CN110139097A - 视频编码中自适应模式顺序调整的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了视频编码中自适应模式顺序调整的方法。通过该方法，根据对标准视频序列的测试，正确地判断2N×2N计算位置的平均概率为84.75％，表明该方法能够有效地预测2N×2N的位置，以便2N×2N模式有机会被快速算法跳过。对比传统视频编码的方法，本发明实施例之一的方法能有效减少计算的复杂度，从而提高编码效率。

Description

视频编码中自适应模式顺序调整的方法
技术领域
本发明属于视频编码解码技术领域，具体涉及视频编码中自适应模式顺序调整的方法。
背景技术
视频编码，就是指通过一些压缩的手段，将视频信号的文件转换成另一种文件格式，从而使得在信号传输过程中，减少带宽的使用，使其高效的传播。由于未经处理的原始视频信号所携带的信息量很大，对实际的传输和存储系统要求比较高，因此原始的视频信号必须经过压缩和处理才能出现在人们的实际生活中。
高效率视频编码(High Efficiency Video Coding，简称HEVC)是一种新的视频压缩标准，它由MPEG和VCEG组织于2012年成立的视频联合协作小组(JCT-VC)所研发。HEVC在性能上相较于H.264更加优秀，在同等视频质量下其压缩率可达到H.264的2倍。HEVC编码标准中，为了提高压缩比，一幅输入图像首先被划分为预定义大小的图像块，简称编码树单元(Coding Tree Unit，简称CTU)。每个CTU可以由几个编码单元(Coding Unit，简称CU)组成，CU存在8×8、16×16、32×32、64×64的亮度样本和对应色度样本，颜色是由亮度和色度共同表示的。CU还可以分解为更小的预测单元(Prediction Unit，简称PU)和变换单元(Trasform Unit，简称TU)，使编码、预测和变换得到更好的处理。
为了提升视频压缩性能，HEVC采用了多种视频编码新技术，其中四叉树结构的引入很大程度上提高了HEVC的视频编码性能，然而该结构忽略了不同父节点下子节点间的相关性，导致不同节点下的子节点间存在一定的信息冗余，为了进一步去除上述冗余，HEVC引入了Merge模式，使得HEVC的编码效率获得提高。Merge为当前PU建立一个运动向量(MovingVector，简称MV)候选列表，候选数量为5，遍历五个MV选取率失真最小的一个作为最优MV，解码端同样地方式建立一个候选列表，传输时仅传输MV在列表中的索引即可。
目前HEVC编码器中，首先计算Merge和2N×2N，然后递归计算四叉树，容纳后计算其他对称和非对称矩形分割模式。Merge模式在大部分情况下时间占比不高，而2N×2N模块相对很复杂，在编码过程中时间占比相对较高。往往编码器在运动比较一致的情况下，模式决策过程中会选择Merge模式作为最优模式，因此2N×2N成了多余的计算模块。
发明内容
为解决现有技术中，HEVC编码器存在多余的2N×2N计算模块的问题，本发明实施例之一的目的在于提供一种视频编码中自适应模式顺序调整的方法。
为实现上述目的，本发明实施例之一采用以下技术方案：
视频编码中自适应模式顺序调整的方法，步骤包括：
(1.1)定义bDo2NBeforeSpili和SkipModes，所述bDo2NBeforeSpili初始值为true；
(1.2)进行Skip模式和Merge模式；
(1.3)获取当前块的最佳模式BestMode和cbf；
(1.4)判断最佳模式是否存在且cbf是否为0：若是，将bDo2NBeforeSpilit变为false；
(1.5)进行2N×2N模式；
(1.6)进行对称划分和非对称划分后结束。
其中，bDo2NBeforeSpili是作为判断2N×2N模式是否放在四叉树划分之前来进行计算的标志位。
步骤(1.4)中，将bDo2NBeforeSpilit变为false，即2N×2N模式放在四叉树划分之后来进行计算。
优选地，步骤(1.4)的判定中，若否，则步骤包括：
(2.1)进行2N×2N模式；
(2.2)判断EnableEarlySkip是否为true：若是，将SkipModes置为true；
(2.3)进入CU递归划分；
(2.4)判断SkipModes是否为true：若是，结束。
步骤(2.4)中，判断SkipModes是否为true，若是则表示能跳过模式选择过程。
进一步优选地，步骤(2.2)的判定中，若否，则步骤包括：
(3.1)进入CU递归划分；
(3.2)判断SkipModes是否为true：若是，结束。
步骤(3.2)中，判断SkipModes是否为true，若是则表示能跳过模式选择过程。
更进一步优选地，步骤(3.2)的判定中，若否，则步骤包括：
(4.1)判断bDo2NBeforeSpilit是否为false：若是，进行2N×2N模式；
(4.2)进行对称划分和非对称划分后结束。
更进一步优选地，步骤(4.1)的判定中，若否，则进行对称划分和非对称划分后结束。
优选地，所述SkipModes的初始值为false。
优选地，所述cbf为当前CU全零块标志位值。
优选地，所述EnableEarlySkip是早期跳过模式的标志位值。
本发明实施例的有益效果
本发明实施例之一提供了视频编码中自适应模式顺序调整的方法，根据对标准视频序列的测试，使用本发明实施例之一的方法，正确地判断2N×2N计算位置的平均概率为84.75％，表明该方法能够有效地预测2N×2N的位置，以便2N×2N模式有机会被快速算法跳过。对比传统视频编码的方法，本发明实施例之一的方法能有效减少计算的复杂度，从而提高编码效率。
附图说明
图1是本发明实施例1的流程图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，并结合实施例对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
视频编码中自适应模式顺序调整的方法，流程如图1所示，步骤包括：
(1.1)定义bDo2NBeforeSpili和SkipModes，所述bDo2NBeforeSpili初始值为true；
(1.2)进行Skip模式和Merge模式；
(1.3)获取当前块的最佳模式BestMode和cbf；
(1.4)判断最佳模式是否存在且cbf是否为0：若是，将bDo2NBeforeSpilit变为false；
(1.5)进行2N×2N模式；
(1.6)进行对称划分和非对称划分后结束。
其中，bDo2NBeforeSpili是作为判断2N×2N模式是否放在四叉树划分之前来进行计算的标志位。
步骤(1.4)中，将bDo2NBeforeSpilit变为false，即2N×2N模式放在四叉树划分之后来进行计算。
步骤(1.4)的判定中，若否，则步骤包括：
(2.1)进行2N×2N模式；
(2.2)判断EnableEarlySkip是否为true：若是，将SkipModes置为true；
(2.3)进入CU递归划分；
(2.4)判断SkipModes是否为true：若是，结束。
步骤(2.4)中，判断SkipModes是否为true，若是则表示能跳过模式选择过程。
步骤(2.2)的判定中，若否，则步骤包括：
(3.1)进入CU递归划分；
(3.2)判断SkipModes是否为true：若是，结束。
步骤(3.2)中，判断SkipModes是否为true，若是则表示能跳过模式选择过程。
步骤(3.2)的判定中，若否，则步骤包括：
(4.1)判断bDo2NBeforeSpilit是否为false：若是，进行2N×2N模式；
(4.2)进行对称划分和非对称划分后结束。
步骤(4.1)的判定中，若否，则进行对称划分和非对称划分后结束。
SkipModes的初始值为false。cbf为当前CU全零块标志位值。EnableEarlySkip是早期跳过模式的标志位值。
实施例2
本例采用实施例1的方法，HEVC编码过程中，采用x265编码器统计了Merge模式和2N×2N模式以及其他模式的时间占比，选取了标准视频序列BasketballDrive和BasketballPass作为样本进行分析，设置了一组视频量化参数QP(22，27，32，37)来进行编码测试。其中标准视频序列的分辨率为1920×1080，帧率50，具体时间占比如表1所示。
表1 PU模式时间占比
从测试序列的Merge、2N×2N以及其他模式中编码时间的占比可知，2N×2N模式在编码过程中所花费的时间所占比重平均效果均超过30％。因此在模式选择这块具有很大的优化空间的，本发明通过调控该模块以有效提高编码的编码效率。
在实验中本发明选择了BasketballPass、BlowingBubble、BQSquare、BasketballDrill四个国际通用基本视频序列进行算法命中率的实验，来获取正确判断2N×2N模式的计算位置的命中率，实验结果如表2所示。
表2算法命中率
视频序列 命中率
BasketballPass 90％
BlowingBubble 77％
BQSquare 81％
BasketballDrill 91％
Mean 84.75％
由表2可知在通过测试四个序列，可看出正确地判断2N×2N计算位置的平均概率为84.75％，表明该方法能够有效地预测2N×2N的位置。
鉴于表1所做的前期时间的统计工作，和对编码器源码的执行流程的熟悉，因此本发明根据Merge模式的编码信息，自适应地调整2N×2N模块的计算位置。如果满足某些条件(在算法中采用了编码残差为零作为条件)，则表明预测效果较好，编码块内各像素点运动较为一致，可以把2N×2N放在四叉树后面计算，使得2N×2N有机会被跳过，通过这个过程可以有效较少计算的复杂度，从而提高编码效率。

