CN101406056A

CN101406056A - 减少数字视频编码器中的内预测和模式判决处理中的计算的方法

Info

Publication number: CN101406056A
Application number: CNA200780010198XA
Authority: CN
Inventors: 拉稀什·克里希纳
Original assignee: Sony Corp; Sony Electronics Inc
Current assignee: Sony Corp; Sony Electronics Inc
Priority date: 2006-03-28
Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2009-04-08
Anticipated expiration: 2027-03-28
Also published as: WO2007117429A3; CN101406056B; US7929608B2; EP1999958B1; EP1999958A2; US20110158317A1; WO2007117429A2; JP2009531980A; US20070237224A1; WO2007117429A9; US8184699B2; EP1999958A4

Abstract

描述了一种提高不同内预测模式的绝对变换差异之和(SATD)的计算速度的方法。对SATD的更快确定提供了编码性能更好的益处，并且不会遭受计算时间更长的缺陷。减少视频编码器中的内预测和模式判决处理的方法实现了经改进的Hadamard变换。对原始区块和预测区块执行Hadamard变换，并且只在系数不为零的情况下执行计算，从而跳过了为零的系数。利用这种方法，大大减少了垂直预测、水平预测和DC预测所需的计算。从而，能够非常高效地确定最佳内预测模式。

Description

减少数字视频编码器中的内预测和模式判决处理中的计算的方法

技术领域

本发明涉及视频压缩领域。更具体而言，本发明涉及减少数字视频编码器中的内预测和模式判决处理中的计算。

背景技术

视频序列由通常被称为帧的若干个图片构成。后续的帧是很相似的，从而帧与帧之间包含大量冗余。在被高效地经由信道传输或者存储在存储器中之前，视频数据被压缩以节约带宽和存储器。目标是去除冗余以得到更好的压缩率。第一种视频压缩方法是从给定帧中减去参考帧以生成相对差异。被压缩的帧包含的信息比参考帧少。相对差异可被以相同的质量按较低的比特率来进行编码。解码器通过将相对差异与参考帧相加来重建原始帧。

更高级的方法是近似视频序列的对象和整个场景的运动。运动由编码在比特流中的参数来描述。预测的帧的像素是通过适当地转化参考帧的像素来近似的。此方法与简单的减法相比提供了更良好的预测能力。但是，运动模型的参数所占用的比特率不得变得太大。

一般地，视频压缩是根据许多标准来执行的，所述标准包括来自运动图片专家组(MPEG)的用于音频和视频压缩的一个或多个标准，例如MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4。作为MPEG-4 part10标准(也称为H.264或AVC(高级视频编码))的一部分，进行了额外的增强。根据MPEG标准，在视频系统的编码器方，视频数据首先被编码(例如压缩)，然后被存储在编码器缓冲器中。之后，经编码的数据被发送到视频系统的解码器方，在这里它被存储在解码器缓冲器中，然后被解码以便相应的图片能够被查看。

H.264/AVC项目的意图在于开发一种这样的标准，其能够在比先前标准低得多的比特率下提供良好的视频质量，而不会使得复杂度增大到设计无法实现。另外一个目标是以灵活的方式来进行这些改变，这种灵活的方式将允许该标准被应用到多种应用，使得它可以用于低比特率和高比特率以及低分辨率和高分辨率的视频。另一个目的在于它在许多种网络和系统上都将良好地工作。

H.264/AVC/MPEG-4 Part10包含很多新的特征，这些特征使得它可以比旧标准更有效地压缩视频并且提供更多的灵活性以应用到多种网络环境。一些关键特征包括使用先前编码的图片作为参数的多图片运动补偿、区块大小大至16×16、小至4×4的可变区块大小运动补偿(VBSMC)、用于得出半像素亮度样本预测的六抽头滤波、宏块对结构、运动补偿的四分之一像素精度、加权预测、环内解块滤波器、严格匹配整数4×4空间区块变换、对主空间变换的“DC”系数执行的次Hadamard(哈达马)变换(其中Hadamard变换类似于快速傅立叶变换)、为“内”编码而从相邻区块边缘进行的空间预测、上下文自适应性二进制算术编码(CABAC)、上下文自适应性可变长度编码(CAVLC)、用于许多未通过CABAC或CAVLC编码的语法元素的简单且高度结构化的可变长度编码(VLC)技术(称为指数哥仑布编码)、网络抽象层(NAL)定义、切换切片、灵活宏块排序、冗余切片(RS)、补充增强信息(SEI)和视频可用性信息(VUI)、辅助图片、帧编号和图片顺序计数。这些技术以及若干个其他技术使得H.264可以有比现有标准好得多的性能，并且能够用于更多的情况下和更多的环境中。H.264通常通过以一半或更少的比特率获得相同的质量来实现比MPEG-2视频更好的性能。

