Hevc帧内编码处理方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及视频编码技术领域，具体涉及一种HEVC帧内编码处理方法和装置。
【背景技术】
[0002]高效视频编码(High Efficiency Video Coding，HEVC)是下一代新的视频压缩标准，其目标是视频压缩效率比现有H.264/AVC(Advanced Video Coding，高级视频编码)High Prof i Ie(高端规格)提高30 %以上，以用于替代H.264/AVC编码标准。
[0003]编码树单元(Coding tree unit，CTU)是HEVC编码基本单元，类似于H.264/AVC中的宏区块(Macro block)，CTU的大小可以从16x16到64x64，单位为像素。CTU可以包含一个编码单元(Coding Unit，CU)或是切割划分成多个较小的CU13CU是HEVC帧间和帧内编码的最基本单元，尺寸大小可以为64 X 64、32 X 32、16 X 16和8 X 8，单位为像素。
[0004]HEVC编码技术中，视频的每一帧图像被分割成CTU，每个CTU可以是一个⑶，也可以进一步划分为多个CU ο在HEVC帧内编码，或者说I帧编码中，CU划分采用四叉树遍历递归的方式进行，即从大到小依次遍历所有可能的CU类型，计算每一层CU的率失真代价，然后选取代价最小的CU块组合类型。率失真代价的大小是确定CU划分的准则。
[0005]实践发现，率失真代价的计算过程中需要经过预测、变换量化、CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding，适应性二元算术编码)编码、反变换反量化等过程，是整个帧内编码过程中计算最复杂、最耗时的部分，严重影响HEVC编码速度。
【发明内容】
[0006]本发明实施例提供一种HEVC帧内编码处理方法和装置，用于简化率失真代价的计算过程，提高HEVC编码速度。
[0007]本发明第一方面提供一种HEVC帧内编码处理方法，包括:计算第一亮度率失真代价和第二亮度率失真代价，所述第一亮度率失真代价是当前层的第一 CU的亮度分量的率失真代价，所述第二亮度率失真代价是所述第一 CU对应的下一层的多个第二 CU的亮度分量的率失真代价;比较所述第一亮度率失真代价和所述第二亮度率失真代价，根据比较结果判断是否继续向下一层划分。
[0008]本发明第二方面提供一种HEVC帧内编码处理装置，包括:计算模块，用于计算第一亮度率失真代价和第二亮度率失真代价，所述第一亮度率失真代价是当前层的第一 CU的亮度分量的率失真代价，所述第二亮度率失真代价是所述第一 CU对应的下一层的多个第二 CU的亮度分量的率失真代价;处理模块，用于比较所述第一亮度率失真代价和所述第二亮度率失真代价，根据比较结果判断是否继续向下一层划分。
[0009]本发明第三方面提供一种计算机设备，包括处理器、存储器、总线和通信接口；所述存储器用于存储程序，所述处理器与所述存储器通过所述总线连接，当所述计算机设备运行时，所述处理器执行所述存储器存储的所述程序，以使所述计算机设备执行如第一方面所述的HEVC帧内编码处理方法。
[0010]本发明第四方面提供一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当被包括一个或多个处理器的计算机设备执行时，使所述计算机设备执行如第一方面所述的HEVC帧内编码处理方法。
[0011]由上可见，在本发明的一些可行的实施方式中，采用分别计算当前层CU和下一层多个CU的亮度分量的率失真代价，直接以亮度分量的率失真代价为划分准则，判断是否继续向下一层划分的技术方案，采用该方案，可以部分跳过色度分量的率失真代价的计算过程，从而可以减少计算量，提高计算速度，于是，简化了率失真代价的计算过程，有助于提高HEVC编码速度。
【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0013]图1是HM和x265方案的编码流程示意图；
[0014]图2是率失真代价的计算过程的示意图；
[0015]图3是本发明实施例提供的一种HEVC帧内编码处理方法的流程示意图；
[0016]图4是本发明实施例的另一种HEVC帧内编码处理方法的流程示意图；
[0017]图5是本发明实施例提供的一种HEVC帧内编码处理装置的结构示意图；
