一种交叉分量帧内预测决策方法、系统及设备与流程

本发明涉及视频编码，尤其涉及一种交叉分量帧内预测决策方法、系统及设备。

背景技术：

1、随着视频编解码技术的发展，下一代视频编解码标准vvc(versatile videocoding)引入了许多新的编码技术。其中vvc中的cclm(cross-component linear model),其通过重构的亮度值来预测色度值，压缩了同一像素点各分量间的信息冗余度，进一步提升了视频编解码的率失真性能。另一方面在常规的帧内角度预测上，为了复建现实场景中事物边界的复杂性，vvc将hevc亮度帧内预测的角度从33个扩展为65个，相应的色度帧内预测模式也扩展为8个：5个常规预测模式和3个cclm模式。

2、新增的编码技术和扩展的预测方向，在提升编码器压缩性能的同时也不可避免的带来了计算量的激增，从而影响编码器实用阶段的时效性。

技术实现思路

1、发明目的：本发明目的在于提供一种交叉分量帧内预测决策方法、系统及设备，以解决新增的编码技术和扩展的预测方向所带来的计算量的激增及其对编码器实用阶段的时效性的影响问题，达到在减少编码计算量的同时，使其率失真性能保持基本不变。

2、技术方案：本发明所述的一种交叉分量帧内预测决策方法，所述方法包括：

3、(1)：判定当前编码帧的类型，若当前编码帧为帧内预测帧，则进入(2)；否则，进入(3)；其中，当前编码帧的初始值为当前视频的第一个待编码帧；

4、(2)：对当前编码帧进行预测编码，然后进入(4)；包括如下步骤：

5、(20):初始化当前编码树单元为当前编码帧的第一个待编码树单元；

6、(21):进入编码树单元处理模式:利用亮度分量与u色度分量、v色度分量的相关性,筛选出可进入到当前编码树单元色度编码树块率失真决策阶段的预测模式；

7、(22)：对当前编码树单元的亮度及色度编码树块进行帧内预测编码；

8、(23)：判断当前编码帧的编码树单元状态：若当前编码帧还有未编码树单元，则设置当前编码树单元为下一个待编码树单元，重新进入(21)，否则，进入(4)；

9、(3)：对当前编码帧进行全帧分析及编码，然后进入(4)；

10、(4)：设置当前编码帧为下一个待编码帧，然后重回(1)，直至所有的帧都完成编码。

11、进一步的，所述编码树单元处理模式，包括：

12、(211)：对当前编码树单元的亮度编码树块进行下采样，使亮度编码树块与色度编码树块的大小一致；

13、(212)：计算当前编码树单元的亮度分量与u色度分量、v色度分量的相关系数rcur,u、rcur,v：

14、

15、k＝u、v；

16、其中，y'cur(i,j)、mean_y'cur分别表示当前编码树单元亮度编码树块下采样后第i行第j列的亮度值、当前编码树单元亮度编码树块下采样后的亮度均值；kcur(i,j)、mean_kcur分别表示当前编码树单元k色度编码树块第i行第j列的k色度值、当前编码树单元k色度编码树块的k色度均值，rcur,k表示当前编码树单元的亮度分量与k色度分量的相关系数；k＝u、v；

17、(213)：根据当前编码树单元的亮度分量与u色度分量、v色度分量的相关系数，分别筛选出当前编码树单元u色度编码树块、v色度编码树块可进入率失真决策阶段的预测模式。具体方法如下：

18、若abs(rcur，k)＜thres1，则将3个cclm模式从可进入到当前编码树单元k色度编码树块率失真决策阶段的预测模式中删除；否则，若abs(rcur，k)＞thres2，则仅确定3个cclm模式为划入到当前编码树单元k色度编码树块率失真决策阶段的预测模式；否则，则所有预测模式均进入当前编码树单元k色度编码树块率失真决策阶段；

19、其中，abs(x)表示对变量求绝对值；thres1、thres2分别为相关系数门限阈值下限、上限，一般可选0＜thres1＜0.3、0.8＜thres2＜1；k＝u、v。

20、进一步的，所述对当前编码帧进行全帧分析及编码，包括：

21、(30)：判断当前编码帧的前一个编码帧状态：若当前编码帧的前一个编码帧为帧内预测帧或者当前编码帧的前一个编码帧全帧采用帧内预测编码，则进入(33)；否则，进入(31)；

22、(31)：判断当前编码帧是否为场景切换帧，若为场景切换帧,则进入(32)；否则,进入(33)；

23、(32)进入(20)；

24、(33)：对当前编码帧的未编码树单元进行帧内帧间预测快速决策，若判定为帧内编码树单元，则采用(21)-(22)所述方法对其进行编码；，若判定为帧间编码树单元，则采用常规帧间预测模式进行编码；

25、(34)：判断当前编码帧的编码树单元状态：若当前编码帧还有未编码树单元，则设置当前编码树单元为下一个待编码树单元，重新进入(33)；否则，进入(4)。

26、本发明所述的一种交叉分量帧内预测决策系统，所述系统包括：

27、判断编码处理模块：用于判断当前编码帧若为帧内预测帧，则进入当前编码帧预测编码模块；否则进入全帧分析及编码模块；其中当前编码帧的初始值为当前视频的第一个待编码帧；

28、当前编码帧预测编码模块：用于处理当前编码帧进行预测编码，包括：

29、当前编码树单元初始化模块：用于对当前编码树单元赋初值；

30、编码树单元处理模块：用于筛选可以进入当前编码树单元的色度编码树块；

31、帧内预测编码模块：用于对当前编码树单元的亮度及色度编码树块进行帧内预测编码；

32、判断当前编码树单元模块：用于判断当前编码帧的编码树单元状态；

33、全帧分析及编码模块：用于处理当前编码帧进行全帧分析及编码；

34、第一当前编码帧设置模块：用于令当前编码帧为下一个待编码帧。

35、进一步的，所述全帧分析及编码模块包括：

36、判断当前编码帧的前一个编码帧状态模块：用于判断当前编码帧的前一个编码帧状态；

37、场景切换模块：用于判断当前编码帧是否为场景切换帧；

38、编码树单元预测模块：用于对编码树单元进行帧内帧间预测快速决策；

39、判断当前编码树单元模块：用于判断当前编码帧的编码树单元状态。

40、本发明所述的一种设备，所述设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可被在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现交叉分量帧内预测决策方法的步骤。

41、有益效果：与现有技术相比，本发明的有益效果如下：一方面将cclm预测模式，从依靠cclm技术提升率失真性能的小概率编码树单元的预测备选模式中删除，从而达到减少该编码树单元在后续率失真优化过程中的计算量。另一方面，基于亮度和色度相关性的控制设计策略，可以使本方法，在减少编码计算量的同时，使率失真性能基本不变。