[发明专利]基于纹理划分特征的HEVC帧内编码模式选择方法

说明书

本发明涉及一种基于纹理划分特征的HEVC帧内编码模式选择方法，包括以下步骤：（1）输入一个编码模式待选择的CTU；（2）对当前CTU的原始像素亮度值进行纹理特征分析，计算得到不同尺寸CU的纹理划分标识和32×32 CU的纹理特征值；（3）利用CU的纹理划分标识和纹理特征值，预测当前CTU的深度范围，以及计算CU的提前终止编码划分标识和PU的提前终止预测划分标识；（4）利用当前CTU的深度范围、CU的提前终止编码划分标识以及PU的提前终止预测划分标识，完成当前CTU的四叉树划分。本发明能够在保持良好编码率失真性能的情况下，有效减少HEVC帧内编码的处理时间，同时具有较好的并行处理特性。

技术领域

本发明涉及数字视频编码领域，具体涉及一种基于纹理划分特征的HEVC帧内编码模式选择方法。

背景技术

随着电子信息技术和宽带网络技术的快速发展，人们对视频分辨率的需求不断提升，高清视频(720P和1080P)已经是目前主流分辨率视频，而超高清视频(4K和8K)也正逐渐进入我们的生活和工作。

为获得高效的视频编码效率，国际组织ITU-T的视频编码专家组(Video CodingExperts Group,VCEG)和ISO/IEC的运动图像专家组(Moving Picture Experts Group,MPEG)于2013年共同推出了新一代高效率视频编码标准(High Efficiency Video Coding，HEVC)。与前一代的H.264相比，HEVC在相同视频图像质量的条件下可以节约50％左右的视频码流(见J R.Ohm,G J.Sullivan,H.Schwarz,T K.Tan,and T.Wiegand,Comparison ofthe Coding Efficiency of Video Coding Standards—Including High EfficiencyVideo Coding(HEVC)，即“视频编码标准编码效率比较——HEVC”,IEEE Transactions onCircuits and Systems for Video Technology,vol.22,no.12,pp.1669-1684,Dec.2012)，特别是对高清和超高清等高分辨率视频进行编码时，其压缩优势更加明显。但HEVC压缩效率的提高是以巨大的编码计算复杂度为代价，这阻碍了它在各种领域的实际应用。

为了提升压缩效率，HEVC采用了一些新的编码技术，对提升压缩效率最为显著的技术主要包括灵活的编码树单元(CTU)四叉树划分、多达35种的帧内预测模式和8种帧间预测模式(见G.J.Sullivan,J.R.Ohm,W.J.Han,and T.Wiegand,Overview of the highefficiency video coding(HEVC)standard,即“高效率视频编码标准概述”,IEEETransactions on Circuits and Systems for Video Technology,vol.22,no.12,pp.1649-1668,Dec.2012)。其中CTU四叉树划分技术让编码单元(CU)的划分更为灵活多样，与H.264中编码宏块固定为16×16不同的是，该技术使HEVC拥有更丰富的CU尺寸划分种类，当CTU大小为64×64时，CU的大小可以是64×64、32×32、16×16和8×8，对应深度值分别为0、1、2和3。CTU的四叉树划分是在CTU内部遍历所有深度的CU的递归遍历过程，根据每种CU划分的率失真代价选择最优的划分方式，这样的选择过程最多需要进行341(1+4+4²+4³+4⁴＝341)次递归遍历，并且每个CU在遍历过程中还需要为其预测单元(PU)从众多预测模式中选择最优预测模式。这样的编码模式选择过程能保证良好的压缩效率，但是却显著增加了计算复杂度，是编码过程中计算复杂度最为集中的部分。