MPEG用于运动图片及相关联的音频的一般编码，并且创建由一系列三类编码数据帧构成的压缩视频比特流。这三类数据帧是内帧(称为I帧或I图片)、双向预测帧(称为B帧或B图片)和前向预测帧(称为P帧或P图片)。这三类帧可以按指定的顺序来排列，该顺序被称为GOP(图片组)结构。I帧包含重建图片所需的所有信息。I帧被作为正常图像编码，而没有运动补偿。另一方面，P帧使用来自先前的帧和B图片的信息。具体而言，P帧是从在前的I帧或者紧邻的在前P帧预测的。

也可以从紧邻的后续帧来预测一个帧。为了使后续帧以这种方式被利用，后续帧必须在预测的帧之前被编码。从而，编码顺序不一定与真实帧顺序相匹配。这种帧通常是从两个方向来预测的，例如从紧挨在预测的帧之前的I或P帧或者从紧接在预测的帧之后的P帧来预测。这些双向预测的帧被称为B帧。

存在许多可能的GOP结构。常见的GOP结构为15帧长，并且具有序列I_BB_P_BB_P_BB_P_BB_P_BB_。类似的1 2帧序列也是常见的。I帧为空间冗余编码，P和B帧为时间冗余编码。因为视频流中的相邻帧经常是很相关的，所以P帧和B帧的大小只是I帧的一小部分。但是，在帧可以被压缩到的大小与对这种压缩的帧进行编码所需的处理时间和资源之间存在折衷。GOP结构中I、P和B帧的比率是由视频流的性质和对输出流的带宽约束来确定的，但编码时间也可能是一个问题。在实况传输和具有有限计算资源的实时环境中尤其会如此，因为包含许多B帧的流比起仅含I帧的文件来说要花长得多的时间来编码。

B帧和P帧要求更少的比特来存储图片数据，一般包含用于当前帧与先前帧、当前帧与后续帧或者当前帧与先前帧和后续帧之间的差异的差异比特。B帧和P帧从而被用于减少帧之间包含的冗余信息。在操作中，解码器接收经编码的B帧或经编码的P帧，并且使用先前帧或后续帧来重建原始帧。这个处理容易得多，并且在连续的帧基本上类似时产生更平滑的场景转变，因为帧中的差异较小。

每个视频图像被分成一个亮度(Y)和两个色度通道(也称为色差信号Cb和Cr)。亮度和色度阵列的区块被组织成“宏块”，这是帧内的基本编码单位。

在I帧的情况下，实际图像数据经过编码处理。但是，P帧和B帧首先经历“运动补偿”处理。运动补偿是根据前面的帧的每个宏块移动到何处来描述接连的帧之间的差异的方式。这种技术经常是P帧或B帧中的宏块与先前或下一图像中的很相关的区域相关联，该区域是由编码器利用“运动向量”来选择的。将宏块映射到其相关区域的运动向量被编码，然后两个区域之间的差异经过编码处理。

传统的视频编解码器使用运动补偿的预测来对原始输入视频流高效地编码。当前帧中的宏块是从先前帧中的经过位移的宏块预测出的。原始宏块与其预测之间的差异被压缩并与位移(运动)向量一起被传输。这种技术被称为互编码，它是在MPEG标准中使用的方法。

