Hevc帧内预测模式选择方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及视频编码技术领域，尤其涉及一种高效视频编码标准（High EfficiencyVideoCoding,HEVC)帧内预测模式选择方法及装置。
【背景技术】
[0002] 新一代高效视频编码标准HEVC专注于处理高清超高清视频和并行处理架构，主 要是针对现有混合编码框架中的每个技术模块进行小步快跑的改进，用积少成多的方法提 高编码的性能。但是，HEVC在提升编码效率的同时也大大增加了编码的复杂度。
[0003]HEVC将一幅编码图像划分成若干大小可以自行设定的基本单元（LargeCoding Unit，IXU)。IXU的大小可以设置的范围是16x16~64x64。一个IXU通常划分成若干编码 单元（CodingUnit,⑶)，一个IXU由通过分割标记（splitflag)来控制是否需要向下分 害I]。如果splitflag为1，LCU进行四叉树分割，得到四个大小一样CU(宽和高分别是分 割前的一半)，每向下分割一次，记录分割深度（D印th)加1。HEVC在⑶的基础上可以对⑶ 进行预测单兀（PredictionUnit，PU)和变换单兀（TransformUnit，TU)划分。其中对于 帧内预测，PU的预测模式最多有35种。
[0004] 在HEVC编码端，对于所有的CU块中的PU都要进行各种预测模式的编码尝试，根 据率失真代价选取最优的模式作为PU的编码模式。不管是帧内还是帧间ro，都需要尝试 帧内35种预测模式，将从中选择出的最佳模式的率失真代价作为PU帧内预测编码的代价。 目前，在HEVC的参考模型（HEVCTestModel，HM)工程中，帧内预测过程为：如附图1所示， 先利用绝对变换误差和（SumofAbsoluteTransformedDifference，SATD)率失真代价函 数遍历计算所有35种帧内预测模式的率失真代价，从中选择出几种率失真代价比较小的 模式作为候选模式(例如，设定16X16, 32X32和64x64尺寸的PU块候选模式为3种，4X4 和8X8尺寸的PU块候选模式为8种);然后根据相邻的PU块的预测模式，计算最有可能的 最佳预测模式（MPM)后，如果MPM模式不在候选模式集合中，则将其添加到候选模式集中； 最后利用SSE率失真代价的函数对候选模式集中的各候选模式进一步计算，选择率失真代 价最小的候选模式作为最优的预测模式，即作为该PU的最终帧内预测模式。由此可见，整 个帧内预测模式选择过程中对每个PU都要进行35种模式的SATD率失真代价计算，并粗选 出几种预测模式进行进一步参与SSE率失真代价计算(其中16X16, 32X32和64x64的PU 尺寸至少需要3种，4X4及8X8的PU尺寸至少需要8种)，整个帧内预测模式的选择过程， 计算复杂度很高，时间代价比较大。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种HEVC帧内预测模式选择方法及装置，以提高HEVC帧内预测模式 的选择效率，降低计算复杂度。
[0006] 本发明实施例提供的具体技术方案如下：
[0007] -种高效视频编码标准HEVC帧内预测模式选择方法，包括：
[0008] 基于设置的采样步长对帧内预测模式集合中包含的各预测模式进行采样，根据采 样获得的各帧内预测模式的第一率失真代价确定第一预测模式，根据所述第一预测模式确 定候选的各预测模式，组成第一候选模式集合；
[0009] 根据所述候选的各预测模式的第一率失真代价，从所述第一候选模式集合中选择 满足阈值的预测模式，组成第二候选模式集合，根据所述第二候选模式集合中各预测模式 的第二率失真代价，确定最优的第二预测模式。
[0010]一种高效视频编码标准ffiVC帧内预测模式选择装置，包括：
[0011] 粗选模块，用于基于设置的采样步长对帧内预测模式集合中包含的各预测模式进 行采样，根据采样获得的各帧内预测模式的第一率失真代价确定第一预测模式，根据所述 第一预测模式确定候选的各预测模式，组成第一候选模式集合；
[0012] 精选模块，用于根据所述候选的各预测模式的第一率失真代价，从所述第一候选 模式集合中选择满足阈值的预测模式，组成第二候选模式集合，根据所述第二候选模式集 合中各预测模式的第二率失真代价，确定最优的第二预测模式。
