一种高效视频编码的帧内预测模式决策方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及视频编码领域，尤其涉及一种高效视频编码（High Efficiency Video Coding，HEVC)的帧内预测模式决策方法及装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着互联网和硬件设备的发展，视频的制作成本愈来愈低，对视频的分 享和访问需求日益增强。视频的分辨率愈来愈大，高清视频（分辨率为1920X 1080,记作 1080p)甚至超高清视频（分辨率为3840X2160,记作4K)被越来越多地制作、传播和播放。 然而，无论是MPEG_2(MovingPicture Experts Group 2,运动图像专家组系列标准2)或是 H.264/AVC (Advanced Video Coding，高级视频编码）都不是为这种高分辨率视频所设计 的，这对视频压缩技术提出了新的要求及挑战。
[0003] 2013 年， 由 ITU-T (International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector，国际电信联合会电信标准化分会） VCEG (Video Coding Experts Group，视频编码专家组）和 ISO (International Organization for Standardization，国际标准化组织）MPEG (Moving Picture Experts Group，运动图像专家组）联合成立的视频编码联合协作团队（Joint Collaborative Team on Video Coding，JCT-VC)研宄制定了新一代视频编码标准，即高效视频编码（HEVC)标准。 与H. 264/AVC相比，在相同的画质下，采用HEVC标准可以节省一半上的码率。
[0004] 图1是H. 264/AVC和HEVC分别采用的帧内预测模式的示意图。如图1所示，与 H. 264/AVC所采用的帧内预测模式相比，HEVC采用了多方向帧内预测，方向数高达35个。 包含Intra Planar模式（记作：模式0)、Intra DC模式（记作：模式1)以及33种方向性 预测模式（记作：模式2~模式34) :Intra_Angular[i]，i = 2，…，34,这使得HEVC的帧 内预测更加精细，预测值更加准确。
[0005] 如图1所示，HEVC的33种方向性预测模式中，模式10称为水平方向预测模式。模 式2~9可称为向下偏移水平方向的方向性预测模式，模式11~34可称为向上偏移水平 方向的方向性预测模式。
[0006] 模式26称为垂直方向预测模式，模式27~34可称为向右偏移垂直方向的方向性 预测模式，模式2~25可称为向左偏移垂直方向的方向性预测模式。
[0007] HEVC中的帧内预测模式有35种，如果对每一种帧内预测模式都做一次率失真优 化（Rate Distortion Optimization，RD0)运算，即对每一种帧内预测模式都进行一次预 测、变换、量化、熵编码、反量化、反变换和求失真处理，将使编码器的计算复杂度成几何倍 数增长。因此，需要一个帧内预测模式的快速决策方法来选取最佳的预测模式以减小运算 量。
【发明内容】
[0008] 本申请所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种可减少进行帧内 预测模式决策运算量的高效视频编码01EVC)帧内预测模式决策方法及装置。
[0009] 为了解决上述问题，本申请提供一种高效视频编码的帧内预测模式决策方法，其 特征在于，该方法包括：
[0010] 将当前TO块的方向性预测模式按照各模式所对应的序号依次分为M个方向模式 组，并采用二分法分别查找出各方向模式组中基于哈达玛变换的率失真代价最小的一个最 优帧内预测模式；
[0011] 对Intra Planar模式、Intra DC模式、一个或多个最可能预测模式和上述各方向 模式组中的最优帧内预测模式做基于哈达玛变换的粗选，选择出其中基于哈达玛变换的率 失真代价最小的N个帧内预测模式加入到筛选列表中；
[0012] 对所述筛选列表中包含的帧内预测模式进行率失真优化运算，选取其中一个最优 的帧内预测模式用于预测所述当前PU块；
[0013] 其中：M为大于等于2且小于9的整数；N为正整数且小于进行所述粗选的帧内预 测模式的个数。