MPEG编码器的输出比特率可以是恒定的或可变的，其中最大比特率由重放介质来确定。为了实现恒定的比特率，量化度被迭代地更改以达到输出比特率要求。增大量化会导致在流被解码时发生可见的假象。宏块边缘处的不连续随着比特率降低而变得更加可见。

当比特率固定时，有效的比特分配可以获得视频编码中的更好的视觉质量。传统上，每个帧被划分为前景和背景。基于观看者比起背景来会更注意前景这一推理，通常更多的比特被分配给前景对象，而更少的比特被分配给背景区域。这种推理是基于如果观看者不注意背景就不会看到背景中的差异这一假设的。但是，这一点并不总是成立。另外，由于H.264标准的特性，背景中的比特较少经常会导致模糊，并且当背景质量低时内刷新现象非常明显。静态区域(通常是背景)中的刷新会严重干扰人眼，从而影响视觉质量。

为了提高背景的质量，一种简单的方法向背景分配更多的比特。这种策略会减少分配给背景区域的比特，而这不是一个可接受的折衷。另外，为了使得精微的细节可被观察到，量化位阶需要被大大减小，这意味着会超出比特率预算。

另一个缺点在于，对于大多数序列来说，图像序列内容重复这一假设是不正确的。在大多数情况下，运动通常是在几秒内沿着一个方向进行。对于当前帧中的无保护的对象，在先前帧中存在有限的匹配。不幸的是，目前的长期运动预测方法专注于以更早的帧作为参考。

远低于先前的标准所需要的。另一个目的在于以允许该标准被应用到许多种应用并且在多种网络和系统上良好工作的灵活方式提供此功能。不幸的是，采用MPEG标准的传统编码器往往即使在相对高的比特率下也会模糊精微的纹理细节。另外，当低比特率被使用时，I帧刷新非常明显。这样，每当I帧被显示时，质量就远高于先前的非I帧，这样每当I帧被显示时就会产生不连续。用户是能够注意到这种不连续的。虽然MPEG视频编码标准规定了用于创建合法MPEG比特流的一般编码方法和语法，但是仍留有许多提高MPEG比特流的质量的机会。

在H.264/AVC内编码中，支持两种内宏块模式。它们包括4×4内预测模式和16×16内预测模式。如果在内模式中对子块或宏块编码，则基于先前编码和重建的区块来形成预测区块。在编码之前，从当前区块中减去预测区块。对于4×4亮度区块总共有9个预测模式，对于16×16亮度区块总共有4个预测模式。具有最小失真的预测模式被选择为该区块的最佳模式。

存在许多找出失真的方法，但是绝对差之和(sum of absolutedifferences，SAD)或者绝对变换距离之和(sum of absolute transformeddistances，SATD)常被用于低复杂度模式判决中。通常，通过选择SATD获得的编码性能要好0.2-0.5dB，但是计算SATD比找出SAD更耗时。

Text Description of Joint Model Reference Encoding Methods andDecoding Concealment Methods，<http://ftp3.itu.ch/av-arc/jvt-site/2005_01_HongKong/JVT-N046rl.doc>(2005年2月)公开了一种在用于符合H.264标准的视频数据的解码器中隐藏误差和损失的方法。该文章公开了计算SATD的方法，以及Hadamard变换在计算SATD方面的应用。

Lee等人的美国专利申请No.2005/0069211公开了一种预测方法，用于通过在考虑到接收图片的类型的情况下利用内预测和/或互预测对接收图片进行编码来计算接收图片的宏块的内预测成本的平均值或互预测成本的平均值，利用计算出的内预测成本和/或互预测成本的平均值来计算阈值，并且基于计算出的阈值判定是否对后续的图片执行内预测。通过减少经历内预测的宏块的数目，减少了计算量。

