一種基于備選模式列表優(yōu)化的幀內(nèi)編碼方法
【專利說(shuō)明】一種基于備選模式列表優(yōu)化的巾貞內(nèi)編碼方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及視頻信號(hào)處理方法技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于備選模式列表優(yōu)化 的幀內(nèi)編碼方法。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人類社會(huì)將進(jìn)入全新的大數(shù)據(jù)時(shí)代。對(duì)視頻而言，其分 辨率從176X 144逐漸增大到4kX 2k，甚至是8kX4k。與低分辨率視頻相比，高分辨率視 頻可以給人類提供更大的視覺(jué)享受。然而，目前最成熟的新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)H.264/AVC (H. 264/Advanced Video Coding)不能對(duì)高分辨率視頻進(jìn)行有效的壓縮，因此在2010年4 月，國(guó)際電信聯(lián)盟視頻編碼專家組（Video Coding Expert Group, VCEG)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 /國(guó)際電工委員會(huì)運(yùn)動(dòng)圖像專家組（Motion Picture Expert Group,MPEG)組成視頻編碼聯(lián) 合協(xié)作組（Joint Collaborative Team on Video Coding，JCT-VC)研究下一代高效視頻編 碼標(biāo)準(zhǔn)（High Efficiency Video Coding, HEVC)。高效視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)HEVC的目標(biāo)是在新一 代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)H. 264/AVC的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高視頻的壓縮效率，特別是高分辨率的視 頻序列。
[0003] 高效視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)HEVC幀內(nèi)編碼過(guò)程中采用了更加靈活的塊結(jié)構(gòu)。該技術(shù)可以 通過(guò)全遍歷的方式針對(duì)不同復(fù)雜度的視頻內(nèi)容靈活地選擇編碼單元⑶（Coding Unit)、預(yù) 測(cè)單元PU (Prediction Unit)、變換單元TU (Transform Unit)和預(yù)測(cè)模式最優(yōu)的組合方 式，從而獲得更高的壓縮效率，但是這種技術(shù)也大大增加了編碼的復(fù)雜度。對(duì)應(yīng)于每種預(yù)測(cè) 模式需要執(zhí)行率失真優(yōu)化（Rate Distortion Optimization, RD0)，以遍歷的方式計(jì)算各預(yù) 測(cè)模式編碼當(dāng)前預(yù)測(cè)單元PU的代價(jià)并比較率失真代價(jià)值，具有最小率失真代價(jià)的預(yù)測(cè)模 式成為最佳預(yù)測(cè)模式。雖然增加幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式的數(shù)目有助于提高預(yù)測(cè)單元PU內(nèi)像素的預(yù) 測(cè)精度，但是這種遍歷搜索方式、眾多預(yù)測(cè)模式以及每個(gè)模式下率失真代價(jià)計(jì)算極高的計(jì) 算復(fù)雜度綜合導(dǎo)致整個(gè)幀內(nèi)編碼復(fù)雜度極高，不利于實(shí)時(shí)性視頻壓縮應(yīng)用。另外，備選模式 列表（Candidate Mode List，CML)中不同位置的模式成為最佳預(yù)測(cè)模式的概率存在明顯差 異，以及同一位置不同模式成為最佳預(yù)測(cè)模式的概率也存在明顯差異，但現(xiàn)有模式選擇方 法中，沒(méi)有或者沒(méi)有有效利用這一特性，進(jìn)一步減少最終執(zhí)行率失真優(yōu)化RDO的備選模式 列表CML中模式的數(shù)目。
[0004] 鑒于此，可知現(xiàn)有技術(shù)未能充分降低高效視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)HEVC幀內(nèi)編碼過(guò)程復(fù)雜 度。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005] 本發(fā)明提供一種解決高效視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)HEVC中幀內(nèi)編碼過(guò)程復(fù)雜度過(guò)高問(wèn)題的 基于備選模式列表優(yōu)化的巾貞內(nèi)編碼方法。
[0006] 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種基于備選模式列表優(yōu)化的幀內(nèi)編碼方法，包括以下步驟：
[0008] 步驟A :得到最初的備選模式列表CML ;
[0009] 步驟B :重新確定與優(yōu)化備選模式列表CML ;
[0010] 步驟C :對(duì)所述重新確定的備選模式列表CML中的模式逐一計(jì)算代價(jià)，將率失真代 價(jià)最小的備選模式選擇為最佳巾貞內(nèi)預(yù)測(cè)模式。
