一种hevc中屏幕内容压缩的快速帧内模式决策和块匹配方法
【技术领域】
[0001 ]本发明设及视频编解码技术领域，特别设及一种屏幕内容压缩方法，具体设及一 种肥VC中屏幕内容压缩的快速帖内模式决策和块匹配方法。
【背景技术】
[0002] 继 H. 264之/AVC 之后，2013年1 月，高效率视频编码皿V"High Efficiency Video Coding)正式成为新一代视频编码标准。肥VC的目标是相对于H.264/AVC的高档次编码效率 提高一倍，即在保证相同视频质量的前提下，降低50%的编码比特率。为了达到运个目标， 皿VC编码标准引入了一系列的新型编码工具，但同时皿VC编码的计算复杂度也大幅度提 升。
[0003] 皿VC面向的应用主要有数字存储媒体、实时会话服务、电视广播，交互式存储媒 体、远程视频监控、网络媒体服务等。而屏幕内容压缩(Screen content coding)是皿VC应 用的一种新的扩展。屏幕内容编码技术广泛应用在很多领域，比如无线显示、共享屏幕，虚 拟桌面、远程教育、视频会议、远程桌面等。
[0004] 屏幕内容视频经常由自然视频、文本、图形图像混合而成，由于包含内容多且日益 多样化，同时由于图像分辨率越来越高，在传输的过程中，必然会消耗很大的网络带宽。为 了节省带宽提高通信质量，必须对屏幕内容视频进行有效压缩。
[0005] 与自然视频不同的是，屏幕视频内容含有静态尖锐的边缘、独特的颜色等等。因此 基于屏幕内容编码的肥VC标准中引入了帖内块复制（Intra-BC)、颜色模板(PLT)模式、自适 应运动矢量分辨率、颜色转换等，W此借助相关的屏幕内容来消除图像的冗余。在上面方法 中，帖内块复制（Intra-BC)和颜色模板(PLT)模式可W明显的提升编码性能，与此同时也有 很高的计算复杂度。
[0006] 帖内块复制（Intra-BC)是一种块匹配技术，该技术可W使帖间相似的块估计和补 偿技术使用固定块尺寸，从而获得更好的编码效率。帖内块复制用捜索当前帖的重建区域 替代W往捜索先前重建的帖，并且把块矢量和补偿残差带给解码器。
[0007] 颜色模板(PLT)模式是另一种引人注目的屏幕内容编码技术。它运用色彩映射的 方式，W颜色派生表或者颜色板中很少的值在屏幕内容上展示像素。具有高动态范围的块 在一定的动态范围内被转换成映射参数，从而更容易压缩。
[000引由于屏幕内容编码采用了上面的新技术，同时也增加了编码器的计算复杂度。
【发明内容】
[0009] 针对上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种新颖的快速帖内模式决策和 块匹配方法，该方法在进行背景检测时跳过一些不必要的计算，从而减小了编码器的复杂 度;同时，通过自适应的调整块匹配时捜索步长的大小，提高帖内块复制时候的块估计。
[0010] 为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
[0011] -种皿VC中屏幕内容压缩的快速帖内模式决策和块匹配方法，其中，所述快速帖 内模式决策包括如下步骤：
[0012] (1)估计当前帖的背景区域；
[0013] (2)计算当前帖中编码单元和前一编码帖中相同位置编码单元的绝对误差和SAD;
[0014] (3)定义一个阔值TH，判断绝对误差和SAD与阔值TH的关系，若SAD<TH，则当前的编 码单元为背景;若SAD〉= TH，则当前的编码单元为前景；
[0015] (4)如果当前编码单元被估计为背景，即静止的，为了加快模式决策过程，接下来 比较当前编码单元的深度Dc与前一编码帖中相同位置编码单元的深度Dp;
[0016] (5)使用Is趾g(d)来表示深度为d的编码单元是否为静止，如果同时满足如下所有 条件，除颜色模板模式之外，帖内模式决策将提前跳跃，条件如下：
[0017] a)帖的数量不能被10整除；
[0018] b)相同位置的编码单元被选为帖内模式或者帖内块复制模式的最优模式；
