CN105635736B - 一种简单快速的合并方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种简单快速的合并方法；本发明包括：获取当前编码单元的深度和量化参数信息；根据所述深度和量化参数信息，计算当前编码单元的最优率失真阈值；从候选列表中依次获取候选块并进入率失真优化过程；设定运动补偿参数；进行运动补偿过程；编码残差并计算率失真；保存最优块的相关信息；如果当所选候选块使得率失真小于预先计算的最优率失真阈值时，则结束；如果当所选候块使得率失真大于或等于预先计算的最优率失真阈值时，并且仍有候选块未被考察，则选取后一候选块并重复上述率失真优化过程，否则终止率失真优化过程。本发明的方法能够较快的选择合适的合并单元块以加快Merge模式的速度，进而提升整体编码效率。

Description

一种简单快速的合并方法
技术领域
本发明涉及视频编码领域，具体涉及HEVC视频编码中的Merge模式。
背景技术
在面对能够有效压缩视频，特别是高分辨率和超高分辨率等视频，的需求下，HEVC(High Efficiency Video Coding)视频编码标准作为H.264标准的后继者而被提出。HEVC相比前一代视频编码标准H.264可以在同等视频质量的情况下视频码率降低一半。
而HEVC能够有效地降低高分辨率视频的压缩码率，其中不可忽略的技术之一是基于四叉树多尺寸划分的编码结构。虽然基于四叉树的编码结构在一定程度上能够有效地提升高分辨率视频的压缩性能，但是四叉树结构忽视了过划分的问题。所谓过划分，是指忽略四叉树叶子间的相关性而导致了新的冗余。
为了解决四叉树引入的冗余，S.Oudin等人在文献“Block merging forquadtree-based video coding”(S.Oudin,P.Helle,J.Stegemann,C.Bartnik,B.Bross,D.Marpe,et al.,"Block merging for quadtree-based video coding,"Multimedia andExpo(ICME),2011IEEE International Conference on,pp.1-6,11-15July 2011 2011)中提出了块合并方案以应对四叉树的缺陷。由于块合并方案的有效性，使得其被HEVC引入形成最终的Merge模式，以及Merge模式中的特殊形式Skip模式。
虽然Merge模式能够进一步地提升视频压缩性能，但是Merge模式本身的引入在一定程度上增加了编码耗时。P.Helle等人在其文献“Block Merging for Quadtree-BasedPartitioning in HEVC”(P.Helle,S.Oudin,B.Bross,D.Marpe,M.O.Bici,K.Ugur,etal.,"Block Merging for Quadtree-Based Partitioning in HEVC,"Circuits andSystems for Video Technology,IEEE Transactions on,vol.22,pp.1720-1731,2012)中对Merge模式的复杂度进行了分析，其分析结果指出在HEVC参考编码器HM8.0中，Merge模式的引入增加了20％的编码耗时和3％的解码耗时。
发明内容
针对Merge模式引入带来的复杂度，本发明提供了一种简单快速的Merge模式，从而提升整体编码的速度。
本发明主要通过采用自适应阈值控制的方法实现快速Merge模式，该方法包括：
获取当前编码单元的深度和量化参数信息；
根据所述深度和量化参数信息，计算当前编码单元的最优率失真阈值；
从最佳合并块候选列表中依次获取候选块并进入率失真优化过程；
设定运动补偿参数；进行运动补偿过程；编码残差并计算率失真；计算当前候选块所产生的率失真代价是否是当前最优并保存最优块的相关信息；如果当所选候选块使得率失真小于预先计算的最优率失真阈值时，则结束当前率失真优化过程；如果当所选候块使得率失真大于或等于预先计算的最优率失真阈值时，并且仍有候选块未被考察，则选取后一候选块并重复上述率失真优化过程，否则终止率失真优化过程。
作为优选，计算当前编码单元的最优率失真阈值具体方法为：
T＝2(a+b·QP-c·Depth)，其中，T表示当前预测的最优率失真阈值，QP和Depth则表示当前编码块的量化参数和深度信息，而a,b,c则表示预测参数。
基于上述技术方案，本发明利用计算获得的阈值实现自适应地控制Merge模式率失真优化的过程，有效地实现对整体编码速度的提升而对编码质量几乎不造成影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述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他的附图。
图1是本发明的流程图；
图2是HEVC的四叉树编码结构；
图3是HEVC Merge模式在空域合并块候选项示意图；
图4是HEVC Merge模式在时间域合并块候选项示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
图2示出Merge模式针对的分块方式。如图2所示，根据四叉树结构的分块方式能够对视频不同区域实现不同的尺寸划分。但是，正如前述过多块划分容易导致新的冗余。
图3示出了Merge模式在空间域的候选块位置关系。
图4示出了Merge模式在时间域的候选块位置关系。
根据图2和图3所示候选块构成最佳合并块候选列表，本发明的具体实施如下：
如图1所示，获取当前编码单元的深度和量化参数信息，根据图2所示不同尺寸编码块对应不同深度；
根据所述深度和量化参数信息，计算当前编码单元的最优率失真阈值，其具体计算可以采用本发明所提的优选方法如下
T＝2(a+b·QP-c·Depth)
其中QP为当前编码单元的量化参数，Depth为当前编码单元的深度，一般取0、1、2和3等值。而其中a、b和c三者，根据实验结果，其参考值可以为13、0.14和-2。
从最佳合并块候选列表中依次获取候选块并进入率失真优化过程，其中:
最佳合并块候选列表的构建主要通过从图3示出的Merge模式空间域后选项和图4示出的时间域候选项中选取，通常候选项的总数设定为5，如果实际未达到设定的候选项总数，则通过零候选项补齐；
设定运动补偿参数；
进行运动补偿过程；
编码残差并计算率失真代价；
计算当前候选块所产生的率失真代价是否是当前最优并保存最优块的相关信息，具体过程为：
通过当前块产生的率失真代价和之前率失真优化过程获得的最小率失真代价进行比较，如果当前块产生的率失真代价更小，则保存当前块的相关信息，否则，进入下一步过程；
如果当所选候选块使得率失真小于预先计算的最优率失真阈值时，则结束当前率失真优化过程；
如果当所选候块使得率失真大于或等于预先计算的最优率失真阈值时，并且仍有候选块未被考察，则选取后一候选块并重复上述率失真优化过程，否则终止率失真优化过程。
根据本发明实施例的方法，能够有效地均衡Merge模式带来的复杂度和压缩性能。同时，本发明实施例的方法能够简单有效地融合入HEVC标准的编码过程中。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或步骤可以用硬件、处理器执行的软件程序，或者二者的结合来实施。软件程序可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内。