发明内容

在一个方面中，一种减少视频编码处理中的内预测和模式判决处理中的计算的方法，包括：计算一个或多个绝对和，计算一个或多个Hadamard变换，以及利用一个或多个绝对和和一个或多个Hadamard变换获得一个或多个绝对变换差异之和。一个或多个绝对和包括共同变换系数、垂直预测的系数和水平预测的系数。计算一个或多个Hadamard变换包括为原始区块计算Hadamard变换。计算一个或多个Hadamard变换包括为垂直预测计算Hadamard变换。计算一个或多个Hadamard变换包括为水平预测计算Hadamard变换。计算一个或多个Hadamard变换包括为DC预测计算Hadamard变换。该方法还包括通过跳过系数为零的计算来减少计算。获得一个或多个绝对变换差异之和是针对垂直预测、水平预测、DC预测和平面预测的。该方法导致确定最佳内预测模式。计算被减少到少于4000。计算在视频编码器中被减少。视频编码器利用H.264标准协议。

在另一个方面中，一种为低复杂度模式判决获得绝对变换差异之和的方法，包括：计算原始区块的第一Hadamard变换，确定绝对共同变换系数的第一绝对和，确定预测系数的第二绝对和，计算预测区块的第二Hadamard变换，计算第一Hadamard变换和第二Hadamard变换之间的差异，确定非零系数的第三绝对和，以及通过对第一绝对和、第二绝对和以及第三绝对和来获得绝对变换差异之和。在一些实施例中，预测是垂直预测。在一些实施例中，预测是水平预测。在一些实施例中，预测是DC预测。在一些实施例中，预测区块是针对垂直预测的。在一些实施例中，预测区块是针对水平预测的。在一些实施例中，预测区块是针对DC预测的。该方法导致确定最佳内预测模式。计算被减少到少于4000。计算在视频编码器被减少。视频编码器利用H.264标准协议。

在另一个方面中，一种找出视频编码处理中的最佳16×16内预测模式的方法，包括：获得垂直预测的绝对变换差异的第一和，获得水平预测的绝对变换差异的第二和，获得DC预测的绝对变换差异的第三和，以及获得平面预测的绝对变换差异的第四和。绝对变换差异的第一和是通过对共同变换系数的绝对和、垂直预测的系数的绝对和以及垂直预测的非零系数的绝对和求和来获得的。绝对变换差异的第二和是通过对共同变换系数的绝对和、水平预测的系数的绝对和以及水平预测的非零系数的绝对和求和来获得的。绝对变换差异的第三和是通过对共同变换系数的绝对和、垂直预测的系数的绝对和、水平预测的系数的绝对和以及DC预测的非零系数的绝对和求和来获得的。该方法还包括通过跳过系数为零的计算来减少计算。该方法导致确定最佳内预测模式。计算被减少到少于4000。计算在视频编码器中被减少。视频编码器利用H.264标准协议。

在另一个实施例中，一种用于减少视频编码处理中的内预测和模式判决处理中的计算的装置，包括：a.程序模块，用于计算多个绝对和，计算多个Hadamard变换，并且利用多个Hadamard变换获得一个或多个绝对变换差异之和；以及处理器，用于执行该程序模块。程序模块避开其中一个或多个系数为零的计算。计算被减少到少于4000。计算在视频编码器中被减少。视频编码器利用H.264标准协议。

在另一个实施例中，一种视频编码器包括：用于内预测的组件，其中用于内预测的组件避开其中使用的系数为零的计算；以及耦合到用于内预测的组件的熵编码器，其中熵编码器产生多个经压缩的视频比特。用于内预测的组件计算多个绝对和、计算多个Hadamard变换并且利用多个Hadamard变换获得一个或多个绝对变换差异之和。计算被减少到少于4000。视频编码器利用H.264标准协议。

在另一个实施例中，一种视频捕捉和显示设备包括：接收单元，用于接收视频数据；耦合到接收单元的显示单元，用于显示视频数据；以及耦合到接收单元和显示单元的编码器，用于产生一个或多个一个或多个经压缩的视频比特，其中，编码器在内预测和模式判决处理中避开其中一个或多个系数为零的计算。计算被减少到少于4000。编码器利用H.264标准协议。

