)行HCost計(jì)算的模式有15?16個(gè)，還不及所有35個(gè)幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式數(shù)量的一半，節(jié) 約了 一半的RMD計(jì)算量。
[0051] 第二，本發(fā)明提出HCost代價(jià)自適應(yīng)的提前排除法（ER0)，能提前排除部分可能性 較小的候選模式。經(jīng)過(guò)ER0提前排除后，對(duì)16X16以上尺寸的PU塊，本算法的候選模式將 動(dòng)態(tài)地減少為1?3個(gè)；對(duì)8X8以下尺寸的PU塊，候選模式將動(dòng)態(tài)地減少為1?6個(gè)，減 少了復(fù)雜的RDCost計(jì)算次數(shù)，提高了運(yùn)算速度。
[0052] 第三，本發(fā)明提出在分級(jí)模式粗選CRMD和自適應(yīng)的模式提前排除ER0后，再加入 最有可能模式MPM，既能大幅減少候選模式數(shù)量，又能以較高概率將最優(yōu)預(yù)測(cè)模式保留在粗 選模式子集中，從而保持圖像編碼性能基本不變。
[0053] 第四，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單，本方案僅需要通過(guò)簡(jiǎn)單分組、排序和比較操作即可實(shí) 現(xiàn)幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式的選擇過(guò)程。本發(fā)明的方法在BD-PSNR平均損失0.041dB的情況下，平均 可降低36. 521 %的編碼時(shí)間，顯著提高了編碼速度。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0054] 圖1示出了 HEVC中使用的35種幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式。
[0055] 圖2示出了本發(fā)明的12個(gè)一級(jí)候選模式。
[0056] 圖3示出了各RMD粗選模式成為最優(yōu)模式的概率分布圖。
[0057] 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式?jīng)Q策流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0058] 下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)闡述。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具 體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0059] 在HM7. 0(HEVC test model7. 0)之后，為了更加精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)，每個(gè)尺寸的預(yù)測(cè)塊 (PU)都有35種預(yù)測(cè)模式。如圖1所示，35種幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式包括33種方向預(yù)測(cè)模式，以及 DC (均值）模式和Planar (平滑）模式。
[0060] 在HM7. 0之后，HEVC幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式判決共有三個(gè)步驟。第一步模式粗選擇（RMD)， 所有的35個(gè)候選模式進(jìn)行HCost計(jì)算，從所中篩選出代價(jià)最小的前N種預(yù)測(cè)模式，即粗選 模式子集。N = 8,針對(duì)4X4和8X8的PU尺寸；N = 3,針對(duì)其它的PU尺寸。第二步MPM 技術(shù)，檢測(cè)當(dāng)前編碼塊的最有可能模式MPM是否包含在粗選子集中。若不在，則將其加入粗 選子集。第三步率失真判決（RD0)，將粗選模式子集中的每一個(gè)模式進(jìn)行RDCost計(jì)算，代價(jià) 最小的模式即為最優(yōu)預(yù)測(cè)模式。
[0061 ] 第一步RMD技術(shù)
[0062] 具體而言，在RMD中，使用以下公式來(lái)選出代價(jià)最小的N個(gè)候選模式，并對(duì)這N個(gè) 候選模式按照HCost代價(jià)大小進(jìn)行升序排序。其中，對(duì)于大小為4X4和8X8的預(yù)測(cè)塊，N =8 ;對(duì)于大小為16X16和32X32的預(yù)測(cè)塊，N = 3。
[0063] HCost = HSATDmode+λ · bitsm〇 de, (1)
[0064] 其中，HCost為代價(jià)，mode為HEVC規(guī)定的最多具有35種的所有幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式， HSATD表示殘差信號(hào)哈達(dá)瑪變換系數(shù)絕對(duì)和，bits表示模式比特?cái)?shù)的消耗值，λ表示拉格 朗日常量。
[0065] 第二步ΜΡΜ技術(shù)
[0066] 具體而言，在使用RMD技術(shù)獲得了粗選模式子集之后，將當(dāng)前預(yù)測(cè)塊的左側(cè)塊和 上方塊的最優(yōu)模式直接作為兩個(gè)最有可能模式（ΜΡΜ)，并判斷ΜΡΜ模式是否包含在粗選模 式子集中；如果未包含，則將其加入粗選模式子集。
[0067] 第三步RD0技術(shù)
