一种hevc的快速编码方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种视频编码技术，尤其是涉及一种ffiVC的快速编码方法。
【背景技术】
[0002] 随着多媒体与网络技术的飞速发展，MPEG-2、MPEG-4和H. 264/AVC等视频编码标 准已难以满足用户对超高清视频的高效压缩与传输的要求。国际标准组织ITU-T的VCEG 和IS0/IEC的MPEG联合成立了JCT_VC(JointCollaborativeTeamonVideoCoding)，研 宄并制定了高性能视频编码（HighEfficiencyVideoCoding，HEVC)标准。与H. 264/AVC 相比，HEVC已基本实现编码效率提高一倍的目标；但由于HEVC在编码结构上采用了尺寸更 大的编码块和四叉树编码结构等技术，因此导致了编码复杂度显著增加。
[0003] HEVC测试模型（HEVCTestModel，HM)中一个最大编码单元（LargestCoding Unit，IXU)的四叉树结构划分需要采用递归的方式对深度值进行0到3的全遍历。图I 给出了一个IXU最终分割形式的确定过程，其需要计算1+4+4X4+4X4X4 = 85次率失真 (Rate-distortionOptimization，RD0)代价，而且每个编码单元（CodingUnit，CU)还要 进行帧内、帧间各种预测单元（PredictionUnit，PU)预测模式的遍历。显然，整个IXU的 裁剪过程使得编码端的计算复杂度非常之大。Hou等人利用率失真代价确定的阈值来提前 终止CU的分割，该方法因未能终止大尺寸CU的预测模式的选择过程，而导致其降低复杂度 的能力非常有限。Shen等人通过加权时空域相邻的LCU的深度值预测当前LCU的深度范围 (D印thRange，DR)，可减少LCU的遍历深度个数，但其未考虑视频序列之间的区别，其采用 的固定权重并不适用所有视频序列，其预测的深度范围仍需进一步的改善。Xiong等人利用 光流法计算金字塔运动发散（PyramidMotionDivergence，PMD)的特征值决定CU的分割 情况，在一定程度上降低了复杂度，但其未仔细考虑运动矢量间的相关性，导致其编码率失 真性能并不佳。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种HEVC的快速编码方法，其在保证视频质 量的前提下，能够有效地降低编码复杂度。
[0005] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种HEVC的快速编码方法，其特 征在于包括以下步骤：
[0006] ①将高清视频中当前待处理的帧定义为当前帧；
[0007] ②将当前帧中当前待编码的最大编码单元定义为当前最大编码单元；
[0008] ③根据当前帧的帧类型及当前最大编码单元在当前帧中的位置，确定当前最大编 码单元的所有预测用的最大编码单元；然后将由当前最大编码单元的所有预测用的最大编 码单元构成的集合定义为当前最大编码单元的预测集合，并记为D，其中，D为空集或D 中所包含的最大编码单元为L、T和COL中的至少一个，L表示当前最大编码单元的左边相 邻最大编码单元，T表示当前最大编码单元的上边相邻最大编码单元，COL表示当前帧的前 向参考帧中与当前最大编码单元的坐标位置相同的最大编码单元；
[0009] ④令Dpral表示当前最大编码单元的深度预测值，然后确立Dpral的值与当前最大 编码单元的深度遍历区间的一一对应关系，其中，Dpral的值不存在或Dpral的值为实数，且 0 Dpred^= 3；
[0010] ⑤如果D为空集或D中所包含的最大编码单元为L、T和COL中的一个或D中 所包含的最大编码单元为L、T和COL中的两个，则确定Dpred的值不存在，然后执行步骤⑦； 如果D中所包含的最大编码单元为L、T和C0L，则确定Dpral的值为实数，且0 <D3， 然后执行步骤⑥；
[0011] ⑥通过获取当前最大编码单元与T的空域相似度TAS、当前最大编码单元 与L的空域相似度LAS、当前最大编码单元与COL的时域相似度TS，计算Dpral的值，