[0019] C)当前编码单元被判断为静止的且前一编码帖中相同位置编码单元的深度比较 大，即IsBkg(Dc) =化Ue且Dp>Dc;或者前一编码帖中相同位置编码单元深度比较小，Dp<Dc 且 Is 趾 g(Dp) = t;rue;
[0020] 所述块匹配方法包括如下步骤：
[0021] (6)在二维捜索算法中，捜索位置x = x+dx;此处X表示水平捜索位置，dx表示原始 捜索步长，dx被设为1或2;
[0022] (7)在进行每一次捜索后，比较绝对误差和SAD的值和预设阔值TH来决定是否提前 终止捜索过程；
[0023] (8)如果SAD〉aSADo,相应地调整步长dx的大小;其中，SADo表示绝对误差和SAD序列 中的第M个最小值，a为当前编码单元中的像素数。
[0024] 本发明与现有技术相比，具有W下技术效果:本发明的方法实现了帖内模式决策 过程的时间加速，采用了一个快速步长大小调整策略提升了帖内块复制时的块匹配速度。 与现有的参考软件SCM3.0中算法相比，本发明的方法性能大幅度提升。对于无损压缩，减少 了35%的编码时间，比特率仅增加0.2%;对于有损压缩，减少了39%的编码时间，比特率仅 增加0.7%。本发明提升了编码速度，降低了编码时间，加快了帖内块匹配速度，能够获得较 好的编码效率。运项技术在高文本区域中相当有用。
[0025] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发 明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性的劳动前提下，还可W根 据运些附图获得其他的附图。
[0026] 图1为本发明快速帖内决策模式流程图；
[0027] 图2为本发明编码单元CU深度划分示意图。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合实例对本发明作进一步的详细说明，有必要指出的是，W下的实例只用 于对本发明做进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，所属领域技术熟悉人 员根据上述
【发明内容】
，对本发明做出一些非本质的改进和调整进行具体实施，应仍属于本 发明的保护范围。
[0029] 在皿VC编码标准中，如图2所示，采用四叉树递归分块的形式划分编码单元，递归 分块划分可W有效的针对不同的图像特征，如针对平滑区域，可W使用大分块，如64x64;针 对细节区域，可W使用精细分块，如8x8。编码单元CU的每一次划分，都对应相应的深度，编 码单元CU的深度预测被广泛的应用在帖内或者帖间模式决策中。比如，当前编码单元CU的 深度与空间深度和相邻的编码单元深度有关系，可W利用运一点来做编码单元CU深度预 。即当CU的范围超出了预测范围W后，不对范围W外CU进行检测，运样在计算时，就可W 降低编码复杂度。同时，两个相邻的编码单元CU是非常相似的，如在背景区域中，相邻的编 码单元CU的深度非常接近。简单来讲，从结构上图像可W分为前景区域和背景区域，通常背 景区域是静止的，没有移动的，运动矢量为0。在典型的屏幕内容编码应用序列中，很多是由 背景区域构成，故本发明在基于背景检测的基础上提出了一种屏幕内容压缩的快速帖内模 式决策方法，然后在此基础上提出了块匹配方法。从运两个方面提升帖内预测性能，首先， 借助编码单元中的时间相关信息，发明出一种快速编码单元预测机制;其次，在块匹配帖内 块复制时，运用自适应捜索步长进行加速处理，减少时间消耗。
[0030] -、快速帖内模式决策具体步骤如下：
[0031] 步骤1:根据现有的研究工作，估计当前编码帖的背景区域；
[0032] 步骤2:计算当前帖中编码单元CU和前一编码帖中相同位置编码单元CU的绝对误 差和SAD，计算公式为
[0034] 式中，i、j为像素在分块中的坐标位置，Pc为当前编码单元C