附图说明

图1图示出宏块的视频编码层的框图。

图2图示出16×16亮度区块的四个预测模式。

图3A图示出共同系数的图形表示。

图3B图示出垂直预测系数的图形表示。

图3C图示出水平预测系数的图形表示。

图4图示出垂直预测的非零系数的图形表示。

图5图示出水平预测的非零系数的图形表示。

图6图示出DC预测的非零系数的图形表示。

图7图示出减少计算数目的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出宏块的视频编码层100的框图。视频编码层100(例如编码器)包括时间和空间预测的组合，以及变换编码。输入视频102被接收并被分割成多个区块。序列的第一个图片通常是仅利用本身之内包含的信息来“内”编码的。然后，在内预测模块110处利用先前编码的区块的空间上相邻的样本来预测内帧中的区块的每个部分。编码处理就哪些相邻样本被用于内预测和它们如何被使用来进行选择。这个处理被在解码器118处以及编码器100处执行。对于序列的其余图片，通常使用“互”编码。互编码从其他先前解码的图片实现运动补偿112。用于互预测/运动估计114的编码处理包括选择运动数据、确定参考图片和应用到区块的所有样本的空间位移。运动数据作为被编码器100和解码器118使用的附带信息被传输。

原始区块和预测的区块之间的差异被称为预测的残差(residual)。在缩放量化模块104处，残差被变换，并且变换系数被缩放并且量化。对于变换系数的量化，使用标量量化。利用整数变换来变换每个区块，并且利用熵编码方法来量化和传输变换系数。熵编码器116对于除了经量化的变换系数之外的所有元素使用码字集合。对于经量化的变换系数，使用上下文自适应性可变长度编码(CAVLC)。解块滤波器108被实现来控制滤波的长度，以减少图像的像素化(pixelation)。

编码器100还包含解码器118，用于为下一区块构造预测。经量化的变换系数以与编码器方相同的方式被逆缩放和逆变换106，这给出经解码的预测残差。经解码的预测残差被与预测相加，并且该组合被引导到解块滤波器108，该解块滤波器108提供经解码的视频作为输出。最后，熵编码器116产生原始输入的视频102的经压缩的视频比特120。

描述了针对不同的内预测模式提高绝对变换距离之和(SATD)的计算速度的方法。对SATD的更快确定提供了编码性能更好的益处，并且不会遭受计算时间更长的缺陷。

对于16×16亮度区块，存在四个预测模式。这些预测模式在图2中示出，并且包括：

1.垂直预测200：从上方样本外推(H)

2.水平预测202：从左方样本外推(V)

3.DC预测204：上方和左方样本的均值(H+V)

4.平面预测206：拟合上方和左方样本的线性函数f(H，V)。

对于4个内预测模式中的每一个找出SATD的常见做法涉及从当前宏块中减去预测宏块，然后对十六个子块中的每一个执行4×4 Hadamard变换，最后计算变换结果的绝对值之和。从当前宏块中减去预测宏块的第一步骤涉及256个减法。每个4×4 Hadamard变换需要32个加法和32个减法。因此，16个这种变换需要512个加法和512个减法。最后一步需要256个绝对值计算和255个加法。以下的表I给出了四个预测模式中的每一个所需的总计算的详情。

预测模式	加法	减法	绝对值	移位
预测模式	加法	减法	绝对值	移位	垂直	767	768	256	0
水平	767	768	256	0	垂直	767	768	256	0
水平	767	768	256	0	DC	767	768	256	0
平面	767	768	256	0	DC	767	768	256	0

总计

3068

3072

1024

0

表I：在没有减少的情况下预测模式的总计算

从而，现有方法需要3068个加法、3072个减法和1024个绝对值计算。但是，Hadamard变换的属性能够减少找出最佳的16×16内预测模式所需的计算数目。

Hadamard变换的分配属性允许了减少为垂直、水平和DC预测模式找出SATD所需的计算数目。根据分配属性，如果O是原始的4×4区块，P是预测的4×4区块，H表示Hadamard变换，则