Claims (8)

1.视频编码中自适应模式顺序调整的方法，其特征在于，步骤包括：
(1.1)定义bDo2NBeforeSpili和SkipModes，所述bDo2NBeforeSpili初始值为true；
(1.2)进行Skip模式和Merge模式；
(1.3)获取当前块的最佳模式BestMode和cbf；
(1.4)判断最佳模式是否存在且cbf是否为0：若是，将bDo2NBeforeSpilit变为false；
(1.5)进行2N×2N模式；
(1.6)进行对称划分和非对称划分后结束。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1.4)的判定中，若否，则步骤包括：
(2.1)进行2N×2N模式；
(2.2)判断EnableEarlySkip是否为true：若是，将SkipModes置为true；
(2.3)进入CU递归划分；
(2.4)判断SkipModes是否为true：若是，结束。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2.2)的判定中，若否，则步骤包括：
(3.1)进入CU递归划分；
(3.2)判断SkipModes是否为true：若是，结束。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(3.2)的判定中，若否，则步骤包括：
(4.1)判断bDo2NBeforeSpilit是否为false：若是，进行2N×2N模式；
(4.2)进行对称划分和非对称划分后结束。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(4.1)的判定中，若否，则进行对称划分和非对称划分后结束。
6.根据权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，所述SkipModes的初始值为false。
7.根据权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，所述cbf为当前CU全零块标志位值。
8.根据权利要求2～5任一项所述的方法，其特征在于，所述EnableEarlySkip是早期跳过模式的标志位值。
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