Claims (1)

1.一种简单快速的合并方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
步骤一：获取当前编码单元的深度和量化参数信息；
步骤二：根据所述深度和量化参数信息，计算当前编码单元的最优率失真阈值；
步骤三：从最佳合并块候选列表中依次获取候选块并进入率失真优化过程；
步骤四：设定运动补偿参数，进行运动补偿过程，编码残差并计算率失真；
步骤五：计算当前候选块所产生的率失真代价是否是当前最优并保存最优块的相关信息；如果当所选候选块使得率失真小于预先计算的最优率失真阈值时，则结束当前率失真优化过程；如果当所选候块使得率失真大于或等于预先计算的最优率失真阈值时，并且仍有候选块未被考察，则选取后一候选块并重复上述率失真优化过程，否则终止率失真优化过程；
计算当前候选块所产生的率失真代价是否是当前最优并保存最优块的相关信息，具体过程为：
通过当前块产生的率失真代价和之前率失真优化过程获得的最小率失真代价进行比较，如果当前块产生的率失真代价更小，则保存当前块的相关信息，否则，进入下一步过程；
计算当前编码单元的最优率失真阈值具体方法为：
T＝2(a+b·QP-c·Depth)其中，T表示当前预测的最优率失真阈值，QP和Depth则表示当前编码块的量化参数和深度信息，而a,b,c则表示预测参数。
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