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一种基于VVC的帧内快速编码方法 

申请/专利权人:深圳市博锐高科科技有限公司

申请日:2023-03-24

公开(公告)日:2024-05-14

公开(公告)号:CN116233420B

主分类号:H04N19/11

分类号:H04N19/11;H04N19/593;H04N19/96

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2024.05.14#授权;2024.05.07#专利申请权的转移;2024.04.30#专利申请权的转移;2023.06.23#实质审查的生效;2023.06.06#公开

摘要:本发明属于视频编码领域,具体涉及一种基于VVC的帧内快速编码方法,包括:对CU尺寸以及视频本身的纹理内容与划分之间的规律进行统计和分析将CU尺寸分为十个类别,每个类别分别建立一棵决策树获取各个划分模式被采用的概率,通过概率值大小选取最优划分模式作为当前CU的候选划分模式;对帧内模式在不同CU尺寸下的分布情况进行统计,根据统计的分布情况对67种帧内模式的遍历进行优化,获取代价最小的帧内预测模式;通过编码器进行编码并判断编码过程是否深度提前终止。本发明通过概率值以及阈值决策方案和通过自适应地调整搜索步长对CU划分过程以及帧内模式预测过程进行优化,极大的提升了编码效率。

主权项:1.一种基于VVC的帧内快速编码方法,其特征在于,包括:S1:对CU尺寸以及视频本身的纹理内容与划分之间的规律进行统计和分析将CU尺寸分为十个类别,每个类别分别建立一棵决策树并选取具有代表性的特征进行决策树的训练,通过训练后的决策树模型得到各个划分模式被采用的概率,通过概率值大小选取最优划分模式作为当前CU的候选划分模式;对CU尺寸以及视频本身的纹理内容与划分之间的规律进行统计和分析:128×128大小的CU只能进行QT结构划分,4×4大小的CU为最小尺寸,只能终止划分,因此,在提升编码效率时不需要考虑这两种尺寸;矩形CU不能进行QT结构划分,8×8大小的CU也不能进行QT结构划分,因此,若想进行QT结构划分首先需要是正方形CU,其次CU的宽和高大于等于16;在小尺寸的CU中,采用QT结构划分或者终止划分的可能性较大;在大尺寸的CU中,采用MT结构划分的可能性较大;32×32以及16×16大小的CU划分较为复杂,六种划分模式都占有一定的比例,需要根据视频内容以及场景选择采取哪种划分模式;所述六种划分模式,包括:不划分、四叉划分、水平二叉划分、垂直二叉划分、水平三叉划分、垂直三叉划分;CU纹理比较复杂的区域为了适应图像的纹理的特点以及获得更好的编码效果,进行多类型树划分的可能性较大,因此CU的尺寸较小;纹理比较简单的区域通常CU的尺寸较大,终止划分的可能性较大,因此CU的尺寸较大;图像的纹理方向与采取哪种划分模式之间有密切的关系,图像某一区域的纹理方向为垂直方向时,该区域选择垂直划分的可能性较大,图像某一区域的纹理方向为水平方向时,该区域选择水平划分的可能性较大;将CU尺寸分为十个类别:64×64、32×32、32×16和16×32、32×8和8×32、32×4和4×32、16×16、16×8和8×16、16×4和4×16、8×8、8×4和4×8;所述特征包括:方差var:由于像素值的差异程度与纹理复杂度有关,因此将方差值作为反映当前CU的纹理复杂度的特征;相邻均方差APDV:方差并不能反映当前CU的局部纹理情况,选取相邻均方差作为更全面地描述当前CU的纹理特征;子CU纹理差异:在视频压缩中,对一个CU进行细分后得到的多个子CU之间的纹理差异,主要包括四叉子CU纹理差异Xdv_qt、水平二叉子CU纹理差异Xdv_hb、垂直二叉子CU纹理差异Xdv_vb;对比度CON:反映当前像素值与周围像素值的亮度的差异;逆差矩IDM:用于衡量图像局部的纹理复杂度,逆差矩的取值范围在0到1之间,取值越大,图像的局部纹理变化越小,反之,取值越小,图像的局部纹理变化越大;梯度:反映在某个方向上像素的变化程度,包括水平梯度Gx、垂直梯度Gy、归一化梯度Xng、水平垂直梯度差Xdv、水平最大梯度Xh_max、垂直最大梯度Xv_max;量化步长:视频压缩时,量化参数越大时,量化越粗糙;S2:对帧内模式在不同CU尺寸下的分布情况进行统计,根据统计的分布情况对67种帧内模式的遍历进行优化,得到最优的帧内模式,将得到的最优的帧内模式连同Planar模式、DC模式加入到需要进行RDO过程的模式列表中,对模式列表中的所有模式进行RDO过程,得到代价最小的帧内预测模式;所述帧内模式,包括:65个Planar模式和2个DC模式;根据统计的分布情况对67种帧内模式的遍历进行优化,包括:根据CU宽度与高度比将划分出的CU分为三类不同尺寸的CU,对三类不同尺寸的CU进行粗搜索,通过确定粗搜索范围,在确定出的粗搜索范围内根据CU的宽度和高度比值自适应地选择搜索步长,从而选择出一个目前较优的帧内模式,将粗搜索过程选出的帧内模式作为细搜索过程的起始搜索点,搜索步长设置为1进行细搜索过程,得到最优的帧内模式;根据CU的宽度和高度比值自适应地选择搜索步长,包括: 其中,Step表示搜索步长,width、height分别表示CU的宽度与高度;S3:将得到的当前CU的候选划分模式和代价最小的帧内预测模式进行标准的VVC帧内视频编码,并通过假设检验的方式判定编码过程是否深度提前终止;通过假设检验的方式判定是否深度提前终止,包括:根据当前CU的划分方式将当前CU分成两部分,分别计算两部分假设检验的方差,根据两部分假设检验的方差的比值得到F分布,当F分布满足预设条件则提前终止,否则需要进行进一步检查;所述假设检验的方差,包括: 其中,s2假设检验的方差,M表示CU的宽度,N表示CU的高度,ri,j表示i,j位置处的残差,表示残差的均值。

全文数据:

权利要求:

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