[0068] RD0技術(shù)是視頻編碼領(lǐng)域普遍采用的技術(shù)，其通?；跉埐钚盘?hào)平方和（Sum of Square Err〇r，SSE)來(lái)確定最優(yōu)預(yù)測(cè)模式。本文中為了不混淆關(guān)鍵概念，不對(duì)其進(jìn)行展開(kāi)描 述。
[0069] 我們的實(shí)驗(yàn)觀(guān)察與數(shù)據(jù)分析：
[0070] 表1展示了 RMD粗選模式和MPM模式最終成為當(dāng)前PU塊最優(yōu)預(yù)測(cè)模式的概率統(tǒng) 計(jì)。RMD粗選后代價(jià)最小的模式M〇de_HC 〇st0最終成為當(dāng)前PU最優(yōu)預(yù)測(cè)模式的平均概率達(dá) 到了 71. 9% ;而且，從Mode_HCost0至Mode_HCost7,隨著候選模式在RMD粗選中排名的降 低，呈現(xiàn)出概率快速衰減的趨勢(shì)，如圖3所示。
[0071] 本文的數(shù)據(jù)是在HEVC的參考軟件HM12. 0上（encoder_intra_main配置）進(jìn)行50 幀全I(xiàn)幀編碼統(tǒng)計(jì)的結(jié)果，實(shí)驗(yàn)對(duì)象為Class A?E共5個(gè)類(lèi)別的15個(gè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試序列。
[0072] 表1RMD粗選模式成為當(dāng)前預(yù)測(cè)塊（PU)最優(yōu)預(yù)測(cè)模式的概率統(tǒng)計(jì)（QP = 32, 50幀 全I(xiàn)幀）
[0073]

【權(quán)利要求】
1. 一種分級(jí)自適應(yīng)的HEVC幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式快速?zèng)Q策方法，其中，所述方法是針對(duì)當(dāng)前幀 中的每個(gè)預(yù)測(cè)塊（PU)執(zhí)行預(yù)測(cè)模式?jīng)Q策的方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1)采用角度均勻間隔的12個(gè)一級(jí)候選模式進(jìn)行粗選計(jì)算（RMD)，確定最優(yōu)預(yù)測(cè)方 向所在的大方向區(qū)間； 步驟2)依據(jù)RMD計(jì)算得到的HCost代價(jià)對(duì)候選模式按升序進(jìn)行排列；檢查HCost代價(jià) 最小的兩個(gè)模式中是否存在Planar模式；如果存在Planar模式，則轉(zhuǎn)入步驟3 ;否則轉(zhuǎn)入 步驟4 ; 步驟3)如果HCost代價(jià)最小的兩個(gè)模式中存在Planar模式，則增加3個(gè)二級(jí)候選模 式進(jìn)行RMD粗選計(jì)算，分別為DC模式、較佳預(yù)測(cè)角度M〇de_HC〇st 0的左右2個(gè)相鄰預(yù)測(cè)模 式；并依據(jù)HCost代價(jià)對(duì)所有進(jìn)行過(guò)RMD計(jì)算的候選模式按升序進(jìn)行排列；進(jìn)入步驟5 ; 步驟4)如果HCost代價(jià)最小的兩個(gè)模式中不存在Planar模式，則增加4個(gè)二級(jí)候選 模式進(jìn)行RMD粗選計(jì)算，分別為Mode_HCost 0的左右2個(gè)相鄰預(yù)測(cè)模式和Mode_HCost 1的 左右2個(gè)相鄰預(yù)測(cè)模式；并依據(jù)HCost代價(jià)對(duì)所有進(jìn)行過(guò)RMD計(jì)算的候選模式按升序進(jìn)行 排列；進(jìn)入步驟5 ; 步驟5)初次確定RMD預(yù)測(cè)模式篩選結(jié)果，篩選出HCost代價(jià)最小的前N種預(yù)測(cè)模式作 為粗選模式子集；具體而言，針對(duì)16 X 16、32 X 32和64X 64的PU尺寸，N = 3 ;針對(duì)4X 4和 8 X 8的PU尺寸，N = 2+二級(jí)候選模式數(shù)目； 步驟6)采用代價(jià)自適應(yīng)的提前排除法，排除部分可能性較小的候選模式；具體而言， 比較粗選模式子集中各個(gè)預(yù)測(cè)模式的HCost代價(jià)大小，若其代價(jià)HC〇stm()de > 1. 2XHC〇stQ， 則將其排除出粗選模式子集；確定篩選后的RMD粗選模式子集； 步驟7)使用最有可能模式（MPM)方法，將當(dāng)前預(yù)測(cè)塊的左側(cè)塊和上方塊的最佳模式作 為兩個(gè)最有可能模式加入粗選模式子集； 步驟8)使用率失真（RD0)方法確定最優(yōu)預(yù)測(cè)模式，具體而言，對(duì)所述粗選子集中的預(yù) 測(cè)模式計(jì)算率失真代價(jià)RDCost，代價(jià)最小的模式即為最終的最優(yōu)預(yù)測(cè)模式。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述角度均勻間隔的12個(gè)一級(jí)候選模 式是指冊(cè)％規(guī)定的模式0、3、6、9、12、15、18、21、24、27、30、33等幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述二級(jí)候選模式是根據(jù)步驟1和步驟 2的計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行動(dòng)態(tài)選擇，主要包括DC模式、M 〇de_HC〇st 0的左右2個(gè)相鄰預(yù)測(cè)模式以 及M〇de_HC〇st 1的左右2個(gè)相鄰預(yù)測(cè)模式。