【主权项】
1. 一种HEVC的快速编码方法，其特征在于包括以下步骤： ① 将高清视频中当前待处理的帧定义为当前帧； ② 将当前帧中当前待编码的最大编码单元定义为当前最大编码单元； ③ 根据当前帧的帧类型及当前最大编码单元在当前帧中的位置，确定当前最大编码单 元的所有预测用的最大编码单元；然后将由当前最大编码单元的所有预测用的最大编码单 元构成的集合定义为当前最大编码单元的预测集合，并记为Ω，其中，Ω为空集或Ω中所 包含的最大编码单元为L、T和COL中的至少一个，L表示当前最大编码单元的左边相邻最 大编码单元，T表示当前最大编码单元的上边相邻最大编码单元，COL表示当前帧的前向参 考帧中与当前最大编码单元的坐标位置相同的最大编码单元； ④ 令Dpred表示当前最大编码单元的深度预测值，然后确立Dpral的值与当前最大编 码单元的深度遍历区间的一一对应关系，其中，Dpred的值不存在或Dpred的值为实数，且 0 Dpred^= 3 ； ⑤ 如果Ω为空集或Ω中所包含的最大编码单元为L、T和COL中的一个或Ω中所包 含的最大编码单元为UT和COL中的两个，则确定Dpral的值不存在，然后执行步骤⑦；如果 Ω中所包含的最大编码单元为L、T和C0L，则确定Dpral的值为实数，且0彡D pral彡3,然后 执行步骤⑥； ⑥ 通过获取当前最大编码单元与T的空域相似度TAS、当前最大编码单元与 L的空域相似度LAS、当前最大编码单元与COL的时域相似度TS，计算Dpred的值，
，其中，1彡m彡3，1彡i彡256,且m和i均为整数，ω π表 示Ω中的第m个最大编码单元所占的权重，当m = 1时C^m= LAS，当m = 2时ω m= TAS， 当111 = 3时〇m=TS，表示Ω中的第m个最大编码单元中的第i个尺寸大小为4X 4 的基本存储单元的深度值； ⑦ 根据Dpral的值与当前最大编码单元的深度遍历区间的一一对应关系，确定当前最 大编码单元的深度遍历区间；然后根据当前最大编码单元的深度遍历区间对当前最大编码 单元以及当前最大编码单元内的各个编码单元进行编码，在编码过程中，若当前最大编码 单元所在的帧为高清视频中的P帧或B帧，则当当前最大编码单元或当前最大编码单元内 的每个编码单元的平均时空域人眼恰可察觉失真值小于设定的低阈值1\或大于设定的高 阈值T2,则对当前最大编码单元或当前最大编码单元内的每个编码单元进行快速预测模式 的选择，对当前最大编码单元或当前最大编码单元内的每个编码单元分别用skip、merge、 inter2NX2N和intra2NX2N预测模式进行遍历编码，选取率失真代价值最小的预测模式 作为最优预测模式； ⑧ 将当前帧中下一个待编码的最大编码单元作为当前最大编码单元，然后返回步骤③ 继续执行，直至当前帧中的所有最大编码单元均编码完毕； ⑨ 将高清视频中下一帧待处理的帧作为当前帧，然后返回步骤②继续执行，直至高清 视频中的所有帧均处理完毕，至此完成了高清视频的快速编码。
2. 根据权利要求1所述的一种HEVC的快速编码方法，其特征在于所述的步骤③中当前 最大编码单元的所有预测用的最大编码单元的确定过程为： 如果当前帧为高清视频中的I帧，则当当前最大编码单元为当前帧中的第1个最大编 码单元时，确定当前最大编码单元没有预测用的最大编码单元；当当前最大编码单元为当 前帧的第1列最大编码单元中除第1个最大编码单元外的其余最大编码单元时，确定当前 最大编码单元的上边相邻最大编码单元T为当前最大编码单元的预测用的最大编码单元； 当当前最大编码单元为当前帧的第1行最大编码单元中除第1个最大编码单元外的其余最 大编码单元时，确定当前最大编码单元的左边相邻最大编码单元L为当前最大编码单元的 预测用的最大编码单元；当当前最大编码单元为当前帧中除第1列最大编码单元和第1行 最大编码单元外的其余最大编码单元时，确定当前最大编码单元的左边相邻最大编码单元 L和上边相邻最大编码单元T均为当前最大编码单元的预测用的最大编码单元； 如果当前帧为高清视频中的P帧或B帧，则当当前最大编码单元为当前帧中的第1个 最大编码单元时，确定当前帧的前向参考帧中与当前最大编码单元的坐标位置相同的最大 编码单元CO