H{O-P}＝H{O}-H{P}

由于P中的系数的重复，对于垂直、水平和DC预测模式，能够利用很少量的计算来计算变换区块H{P}。

改进的方法中的第一步骤涉及计算H{O}的值。如上所述，计算H{O}需要512个加法和512个减法。下一步是找出共同的变换系数的绝对和。共同的系数由图3A中的阴影块310示出。共同系数的绝对和要求144个绝对值计算和143个加法。共同系数的绝对和由A_c表示。下一步是找出用于垂直预测的系数的绝对和。垂直预测的系数如图3B中的阴影块320所示。垂直预测系数的绝对和可以由A_v来表示。对A_v的计算需要48个绝对值计算和47个加法。然后确定A_h，它表示水平预测所需的系数的绝对和。水平预测系数如图3C中的阴影块330所示。与A_v所需的一样，找出A_h需要48个绝对值计算和47个加法。下一步涉及找出垂直预测的H{P}。由于P中的系数的重复，P的每个4×4区块的Hadamard变换最多只产生四个非零系数，如图4所示。四个非零系数需要4个加法、4个减法和4个移位。由于P最多只包含16个不同的系数，因此为整个16×16区块计算H{P}需要16个加法、16个减法和16个移位。下一步是为非零系数计算H{O}-H{P}，这需要64个减法。系数的绝对和(H_v)需要64个绝对值计算和63个加法。垂直预测的最终SATD由H_v、A_v和A_c的总和给出，这需要另外2个加法。

水平预测遵循类似的模式。必须计算水平预测的H{P}。水平预测的非零系数如图5所示。在为64个非零系数计算H{O}-H{P}之后，必须找出非零系数的绝对和(H_h)。水平预测的最终SATD由H_h、A_h和A_c的总和给出，这需要另外2个加法。

对于DC预测，需要的计算更少。对于DC预测中的每个4×4区块，只有1个非零系数被产生，如图6所示。结果，计算DC预测的H{P}只需要1个移位指令。为整个16×16区块计算H{O-P}需要16个减法，这些系数的绝对和(H_d)需要16个绝对值计算和15个加法。DC预测的最终SATD由H_d、A_v、A_h和A_c的总和给出，这需要另外3个加法。

由于平面预测通常不包含系数的重复，因此为此模式计算SATD需要与当前技术相同数目的计算，即767个加法、768个减法以及256个绝对值计算。

以下的表II给出了对这里描述的方法中需要的总计算的小结。

任务	加法	减法	绝对值	移位
任务	加法	减法	绝对值	移位	H{O}	512	512	0	0
Ac	143	0	144	0	H{O}	512	512	0	0
Ac	143	0	144	0	Av	47	0	48	0
Ah	47	0	48	0	Av	47	0	48	0
Ah	47	0	48	0	垂直	81	80	64	16
水平	81	80	64	16	垂直	81	80	64	16
水平	81	80	64	16	DC	18	16	16	1
平面	767	768	256	0	DC	18	16	16	1
平面	767	768	256	0	总计	1696	1456	640	33

表II：在减少的情况下预测模式的总计算

因此，这里描述的方法的全部加法和减法从6140减少到3152。加法和减法数目的减少约为50％。绝对值计算的数目从1024减少到640，这是大约40％的减少。开销是引入了仅仅33个移位指令。从而，该方法大大减少了找出最佳16×16内预测模式所需的计算的数目。该方法还可用于减少找出最佳4×4内预测模式所需的计算。

图7图示出这里描述的方法的流程图。在步骤700，计算原始区块的Hadamard变换H{O}。在步骤702，确定共同变换系数的绝对和A_c。在步骤704，确定用于垂直预测的系数的绝对和A_v。在步骤706，确定水平预测所需的系数的绝对和A_h。在步骤708，找出垂直预测的预测区块的Hadamard变换H{P}。在步骤710，为非零系数计算Hadamard变换之间的差异H{O}-H{P}。在步骤712，找出垂直预测的非零系数的绝对和H_v。在步骤714，通过对垂直预测的非零系数的绝对和H_v、垂直预测的系数的绝对和A_v以及共同变换系数的绝对和A_c求和来获得垂直预测的SATD。在步骤716，找出水平预测的Hadamard变换H{P}。在步骤718，为非零系数计算Hadamard变换之间的差异H{O}-H{P}。在步骤720，找出水平预测的非零系数的绝对和H_h。在步骤722，通过对水平预测的非零系数的绝对和H_h、水平预测的系数的绝对和A_h以及共同变换系数的绝对和A_c求和来获得水平预测的SATD。在步骤724，找出DC预测的Hadamard变换H{P}。在步骤726，为非零系数计算Hadamard变换之间的差异H{O-P}。在步骤728，找出DC预测的非零系数的绝对和H_d。在步骤730，通过对DC预测的非零系数的绝对和H_d、垂直预测的系数的绝对和A_v、水平预测的系数的绝对和A_h以及共同变换系数的绝对和A_c求和来获得DC预测的SATD。在步骤732，计算平面预测的SATD。从而，找出最佳的内预测模式。