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述提前排除法基于以下： HCostmode > 1. 2XHCost〇 其中，HCost。為RMD模式粗選得到的最小代價(jià)；由于進(jìn)行RMD粗選時(shí)，將依據(jù)HCost代 價(jià)對(duì)候選模式按升序進(jìn)行排列，故RMD模式粗選得到的最小代價(jià)用HCosh表示；與其相對(duì) 應(yīng)的RMD粗選得到的最小代價(jià)模式用Mode_HCost 0表示。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述RMD粗選計(jì)算的HCost代價(jià)基于以下： HCost = HSATD^de+λ · bits-e 其中，mode為HEVC規(guī)定的35種幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式之一，HSATD表示殘差信號(hào)哈達(dá)瑪變換系 數(shù)絕對(duì)和，bits表示模式比特?cái)?shù)的消耗值，λ表示拉格朗日常量。
6. -種用于HEVC高效視頻編碼的幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式?jīng)Q策裝置，所述幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式?jīng)Q策裝 置是針對(duì)當(dāng)前幀中的每個(gè)預(yù)測(cè)塊（PU)執(zhí)行預(yù)測(cè)模式?jīng)Q策；其特征在于，所述裝置被配置 為： (1) 采用角度均勻間隔的12個(gè)一級(jí)候選模式進(jìn)行粗選計(jì)算（RMD)，確定最優(yōu)預(yù)測(cè)方向 所在的大方向區(qū)間； (2) 依據(jù)RMD計(jì)算得到的HCost代價(jià)對(duì)候選模式按升序進(jìn)行排列；檢查HCost代價(jià)最 小的兩個(gè)模式中是否存在Planar模式；如果存在Planar模式，則轉(zhuǎn)入步驟3 ;否則轉(zhuǎn)入步 驟4; (3) 當(dāng)這兩個(gè)較佳預(yù)測(cè)模式中存在Planar模式時(shí)，增加3個(gè)二級(jí)候選進(jìn)行RMD粗選計(jì) 算，即DC模式、較佳預(yù)測(cè)角度的左右2個(gè)預(yù)測(cè)模式，按HCost代價(jià)大小對(duì)候選模式進(jìn)行排 序； (4) 當(dāng)這兩個(gè)較佳預(yù)測(cè)模式中不存在Planar模式時(shí)，增加4個(gè)二級(jí)候選進(jìn)行RMD粗選 計(jì)算，即2個(gè)較佳預(yù)測(cè)角度的左右2個(gè)預(yù)測(cè)模式，，按HCost代價(jià)大小對(duì)候選模式進(jìn)行排序； (5) 初次確定RMD預(yù)測(cè)模式篩選結(jié)果，得到粗選模式子集；針對(duì)16X16、32X32和 64 X 64的PU尺寸，N = 3 ;針對(duì)4 X 4和8 X 8的PU尺寸，N = 2+二級(jí)候選模式數(shù)目； (6) 考察粗選模式子集中各個(gè)預(yù)測(cè)模式的代價(jià)大小，若其代價(jià)HC〇stm()de> a XHCost。， 則將其排除出粗選模式子集；根據(jù)編碼經(jīng)驗(yàn)α = 1. 2 ; (7) 使用最有可能模式（MPM)方法，其中，將兩個(gè)最有可能模式加入所述粗選模式子 集； (8) 對(duì)所述集合中的各個(gè)模式，采用率失真優(yōu)化（RD0)方法來(lái)獲得所述最優(yōu)幀內(nèi)預(yù)測(cè) 模式。
7. 如權(quán)利要求6所述的幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式?jīng)Q策器，其中，所述RMD粗選計(jì)算的HCost代價(jià)基 于以下： HCost = HSATDniode+X -bits-e 其中，mode為HEVC規(guī)定的35種幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式之一，HSATD表示殘差信號(hào)哈達(dá)瑪變換系 數(shù)絕對(duì)和，bits表示模式比特?cái)?shù)的消耗值，λ表示拉格朗日常量。
8. -種用于執(zhí)行權(quán)利要求1?7所述的方法的視頻編碼器；其特征是：基于分級(jí)自 適應(yīng)的幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式快速?zèng)Q策方法具有良好的編碼性能；相對(duì)于HEVC參考軟件ΗΜ12. 0， 本發(fā)明方法碼率平均增加0. 164%，亮度PSNR平均降低0. 032dB，編碼時(shí)間平均能縮短 36.521% ;本發(fā)明方法顯示出良好的適應(yīng)性，為HEVC標(biāo)準(zhǔn)面向低復(fù)雜度的實(shí)際應(yīng)用提供技 術(shù)基礎(chǔ)。
【文檔編號(hào)】H04N19/11GK104052994SQ201410159107
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月14日
【發(fā)明者】金智鵬, 羅錚 申請(qǐng)人:嘉興職業(yè)技術(shù)學(xué)院