一種hevc幀內(nèi)預(yù)測模式選擇加速方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高性能視頻編碼(High Efficiency Video Coding，HE VC)領(lǐng)域，特別涉及在編碼中幀內(nèi)模式選擇的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)字視頻已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠?。隨著網(wǎng)絡(luò)和視頻采集技術(shù)的快速發(fā)展，超高清視頻服務(wù)已經(jīng)成為了未來數(shù)字視頻的發(fā)展趨勢。為了更好地滿足超高清視頻服務(wù)的需求，動態(tài)圖像專家組(Moving Picture Experts Group，MPEG)和視頻編碼聯(lián)合組(Joint Collaborative Team on Video Coding，JCT-VC)聯(lián)合推出了新的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)——高效率視頻編碼(High Efficiency Video Coding，HEVC)。作為 ITU-T H.264/MPEG-4AVC的繼任者，HEVC采用了許多新的編碼技術(shù)，可以在相同的視頻質(zhì)量的情況下相對于前任節(jié)省一半的碼字。由于采用了許多新的技術(shù)，編碼器的復(fù)雜度大大增加，這樣使得實(shí)時(shí)編碼的實(shí)現(xiàn)變得越發(fā)困難，所以減小編碼器的復(fù)雜度是HEVC的重要研宄領(lǐng)域。
[0003]HEVC為了提高幀內(nèi)編碼的壓縮性能，將幀內(nèi)預(yù)測方向的個(gè)數(shù)增加到35，0和I模式分別為DC和Planar模式，其余的2?35模式為角模式，這大大增加了幀內(nèi)模式選擇的計(jì)算復(fù)雜度。為了減少這一部分的復(fù)雜度，現(xiàn)有的HEVC所采取的技術(shù)為:對于一個(gè)預(yù)測單元(Predict1n Unit，PU)，首先進(jìn)行的是簡單的粗模式選擇(Rough Mode Decis1n，RMD)。RMD采用阿達(dá)馬變換(Hadamard Transform)來計(jì)算各個(gè)模式的率失真代價(jià)。RMD將35種模式按照率失真代價(jià)由小到大排列。其中，編碼器會根據(jù)PU的大小來選擇RDO備選模式，對于64x64，32x32，16x16大小的PU單元，RMD選出代價(jià)最小的3個(gè)模式作為RDO備選模式，對于8x8和4x4大小的PU單元，RMD選出代價(jià)最小的8個(gè)模式作為RDO備選模式，這些備選模式將被存儲在備選列表中。RMD結(jié)束后，最有可能模式(Most Probable Mode，MPM)將檢查當(dāng)前上方和左側(cè)的已選出的最優(yōu)模式是否在備選模式列表中，如果上方或左側(cè)的最優(yōu)模式不在備選模式列表中，則將其加入列表中，具體做法可參考文獻(xiàn)I (參見L.Zhao, L.Zhang, S.Ma, and D.Zhao, “Fast mode decis1n algorithm for intra predict1n inHEVC, ”in Proc.1n Proc.VCIP 2011, pp.1-4.)。在接下來的率失真優(yōu)化(Rate-distort1noptimizat1n, RD0)階段將采用編碼所使用的離散余弦/正弦變換(Discrete Cosine/Sine Transform，DCT/DST)對所有備選模式計(jì)算率失真代價(jià)。RDO階段率失真代價(jià)最小的模式即是最終的最優(yōu)模式。確定最優(yōu)模式之后，殘差四叉樹變換(Residual Quadtreetransform, RQT)會根據(jù)選出的最優(yōu)模式對I3U進(jìn)行變換編碼。除了 HEVC已有的快速幀內(nèi)模式選擇技術(shù)外，也有一些其他的方法。例如文獻(xiàn)2 (參見M.Zhang, C.Zhao, and J.Xu, “Anadaptive fast intra mode decis1n in HEVC, ^in Proc.1CIP 2012, pp.221-224.)通過RMD選出的備選模式分布中來推測當(dāng)前預(yù)測塊的紋理特征。