基于CU相关性的帧间预测快速方法、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术提供了基于CU相关性的帧间预测快速方法、系统及存储介质。本发明专利技术包括，在低延时B帧(LDB)、低延时P帧(LDP)或随机接入(RA)编码配置下读入编码帧，利用父子编码单元(CU)信息相关性，对于当前深度编码单元(CU)的父CU最佳模式为Skip模式时，则对当前深度CU直接选取父CU的最佳参考帧作为最佳参考帧，从而跳过不必要的运动估计过程，有效降低帧间预测编码时间。并且，对于父CU使用Skip模式编码时，根据当前CU在2N

【技术实现步骤摘要】
基于CU相关性的帧间预测快速方法、系统及存储介质


[0001]本专利技术涉及高效视频编码领域，尤其涉及视频编码帧间预测快速算法领域。

技术介绍

[0002]视频编码的目标是在码率的限制下获得最优的输出视频质量。高效视频编码(High Efficiency Video Coding,HEVC)即H.265是目前国际上最新的视频编码标准，通过采用灵活的四叉树划分结构及丰富的帧内与帧间预测模式，极大地提高了编码效率，相比上一代视频编码标准H.264/AVC而言，其编码效率提高了一倍，但是编码器的计算复杂度也急剧增加。
[0003]与H.264/AVC中采用固定宏块的划分方式不同，HEVC为了灵活高效地表示视频场景中不同纹理的视频内容，为块划分引入了三种结构概念：编码单元(Coding Unit,CU)、预测单元(Prediction Unit,PU)和变换单元(Transform Unit,TU)。这三个块的分离，使得变换、预测和熵编码处理更加灵活，也使得块的划分更加符合视频的纹理特征，保证编码性能的最优化。
[0004]目前HEVC传统帧间预测快速算法主要基于视频帧的时空域相关性以及率失真代价(RDC)等信息来预测当前编码树单元(Coding Tree Unit,CTU)的深度。但是，当前在HEVC标准帧间预测流程中在全部参考帧执行运动估计引入了时间消耗，导致了较为复杂的帧间预测复杂度。此外，在普通PC机上用HM8.0的编码器做测试，发现CTU的模式选择耗费时间是整体编码时间的2/3以上，因此在实际编码器中难以实现，尤其对于例如一些需要实时性传播的系统(例如，以HEVC为编码标准的视频会议传输系统，网络现场直播系统等)而言更不友好。
[0005]因此，需要一种方案来解决由于多参考帧执行运动估计以及执行丰富的帧间模式带来的时间消耗，在保持视频编码质量的同时有效降低帧间编码的计算复杂度。

