[发明专利]一种快速的HEVC帧间模式选择方法

说明书

本发明公开了一种快速的HEVC帧间模式选择方法。它首先提前判断是否跳过Rect模式：如果Skip预测模式优于Merge模式和2Nx2N模式，则将Skip预测模式作为当前CU层的最优帧间模式，从而跳过Rect模式；其次预测Rect的方向并提前跳过第二个Rect模式：现有方法依次求取Nx2N模式和2NxN模式的率失真代价，并将他们与2Nx2N等其他模式进行对比，选择具有最小率失真代价的模式来作为最优的预测模式，本发明则在编码Rect模式之前，预测当前编码单元的分块特性，确定先求取Nx2N还是2NxN，一旦第一个模式所求取的率失真代价满足一定的条件，即可跳过第二个模式。本发明的有益效果是：优化Rect模式选择的速度，从而节省了大量的时间，提升整体的编码速度。

技术领域

本发明涉及视频编码相关技术领域，尤其是指一种快速的HEVC帧间模式选择方法。

背景技术

新一代视频编码标准HEVC相对于上一代视频编码标准H.264的压缩效率提升了50％，在提供相同视频质量的情况下可以节省大量的网络带宽，非常适合4K、3D蓝光等视频内容的推广。

视频编码压缩的基本前提是像素之间具有相关性，一帧图像内部有很多邻近像素的数据是相似或相同的，这就是空域冗余，而视频中邻近帧之间的数据也存在很多相似或重复，这就是时域冗余，编码压缩就是将数据中的这些冗余信息去掉，帧内预测技术可以去除空域冗余，而帧间预测技术则可以去除时域冗余。

帧间预测利用邻近帧之间存在的相关性，将一帧图像分成若干个编码块，并设法搜索出每个块在邻近帧中对应的匹配块，计算出两者之间的空间位置的相对偏移量，得到的相对偏移量就是MV(Motion Vector，运动矢量)，而得到MV的过程被称为运动估计，运动估计过程较为复杂，其计算时间在整个编码器中占40％以上。

HEVC将每帧图像分割为若干个CU(Coding Unit，编码单元)，并采用四叉树形式对CU进行递归处理，依次遍历64x64、32x32、16x16和8x8这4种层次的CU。帧间预测在编码各层CU时，依次对Skip、Merge、2Nx2N、Rect(Nx2N和2NxN)等帧间模式和Intra2Nx2N、IntraNxN这两种帧内模式进行遍历，选择出具有率失真代价最小的模式来作为最优预测模式，其中率失真代价RDcost的计算为：

RDcost＝λ·R+D

其中λ为拉格朗日因子，R代表编码比特数，D代表编码预测值相对于原始视频数据值的失真。

在各个预测模式中，2Nx2N和Rect预测模式因为需要通过运动估计来寻找参考帧中的匹配块，计算复杂度非常大。Rect预测模式是对2Nx2N块的进一步划分，如Nx2N预测模式是将2Nx2N分为左、右两个运动矢量不同的块，2NxN预测模式则是将2Nx2N分为上、下两个运动矢量不同的块，因此Nx2N和2NxN模式具有不同的方向性。传统方法对Rect预测模式采用固定的步骤，依次求取Nx2N和2NxN的率失真代价，没有充分利用当前CU层在遍历Skip、Merge和2Nx2N模式所获取的纹理信息来减少Rect的计算过程。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种提升整体编码速度的快速的HEVC帧间模式选择方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种快速的HEVC帧间模式选择方法，具体实施步骤如下：

(1)依次求取每个CU层中Skip、Merge、2Nx2N的率失真代价，分别标记为cost_skip、cost_merge、cost_2Nx2N，如果cost_skip小于cost_merge且cost_skip小于cost_2Nx2N，则将Skip预测模式作为当前CU层的最优帧间预测模式，执行步骤(5)；否则执行步骤(2)；