[0013] 基于上述技术方案，本发明实施例中，通过基于设置的采样步长对帧内预测模式 集合中包含的各预测模式进行采样，对预测模式进行粗选，根据采样获得的各帧内预测模 式的第一率失真代价确定第一候选模式集合，有效减少了粗选过程中计算第一代价的次 数，进而通过设置阈值根据第一候选模式集合中候选的各预测模式的第一率失真代价进行 精选，获得第二候选模式集合，在通过第二候选模式集合中各预测模式的第二率失真代价， 确定最优的第二预测模式，进一步减少了计算第二代价的次数，降低帧内预测模式选择过 程的计算复杂度，提高了HEVC帧内预测模式的选择效率。
【附图说明】
[0014] 图1为现有的帧内预测模式选择的过程示意图；
[0015] 图2为本发明实施例中帧内预测模式选择过程示意图；
[0016] 图3为本发明实施例中HEVC帧内预测模式选择的详细方法流程图；
[0017] 图4为本发明实施例中预测模式粗选的过程示意图；
[0018] 图5为本发明实施例中预测模式舍弃的过程示意图；
[0019] 图6为本发明实施例中阈值Th自适应更新的过程示意图；
[0020] 图7为本发明实施例中HEVC帧内预测模式选择装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0021] 为了提高HEVC帧内预测模式的选择效率，降低计算复杂度，本发明实施例提供了 一种HEVC帧内预测模式选择方法及装置。
[0022] 下面结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。
[0023] 本发明的核心思想为：如附图2所示，针对当前PU预测单元，首先进行预测模式粗 选，具体为：通过将33种角度预测模式根据外部控制参数采样步长（STEP)进行方向采样， 通过采样减少了需要粗选的预测模式的个数，根据SATD代价模型计算采样到的角度预测 模式的第一率失真代价，选择最佳的预测方向区域，然后再将对应区域中的角度预测模式， 以及DC和Planar模式添加到第一候选模式集合中；其次，对第一候选模式集合中的部分预 测模式的舍弃，具体为：根据阈值Th和第一候选模式集合中各个预测模式的第一率失真代 价，对第一候选模式集合中的部分预测模式进行舍弃得到第二候选模式集合，其中，阈值Th 是根据前一帧帧内预测编码过程中的数据进行自适应更新的；最后，利用误差平方和（Sum ofSquaredError，SSE)代价函数对第二候选模式集合中的各预测模式进一步进行第二率 失真代价计算，选择最优的预测模式作为当前PU最终的帧内预测模式。
[0024] 如附图3所示，本发明实施例中提供的HEVC帧内预测模式选择的详细方法流程如 下：
[0025] 步骤301:基于设置的采样步长对帧内预测模式集合中包含的各预测模式进行采 样，根据采样获得的各帧内预测模式的第一率失真代价确定第一预测模式，根据所述第一 预测模式确定候选的各预测模式，组成第一候选模式集合。
[0026] 本发明实施例中，根据采样步长将帧内预测模式集合中包含的各角度预测模式划 分为多个方向区域，以及根据采样步长分别针对每个所述方向区域确定一个角度预测模式 为所述方向区域的代表预测模式；分别计算各代表预测模式的第一率失真代价，将第一率 失真代价最小的代表预测模式确定为第一预测模式。
[0027] 优选地，根据第一预测模式所在方向区域内的各预测模式，以及帧内预测模式集 合中包含的除角度预测模式外的其它预测模式（DC和Planar模式)，组成第一候选模式集 合。
[0028] 其中，35种帧内预测模式中包含有DC模式、33种角度预测模式和Planar模式，且 33种角度预测模式对应的模式编号为2~34。
[0029] 本发明具体实施中，如附图4所示，对预测模式进行粗选的具体过程如下：
[0030] 步骤401:针对当前PU预测单元，根据采样步长将帧内预测模式集合中包含的 33 模式编号为2至34的33种角度预测模式划分为f^+1个方向区域，且每个方向区域 STEP 表示为
，其中，N的取值范围为 '33 1 表示整除，STEP表示所述采样步长，且1〈STEP彡16。 _STEP
[0031] 步骤402 :将采样获得的模式编号为2+N*STEP的预测模式作为所在方向区域的代 表预测模式，分别采用SATD函数计算各代表预测模式的第一率失真代价，将各第一率失真 代价中的最小值对应的代表预测模式确定为第一预测模式。
[0032] 具体地，第一率失真代价的计算公式如下：
[0033] Jpred,SATD_SATD+ Apred^^pred
[0034] 其中，Xprad表示系数因子，Bprai表示比特代价，
且Diff (i,j)=BlockA(i,j)-BlockB