为了在H.264编码器中利用减少内预测和模式判决处理的方法，Hadamard变换在经过改进后被实现。最初，计算原始区块的Hadamard变换。然后，确定共同变换系数、垂直预测系数和水平预测系数的绝对和。然后计算垂直预测、水平预测和DC预测的Hadamard变换。还计算垂直预测、水平预测和DC预测的非零系数的绝对和。然后，利用先前计算的数据，获得每个预测模式的SATD。一旦为垂直预测、水平预测和DC预测计算了SATD，就为平面预测获得SATD。利用所有四个预测模式，就能够确定最佳内预测模式。

在操作中，减少内预测和模式判决处理中的计算的方法能够减少H.264编码器所需的时间和计算功率。编码处理的一个方面包括内预测和模式判决。通过实现计算多个绝对和、计算多个Hadamard变换并获得绝对变换差异之和的方法，大大减少了编码处理的这些方面。取代大量的变换，这里描述的方法能够利用变换来使所需的变换数目最小化。具体而言，由于预测的区块中的若干个系数重复，因而能够利用针对垂直、水平和DC预测模式的少量计算来计算预测的区块的Hadamard变换。

这里描述的方法能够利用包括但不限于下述各项的设备来实现或者实现在这些设备上：膝上型计算机、个人计算机、服务器、蜂窝电话、PDA、视频-iPod、DVD记录器、DVD、数码相机/便携式摄像机、视频游戏控制台、便携式视频游戏机、诸如视频监视器之类的安保设备、高清电视广播、视频电话、视频会议、经由互联网的视频流传输和其他多媒体应用。

已经根据结合了帮助理解本发明的构造和操作原理的细节的具体实施例描述了本发明。在这里这样提及具体实施例及其细节并不想要将所附权利要求的范围限于此。对于本领域的技术人员来说很明显的，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对选择用来例示的实施例进行各种修改。

Claims

1.一种减少视频编码处理中的内预测和模式判决处理中的计算的方法，包括：

a.计算一个或多个绝对和；

b.计算一个或多个Hadamard变换；以及

c.利用所述一个或多个绝对和和所述一个或多个Hadamard变换获得一个或多个绝对变换差异之和。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个绝对和包括共同变换系数、垂直预测的系数和水平预测的系数。

3.如权利要求1所述的方法，其中计算所述一个或多个Hadamard变换包括为原始区块计算Hadamard变换。

4.如权利要求1所述的方法，其中计算所述一个或多个Hadamard变换包括为垂直预测计算Hadamard变换。

5.如权利要求1所述的方法，其中计算所述一个或多个Hadamard变换包括为水平预测计算Hadamard变换。

6.如权利要求1所述的方法，其中计算所述一个或多个Hadamard变换包括为DC预测计算Hadamard变换。

7.如权利要求1所述的方法，还包括通过跳过系数为零的计算来减少计算。

8.如权利要求1所述的方法，其中获得所述一个或多个绝对变换差异之和是针对垂直预测、水平预测、DC预测和平面预测的。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述方法导致确定最佳内预测模式。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述计算被减少到少于4000。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述计算在视频编码器中被减少。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述视频编码器利用H.264标准协议。

13.一种为低复杂度模式判决获得绝对变换差异之和的方法，包括：

a.计算原始区块的第一Hadamard变换；

b.确定共同变换系数的第一绝对和；

c.确定预测系数的第二绝对和；

d.计算预测区块的第二Hadamard变换；

e.计算所述第一Hadamard变换和所述第二Hadamard变换之间的差异；

f.确定非零系数的第三绝对和；以及

g.通过对所述第一绝对和、所述第二绝对和以及所述第三绝对和求和来获得所述绝对变换差异之和。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述预测是垂直预测。