[0014] 此外，将方向差小于或等于45度的相邻的方向性预测模式划分至一个方向模式 组中；
[0015] 其中，进行上述分组时，将向下偏移水平方向的方向性预测模式和向上偏移水平 方向的方向性预测模式分入不同的方向模式组；将向左偏移垂直方向的方向性预测模式和 向右偏移垂直方向的方向性预测模式分入不同的方向模式组。
[0016] 此外，所述N等于3。
[0017] 此外，采用如下步骤进行所述二分法查找：
[0018] A :对当前待查找的方向模式组中包含的各模式按照其序号排序，并将该方向模式 组中的所有方向性预测模式确定为初始的搜索区间；
[0019] B:计算当前搜索区间的两个端点Low和High所对应的帧内预测模式的基于哈达 玛变换的率失真代价值：HSAUP HSAD High;
[0020] C :如果当前搜索区间中仅包含2个帧内预测模式，则根据HSAUP HSAD High的大 小确定该方向模式组中的最优帧内预测模式；否则：
[0021] 在两个端点Low和High之间确定一中间点Mid，并根据HSAUP HSAD High的大小 确定新的搜索区间的两个端点，并跳转至步骤B:
[0022] 如果HSADta〈HSADHigh，则将Low和Mid分别作为新的搜索区间的两个端点；
[0023] 如果HSADta>HSADHigh，则将Mid和High分别作为新的搜索区间的两个端点。
[0024] 此外，在所述步骤C中，还包括：
[0025] 如果HSADLot= HSAD High，则在Low和Mid之间确定一中间点Midi，在Mid与High 之间确定一中间点Mid2;分别计算Midl和Mid2所对应的帧内预测模式的基于哈达玛变换 的率失真代价值：HSAD Midl和HSAD Mid2;并根据HSAD Midl和HSAD Mid2的值确定新的搜索区间：
[0026] 如果HSADMidl彡HSAD Mid2，将Low和Mid分别作为新的搜索区间的两个端点；
[0027] 如果HSADMidl>HSADMid2，将Mid和High分别作为新的搜索区间的两个端点。
[0028] 本发明还提供一种高效视频编码的帧内预测模式决策装置，该装置包含：粗选模 块，率失真优化筛选模块，二分法查找模块；其中：
[0029] 所述二分法查找模块，用于将当前预测单元TO块的方向性预测模式按照各模式 所对应的序号依次分为M个方向模式组，并采用二分法分别查找并输出各方向模式组中基 于哈达玛变换的率失真代价最小的一个最优帧内预测模式；
[0030] 所述粗选模块，用于对Intra Planar模式、Intra DC模式、一个或多个最可能预 测模式和所述二分法查找模块输出的各方向模式组中的最优帧内预测模式做基于哈达玛 变换的粗选，选择并输出其中基于哈达玛变换的率失真代价最小的N个帧内预测模式；
[0031] 所述率失真优化筛选模块，用于对所述粗选模块输出的N个帧内预测模式进行率 失真优化运算，选取并输出其中一个最优的帧内预测模式用于预测所述当前PU块；
[0032] 其中：M为大于等于2且小于9的整数；N为正整数且小于进行所述粗选的帧内预 测模式的个数。
[0033] 此外，所述二分法查找模块将方向差小于或等于45度的相邻的方向性预测模式 划分至一个方向模式组中；
[0034] 其中，进行上述分组时，将向下偏移水平方向的方向性预测模式和向上偏移水平 方向的方向性预测模式分入不同的方向模式组；将向左偏移垂直方向的方向性预测模式和 向右偏移垂直方向的方向性预测模式分入不同的方向模式组。
[0035] 此外，所述二分法查找模块采用如下方式进行所述二分法查找：
[0036] A :对当前待查找的方向模式组中包含的各模式按照其序号排序，并将该方向模式 组中的所有方向性预测模式确定为初始的搜索区间；
[0037] B :计算当前搜索区间的两个端点Low和High所对应的帧内预测模式的基于哈达 玛变换的率失真代价值：HSAUP HSAD High;
[0038] C :如果当前搜索区间中仅包含2个帧内预测模式，则根据HSAUP HSAD High的大 小确定该方向模式组中的最优帧内预测模式；否则：
[0039] 在两个端点Low和High之间确定一中间点Mid，并根据HSAD^^P HSAD High的大小 确定新的搜索区间的两个端点，并跳转至步骤B :
[0040] 如果HSADta〈HSADHigh，则将Low和Mid分别作为新的搜索区间的两个端点；
[0041] 如果HSADta>HSADHigh，则将Mid和High分别作为新的搜索区间的两个端点。
[0042] 此外，如果HSADkW=