技术实现思路

[0006]提供本
技术实现思路
以便以简化形式介绍将在以下具体实施方式中进一步的描述一些概念。本
技术实现思路
并非旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
[0007]根据本专利技术的一个实施例，描述了一种在HEVC中对当前帧进行编码的方法，包括：(a)在低延时P帧LDP或低延时B帧LDB或随机接入RA编码配置下读入当前帧；(b)对当前帧进行编码树单元CTU划分；(c)如果当前帧不为I帧，则根据基于编码单元CU相关性的快速模式决策方案和基于编码单元CU相关性的快速参考帧选取方案对所划分的CTU进行编码；(d)如果当前被编码的CTU不为当前帧的最后一个CTU，则获取下一个CTU，并重复步骤(a)到(d)；其中基于编码单元CU相关性的快速模式决策方案指定：在执行帧间预测模式编码时，如果对于深度不为0的当前CU，其父CU的最佳模式为Skip模式，且当前CU在执行完Skip/Merge，Inter_2N
×
2N后，最佳模式为Skip模式，则确定当前CU的最佳模式为Skip模式，并终止剩余
预测单元PU模式的执行；否则，针对当前CU执行全部PU模式；其中基于编码单元CU相关性的快速参考帧选取方案指定：如果深度不为0的当前CU的父CU以Skip模式为最佳模式进行帧间预测模式编码，则在当前CU的每个PU模式执行运动估计过程中，直接选取父CU的最佳参考帧来作为当前模式的最佳参考帧，从而只在该最佳参考帧进行运动估计选出最佳运动矢量。
[0008]根据本专利技术的又一个实施例，描述了一种基于CU相关性来进行帧间预测的方法，包括：(a)获取具有当前深度的当前CU；(b)判断当前CU的当前深度是否为0；(c)如果当前深度为0，则对当前CU执行全部的PU模式，并确定和暂存当前CU的最佳模式和最佳参考帧索引；(d)如果当前深度不为0，则判断当前CU的父CU最佳模式是否为Skip模式；(e)如果当前CU的父CU最佳模式不为Skip模式，则对当前CU执行全部的PU模式，确定当前CU的最佳模式和最佳参考帧索引，并在当前深度不为3的情况下，暂存当前CU的最佳模式和最佳参考帧索引；(f)如果当前CU的父CU最佳模式为Skip模式，则对当前CU执行Skip模式和Inter_2N
×
2N模式，并确定当前CU的最佳模式；(g)如果当前CU的最佳模式为Skip模式，并且当前深度不为3，则暂存当前CU的最佳模式和最佳参考帧索引；(h)如果当前CU的最佳模式不为Skip模式，则对当前CU执行剩余的PU模式，确定当前CU的最佳模式和最佳参考帧索引，并在深度不为3的情况下，暂存当前CU的最佳模式和最佳参考帧索引；(i)如果当前深度不为3，则针对下一深度重复上述步骤(a)
‑
(h)。
[0009]根据本专利技术的还一个实施例，描述了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有处理器可执行的指令，处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行上述的方法。
[0010]根据本专利技术的另一个实施例，描述了一种用于基于CU相关性来进行帧间预测的系统，包括：处理器；存储器，存储器存储有指令，指令在被处理器执行时能执行上述的方法。
[0011]通过阅读下面的详细描述并参考相关联的附图，这些及其他特点和优点将变得显而易见。应该理解，前面的概括说明和下面的详细描述只是说明性的，不会对所要求保护的各方面形成限制。
附图说明
[0012]为了能详细地理解本专利技术的上述特征所用的方式，可以参照各实施例来对以上简要概述的内容进行更具体的描述，其中一些方面在附图中示出。然而应该注意，附图仅示出了本专利技术的某些典型方面，故不应被认为限定其范围，因为该描述可以允许有其它等同有效的方面。
[0013]图1示出了现有技术中CU与其对应的编码树CTU结构划分示意图100；
[0014]图2示出了根据本专利技术的一个实施例的在HEVC中对当前帧进行编码的方法200的流程图；
[0015]图3示出了根据本专利技术的一个实施例的在帧间预测中采用基于CU相关性的快速模式决策方案来进行模式选择的方法300的流程图；
[0016]图4示出了根据本专利技术的一个实施例的在帧间预测中采用快速参考帧选取方案来选取最佳参考帧的方法400的流程图；以及
[0017]图5示出了根据本专利技术的一个实施例的示例性计算设备的框图500。
具体实施方式
[0018]下面结合附图详细描述本专利技术，本专利技术的特点将在以下的具体描述中得到进一步的显现。
[0019]HEVC标准介绍：
[0020]编码单元CU是HEVC标准中的基本编码单元，编码过程中的预测、变换、量化和熵编码等操作都是基于CU完成的。HEVC应用四叉树的递归结构进行CU的划分。图1示出了现有技术中CU与其对应的编码树CTU结构划分示意图100。由图1可知，一个CTU根据编码树进行递归划分，其可以包含一个或多个CU。对于深度为0且尺寸为64
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64的CU，通常被称为编码树单元CT本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在HEVC中对当前帧进行编码的方法，包括：(a)在低延时P帧LDP或低延时B帧LDB或随机接入RA编码配置下读入当前帧；(b)对所述当前帧进行编码树单元CTU划分；(c)如果所述当前帧不为I帧，则根据基于编码单元CU相关性的快速模式决策方案和基于编码单元CU相关性的快速参考帧选取方案对所划分的CTU进行编码；(d)如果当前被编码的CTU不为所述当前帧的最后一个CTU，则获取下一个CTU，并重复步骤(a)到(d)；其中所述基于编码单元CU相关性的快速模式决策方案指定：在执行帧间预测模式编码时，如果对于深度不为0的当前CU，其父CU的最佳模式为Skip模式，且当前CU在执行完Skip/Merge，Inter_2N
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2N后，最佳模式为Skip模式，则确定当前CU的最佳模式为Skip模式，并终止剩余预测单元PU模式的执行；否则，针对当前CU执行全部PU模式；其中所述基于编码单元CU相关性的快速参考帧选取方案指定：如果深度不为0的当前CU的父CU以Skip模式为最佳模式进行帧间预测模式编码，则在当前CU的每个PU模式执行运动估计过程中，直接选取父CU的最佳参考帧来作为当前模式的最佳参考帧，从而只在该最佳参考帧进行运动估计选出最佳运动矢量。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：如果所述当前帧为I帧，则对所述当前帧执行HEVC标准I帧编码，以对所划分的CTU执行帧内预测编码。3.一种基于CU相关性来进行帧间预测的方法，包括：(a)获取具有当前深度的当前CU；(b)判断当前CU的当前深度是否为0；(c)如果所述当前深度为0，则对当前CU执行全部的PU模式，并确定和暂存当前CU的最佳模式和最佳参考帧索引；(d)如果所述当前深度不为0，则判断当前CU的父CU最佳模式是否为Skip模式；(e)如果当前CU的父CU最佳模式不为Skip模式，则对当前CU执行全部的PU模式，确定当前CU的最佳模式和最佳参考帧索引，并在所述当前深度不为3的情况下，暂存当前CU的最佳模式和最佳参考帧索引；(f)如果当前CU的父CU最佳模式为Skip模式，则对当前CU执行Skip模式和Inter_2N
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2N模式，并确定当前CU的最佳模式；(g)如果当前CU的最佳模式为Skip模式，并且所述当前深度不为3，则暂存当前CU的最佳模式和最佳参考帧索引；(h)如果当前CU的最佳模式不为Skip模...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜晓鹏，
申请(专利权)人：天翼智慧家庭科技有限公司，
类型：发明
国别省市：