[0018]图6是本发明实施例提供的一种计算机设备的结构示意图；
[0019]图7是本发明实施例中CU结构的划分示意图。
【具体实施方式】
[0020]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0021]本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0022]本发明技术方案应用于视频编码技术领域。衡量视频编码标准性能的指标主要是编码码率和编码失真。其中，编码码率是指编码块经过预测编码得到的残差，再经过变换、量化最后得到的编码信息。图像失真是指重建块和原始块的图像的差值。较少的编码比特数有利于存储或者网络传输，但重构视频编码失真更大;反之，就会增加编码比特数。这两个指标是相互制约和相互矛盾的。
[0023]在视频编码中，可使用率失真优化(Rate-Distort1n Optimizat1n，RD0)技术来实现码率与失真之间的折中。RDO是一种视频编码技术，用于在尽可能小的编码码率下，减少图像失真度，使得编码效率达到最高。RDO的目的是:在一定的比特率下，如何使重建图像的失真最小;或者允许一定失真的条件下，用最小的比特数来编码图像。
[0024]下一代视频压缩标准HEVC包含了众多高复杂度的编码算法，编码速度受到限制，因而提高HEVC视频编码速度是非常现实的需求。HEVC编码技术中，视频的每一帧图像被分割成CTU，每个CTU可以包含一个CU，也可以进一步划分为多个⑶。其中，在I帧(Intra-frame，帧内编码帧)编码中，使用RDO计算得到的率失真代价(Rate-Distort1n Cost，RDCost)作为CU划分的准则，CU划分中RDO的计算是最耗时的部分，这增加了 HEVC的编码复杂度。
[0025]在HEVC帧内编码，也就是I帧编码中，⑶划分通常采用四叉树遍历递归的方式进行，即从大到小依次遍历所有可能的CU块类型，计算每一层CU的率失真代价，然后选取代价最小的⑶块组合类型。
[0026]HM和x265是实现HEVC编码的两种方案，其中，腿是HEVC的一个官方标准测试模型，x265是一个用于编码符合高效视频编码(HEVC/H.265)标准的视频的开源自由软件及函数库。这两种方案都是以亮度分量和色度分量的率失真代价(RDCost)之和作为是否继续向下层划分的准则。
[0027]如图1所示，编码流程可以包括:
[0028]计算当前层⑶的包括亮度分量和色度分量的总的率失真代价，用RDCost_Cur表示；
[0029]计算当前层CU对应的下一层四个子CU的包括亮度分量和色度分量的总的率失真代价的和，用RDCost_next表示；
[0030]比较RDCost_cur 和 RDCost_next 的大小，如果 RDCost_cur>RDCost_next，则继续向下划分，否则停止划分。
[0031]如图2所不，是率失真代价的计算过程。在进行RDO计算时，首先得到待编码CU块的预测数据，与原始数据相减得到残差。残差数据经过变换量化、CABAC编码得到比特数(bits)，再经过反变换反量化，得到重构数据，最终计算出失真(distort1n)。由比特数(bits)和失真(distort 1n)计算得到最终RDCost。
[0032]由此可见，RDO的过程中需要经过预测、变换量化、CABAC编码、反变换反量化等过程。因此，计算率失真代价是整个帧内编码过程中计算最复杂、最耗时的部分，严重影响HEVC编码速度。简化RDO流程，或减少编码过程中RDO的次数，可以显著提高编码速度。
[0033]为此，本发明实施例提供一种HEVC帧内编码处理方法和装置，用于简化率失真代价的计算过程，提高HEVC编码速度。
[0034]下面通过具体实施例，分别进行详细的说明。
[0035]请参考图3，本发明实施例提供一种HEVC帧内编码处理方法。
[0036]本发明实施例方法应用于HEVC帧内编码的CU划分流程。HEVC编码技术中，视频的每一帧图像被分割成CTU，每个CTU可以是一个⑶，也可以进一步划分为多个⑶。I帧编码中，CU划分通常采用四叉树遍历递归的方式进行。
[0037]⑶的划分可以从CTU开始，此时CTU只包含有一个⑶，也就是第O层的⑶。举例来说，CTU的大小可以是64 X 64，单位为像素。
[0038]然后，可以采用四叉树方法将第O层的⑶划分为4个子⑶，这4个子⑶是第