15.如权利要求13所述的方法，其中所述预测是水平预测。

16.如权利要求13所述的方法，其中所述预测是DC预测。

17.如权利要求13所述的方法，其中所述预测区块是针对垂直预测的。

18.如权利要求13所述的方法，其中所述预测区块是针对水平预测的。

19.如权利要求13所述的方法，其中所述预测区块是针对DC预测的。

20.如权利要求13所述的方法，其中所述方法导致确定最佳内预测模式。

21.如权利要求13所述的方法，其中所述计算被减少到少于4000。

22.如权利要求13所述的方法，其中所述计算在视频编码器被减少。

23.如权利要求22所述的方法，其中所述视频编码器利用H.264标准协议。

24.一种找出视频编码处理中的最佳16×16内预测模式的方法，包括：

a.获得垂直预测的绝对变换差异的第一和；

b.获得水平预测的绝对变换差异的第二和；

c.获得DC预测的绝对变换差异的第三和；以及

d.获得平面预测的绝对变换差异的第四和。

25.如权利要求24所述的方法，其中所述绝对变换差异的第一和是通过对共同变换系数的绝对和、垂直预测的系数的绝对和以及垂直预测的非零系数的绝对和求和来获得的。

26.如权利要求24所述的方法，其中所述绝对变换差异的第二和是通过对共同变换系数的绝对和、水平预测的系数的绝对和以及水平预测的非零系数的绝对和求和来获得的。

27.如权利要求24所述的方法，其中所述绝对变换差异的第三和是通过对共同变换系数的绝对和、垂直预测的系数的绝对和、水平预测的系数的绝对和以及DC预测的非零系数的绝对和求和来获得的。

28.如权利要求24所述的方法，还包括通过跳过系数为零的计算来减少计算。

29.如权利要求24所述的方法，其中所述方法导致确定最佳内预测模式。

30.如权利要求24所述的方法，其中所述计算被减少到少于4000。

31.如权利要求24所述的方法，其中所述计算在视频编码器中被减少。

32.如权利要求31所述的方法，其中所述视频编码器利用H.264标准协议。

33.一种用于减少视频编码处理中的内预测和模式判决处理中的计算的装置，包括：

a.程序模块，用于计算多个绝对和，计算多个Hadamard变换，并且利用所述多个Hadamard变换获得一个或多个绝对变换差异之和；以及

b.处理器，用于执行所述程序模块。

34.如权利要求33所述的装置，其中所述程序模块避开其中一个或多个系数为零的计算。

35.如权利要求33所述的装置，其中所述计算被减少到少于4000。

36.如权利要求33所述的装置，其中所述计算在视频编码器中被减少。

37.如权利要求36所述的装置，其中所述视频编码器利用H.264标准协议。

38.一种视频编码器，包括：

a.用于内预测的组件，其中所述用于内预测的组件避开其中使用的系数为零的计算；以及

b.耦合到所述用于内预测的组件的熵编码器，其中所述熵编码器产生多个经压缩的视频比特。

39.如权利要求38所述的视频编码器，其中所述用于内预测的组件计算多个绝对和、计算多个Hadamard变换并且利用所述多个Hadamard变换获得一个或多个绝对变换差异之和。

40.如权利要求38所述的视频编码器，其中所述计算被减少到少于4000。

41.如权利要求38所述的视频编码器，其中所述视频编码器利用H.264标准协议。

42.一种视频捕捉和显示设备，包括：

a.接收单元，用于接收视频数据；

b.耦合到所述接收单元的显示单元，用于显示视频数据；以及

c.耦合到所述接收单元和所述显示单元的编码器，用于产生一个或多个一个或多个经压缩的视频比特，

其中，所述编码器在内预测和模式判决处理中避开其中一个或多个系数为零的计算。

43.如权利要求42所述的视频捕捉和显示设备，其中所述计算被减少到少于4000。

44.如权利要求42所述的视频捕捉和显示设备，其中所述编码器利用H.264标准协议。