該技術(shù)對16x16，32x32大小的PU和8x8，4x4大小的PU需要兩種不同的處理方案，而且對于8x8和4x4大小的PU需要對RMD選出的前四個(gè)備選模式進(jìn)行分析，并通過判斷是否存在DC或Planar模式，以及第一備選角模式和第二備選角模式是否相鄰來推斷該P(yáng)U的紋理特征，而且該技術(shù)沒有利用RMD選出的備選模式和MPM之間的關(guān)系所反映的相鄰I3U的紋理一致性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種HEVC幀內(nèi)預(yù)測模式選擇加速方法。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的解決方案是:首先重點(diǎn)考慮空間相鄰PU與當(dāng)前PU的紋理一致性。利用紋理一致性這一特征，對于RMD選取的第一模式在MPM中的預(yù)測單元，跳過RDO過程，直接設(shè)置該模式為RDO最優(yōu)模式。其次，再利用RMD選取的前兩個(gè)模式反映出來的PU內(nèi)的紋理特征，通過判斷是否RMD選取的前兩個(gè)模式都為DC或Planar模式，或都為角模式，對RMD選取的第一模式不在MPM中的預(yù)測單元進(jìn)一步分成平坦塊、具有一定方向的紋理塊，無明確方向的復(fù)雜紋理塊三種情況分別進(jìn)行模式選擇加速。
[0006]本發(fā)明充分挖掘了 RMD和MPM所反映的預(yù)測單元和相鄰已編碼預(yù)測單元的紋理一致性以及預(yù)測單元內(nèi)的紋理特性，可以有效減少幀內(nèi)模式選擇中RDO預(yù)測模式選擇過程的復(fù)雜度。
[0007]本發(fā)明利用MPM所反映的當(dāng)前預(yù)測單元相鄰PU的紋理特征，以及RMD選出的第一個(gè)備選模式所反映的當(dāng)前I3U的紋理特征，將MPM和RMD結(jié)合起來推測當(dāng)前I3U與相鄰PU是否紋理一致。一致性的準(zhǔn)則定義為:若第一個(gè)備選模式在MPM中，那么就認(rèn)為當(dāng)前和相鄰PU是紋理一致的。對于和相鄰I3U具有紋理一致性的預(yù)測單元，RMD第一個(gè)備選模式將作為當(dāng)前預(yù)測單元RDO的最優(yōu)模式。
[0008]對于依照上述一致性準(zhǔn)則被判斷為和相鄰紋理不一致的預(yù)測單元，本發(fā)明將利用RMD選出的前兩個(gè)備選模式推測當(dāng)前PU紋理特征，并依照如下準(zhǔn)則將預(yù)測單元分為三類:
[0009](I)若當(dāng)前預(yù)測單元RMD所得的第一和第二備選模式都為DC或Planar模式，則該P(yáng)U為平坦塊；
[0010](2)若當(dāng)前預(yù)測單元RMD所得的第一和第二備選模式都為角模式，則該為具有一定方向的紋理塊；
[0011 ] (3)若當(dāng)前預(yù)測單元RMD所得的第一和第二備選模式不都為DC或Planar模式，也不都為角模式，則該P(yáng)U為沒有明確方向的復(fù)雜紋理塊。
[0012]對于第一類預(yù)測單元，其RDO的備選模式只包括DC和Planar模式，其他模式可以從備選列表中去除。對于第二類預(yù)測單元，其RDO的備選模式只包括RMD所得的前三個(gè)備選模式和MPM，其它模式可以從備選列表中去除。對于第三類預(yù)測單元，其RDO的備選模式只包括RMD所得的前二個(gè)備選模式和MPM，其他模式可以從備選列表中去除。為此，本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施步驟為:
[0013]步驟1:進(jìn)行當(dāng)前預(yù)測單元的RMD和MPM。
[0014]步驟2:檢查RMD選出的第一備選模式是否在MPM中。若RMD選出的第一備選模式在MPM中，則該預(yù)測和相鄰的已編碼單元具有相似的紋理特征，直接將該模式設(shè)為RDO最優(yōu)模式，跳過RDO過程。
[0015]步驟3:對于RMD選出的第一備選模式不在MPM中的預(yù)測單元，檢查RMD選出的前兩個(gè)備選模式是否都是DC或Planar模式。若RMD選出的前兩個(gè)備選模式都是DC或Planar模式，則該預(yù)測是平坦塊，其RDO只檢查DC和Planar兩個(gè)備選模式，其他角模式可以從備選模式列表中去除。
[0016]步驟3:對于RMD選出的第一備選模式不在MPM中，且RMD選出的前兩個(gè)備選模式不都是DC或Planar模式的預(yù)測單元，檢查RMD選出的前兩個(gè)備選模式是否都是角度模式。若RMD選出的前兩個(gè)備選模式都是角度模式，則該預(yù)測單元是具有一定方向的紋理塊，RDO將只檢查RMD選出的前三個(gè)備選模式和MPM，其他模式可以從備選模式列表中去除。
[0017]步驟4:對于RMD選出的第一備選模式不在MPM中，且RMD選出的前兩個(gè)備選模式不都是DC或Planar模式，也不都是角模式的預(yù)測單元，則該預(yù)測單元是沒有明確方向的復(fù)雜紋