[发明专利]基于时域相关性的高性能视频编码帧间模式判决方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像通信领域中的视频编码帧间模式技术问题，尤其是涉及一种高性能视频编码帧间模式判决方法。

背景技术

目前的国际视频编码标准为高级视频编码（H.264/AVC），该视频编码标准相比之前的视频编码标准，在视频编码性能方面有较大的提高。随着高清视频技术的广泛应用，H.264/AVC的最大16×16尺寸块已经不太适合高清视频的编码了。为此，国际标准化组织-国际电工委员会/活动图像专家组（ISO-IEC/ MPEG） 和国际电信联盟远程通信标准化组织/视频编码专家组（ITU-T/VCEG）两大国际标准化组织已经成立了视频编码联合开发小组（JCT- VC），并正在制定新一代国际视频标准，即高性能视频编码（HEVC）标准。HEVC标准的目标是在保持H.264/AVC标准视频质量的基础上，使比特率降低一半，即压缩率提高一倍。在国内外众多学者的努力下，HEVC视频编码标准的编码性能较H.264/AVC有了较高的提升。

H.264/AVC标准采用16×16、16×8、8×16、8×8、8×4、4×8和4×4等尺寸块进行帧间预测，而HEVC标准则采用8×8、16×16、32×32和64×64尺寸的编码单元（CU）先进行分块，接着对每个CU采用最多8种不同的预测单元(PU)模式进行帧间预测，8种不同的PU模式分别为PART_2N×2N、PART_N×2N、PART_2N×N、PART_N×N、PART_nL×2N、PART_nR×2N 、PART_2N×nD、和PART_2N×nU。对于每种尺寸下的CU及其内部的PU预测模式均进行率-失真代价的计算，最终选择一种最佳的CU分块模式及其内部的PU模式进行视频编码。对于64×64尺寸的CU，只有3种PU模式可选择，对于32×32和16×16尺寸的CU，有7种模式可选择，对于8×8尺寸的CU，则有4种PU模式可选择。对于每种PU模式，编码器均需对其进行率-失真代价的计算，因此，HEVC标准带来了巨大的视频编码计算复杂度。针对H.264/AVC，已经有许多学者提出了一些快速帧间判决方法，如发表于杂志“IET Electronics Letters”的文章“Fast mode decision algorithm for H.264 using statistics of rate-distortion cost”在分析前一帧对应宏块率-失真代价的统计分布情况的基础上，提出了一种基于自适应阈值的H.264/AVC快速帧间模式判决方法。发表于杂志“IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology”的文章“Fast mode decision based on mode adaptation”提出了一种基于模式自适应快速帧间模式判决方法。该算法根据相邻块空、时域的视频编码特性，构建了一个基于优先级候选模式列表，根据该列表有效地选择最佳帧间预测模式。发表于杂志“IEEE transactions on image processing”的文章“Direct inter-mode selection for H.264 video coding using phase correlation”通过利用当前块与参考块之间的相位相关性捕捉其运动向量，根据此运动向量信息从候选模式列表中选择一种最佳的帧间预测模式。