[0011] 進(jìn)一步地，所述步驟A具體為：編碼當(dāng)前編碼單元⑶的亮度編碼塊CB，利用當(dāng)前 編碼單元CU與周圍已編碼的編碼單元CU信息，包括紋理復(fù)雜度信息、已編碼單元CU的編 碼預(yù)測(cè)模式、已編碼單元CU和預(yù)測(cè)單元PU的尺寸與深度信息，從可選幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式選取可 能的最佳模式為備選模式，由此得到最初的備選模式列表CML ;
[0012] 所述步驟B具體為：根據(jù)備選模式列表CML中的幀內(nèi)模式排序、模式屬性以及編碼 單元CU和預(yù)測(cè)單元PU的尺寸信息，重新確定與優(yōu)化備選模式列表CML。
[0013] 進(jìn)一步地，在所述步驟A中，通過(guò)如下步驟得到亮度編碼塊CB最初的備選模式列 表 CML :
[0014] 步驟S21 :使用粗略模式?jīng)Q定RMD方法，從35種幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式中選擇N個(gè)具有最小 粗略模式?jīng)Q定代價(jià)RMD cost的模式，并按照從小到大的順序排列，獲得初步的備選模式列 表CML，其中N根據(jù)預(yù)測(cè)單元PU尺寸決定，當(dāng)預(yù)測(cè)單元PU為64X 64, 32 X 32,16 X 16,8 X 8， 4X4時(shí)分別選擇3, 3, 3,8,8 ;
[0015] 步驟S22 :將最可能模式MPM中不包含在備選模式列表CML中的模式添加到備選 模式列表CML中。
[0016] 進(jìn)一步地，所述步驟B具體包括：
[0017] 若備選模式列表CML中第一個(gè)備選模式FCM屬于最可能模式MPM，則備選模式列表 CML中所有模式僅保留集合A ;
[0018] 若備選模式列表CML中第一個(gè)備選模式FCM屬于集合B，且當(dāng)前預(yù)測(cè)單兀PU尺寸 大于MXM，則備選模式列表CML中所有模式僅保留集合C ;
[0019] 若備選模式列表CML中第一個(gè)備選模式FCM屬于集合B，且當(dāng)前預(yù)測(cè)單兀PU尺寸 小于等于MXM，則備選模式列表CML中所有模式僅保留集合E ;
[0020] 若備選模式列表CML中第一個(gè)備選模式FCM不屬于集合F，則備選模式列表CML中 所有模式僅保留集合G。
[0021] 進(jìn)一步地，所述集合A選擇{:第一個(gè)備選模式FCM，第二個(gè)備選模式SCM}或者{:第 一個(gè)備選模式FCM，第二個(gè)備選模式SCM，第三個(gè)備選模式TCM}。
[0022] 進(jìn)一步地，所述集合B選擇{:直流模式DC，平面模式Planar}或者{:直流模式DC， 平面模式Planar，水平模式}，M選擇8或者16，集合C選擇{:直流模式DC，平面模式Planar} 或者{:直流模式DC，平面模式Planar，第二個(gè)備選模式SCM}。
[0023] 進(jìn)一步地，所述集合B選擇{:直流模式DC，平面模式Planar}或者{:直流模式DC， 平面模式Planar，水平模式}，M選擇8或者16,集合E選擇{:直流模式DC，平面模式Planar， 第二個(gè)備選模式SCM}或者{:直流模式DC，平面模式Planar，第二個(gè)備選模式SCM，第三個(gè)備 選模式TCM}。
[0024] 進(jìn)一步地，集合F選擇{:直流模式DC，平面模式Planar，最可能模式MPM}或者{:直 流模式DC，平面模式Planar，水平模式，最可能模式MPM}，集合G選擇原始備選模式列表 CML中的所有模式或者原始備選模式列表CML中前N-I個(gè)模式。
[0025] 進(jìn)一步地，在所述步驟C之后，還包括如下步驟：
[0026] 判斷當(dāng)前編碼樹單元CTU是否遍歷完成，若未完成則返回執(zhí)行步驟A，遍歷下一個(gè) 編碼塊CB。
[0027] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：利用備選模式列表CML中不同位置的 模式成為最佳預(yù)測(cè)模式的概率差異，以及同一位置不同模式成為最佳預(yù)測(cè)模式的概率差 異，進(jìn)一步減少需要執(zhí)行率失真優(yōu)化的備選模式列表CML中模式的數(shù)目，通過(guò)重新確定備 選模式列表CML進(jìn)行幀內(nèi)快速編碼，從而在不降低編碼后視頻質(zhì)量的前提下有效地降低了 幀內(nèi)編碼過(guò)程的復(fù)雜度。 【【附圖說(shuō)明】】
[0028] 圖1是亮度預(yù)測(cè)塊PB使用的33種預(yù)測(cè)方向的示意圖；
[0029] 圖2是本發(fā)明的基于備選模式列表優(yōu)化的幀內(nèi)編碼方法流程圖；
[0030] 圖3是本發(fā)明的亮度編碼塊CB的幀內(nèi)編碼流程圖；
[0031] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例一種基于備選模式列表優(yōu)化的幀內(nèi)編碼方法的流程圖；
[0032] 圖5是本發(fā)明另一實(shí)施例一種基于備選模式列表優(yōu)化的幀內(nèi)編碼方法的流程圖；
[0033] 圖6是本發(fā)明實(shí)施例的方法與原始高效視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)HEVC編碼平臺(tái)、文獻(xiàn) φ Μ. Zhang, C. Zhao and J. Xu, "An Adaptive Fast Intra Mode Decision In HEVC, ''IEEE International Conference on Image Processing(ICI