CN113542753A - Avs3视频编码方法及编码器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种AVS3视频编码方法及编码器，其中AVS3视频编码方法包括以下步骤：开始CTU的某一CU深度的CU模式选择；根据当前CU尺寸和形状筛选出NO_SPLIT、SPLIT_QT、SPLIT_EQT_H、SPLIT_EQT_V、SPLIT_BT_H和SPLIT_BT_V这6种CU模式中的n个可用CU模式，求出各个可用CU模式的亮度方差值的平均值，求取{A_1，A_2，…，A_n}的方差并记为At，如果At大于阈值TH1，则选择{A_1，A_2，…，A_n}中最小值所对应的CU模式作为当前CU深度的最优CU模式，结束当前CU深度的CU模式选择；否则根据拉格朗日率失真的CU模式选择方法在{M_1，M_2，…，M_n}模式中选择出RDCost最小的模式作为当前CU深度的最优CU模式，结束当前CU深度的CU模式选择。

Description

AVS3视频编码方法及编码器
技术领域
本发明属于视频编码技术领域，具体涉及一种AVS3视频编码方法及编码器。
背景技术
AVS3是我国第三代数字视频编码标准，它规定了适应多种比特率、分辨率和质量要求的高效视频压缩方法的解码过程，在相同的压缩效率下，其编码速度远远超过H.266/VVC，非常适合于8K超高清电视实时直播的应用。
AVS3编码器将每帧图像划分为若干个相同尺寸的CTU(Coding Tree Unit，编码树单元)，每个CTU又根据各区域的纹理和运动等信息按照四叉树(QT)或扩展四叉树(EQT)或二叉树(BT)，逐层向下划分，此时CU深度依次增加，形成更小的CU(Coding Unit，编码单元)，如图1所示。在编码某一CU深度时，根据当前CU尺寸和形状筛选出NO_SPLIT、SPLIT_QT、SPLIT_EQT_H、SPLIT_EQT_V、SPLIT_BT_H和SPLIT_BT_V这6种CU模式中的可用模式，再求出每个可用模式的RDCost(Rate Distortion Cost，率失真代价)，选择出具有最小RDcost的CU模式作为该层的最优CU模式，上述RDcost的计算为：
RDcost＝λ·R+SSD
其中λ为拉格朗日因子，R代表码率，SSD代表编码失真，该方法称之为基于拉格朗日率失真的CU模式选择方法，它能够选择出码率消耗少而且编码失真小的CU模式，如图2为将一个CTU分割为若干个CU的结果。
基于拉格朗日率失真的CU模式选择方法虽然选择出码率较小且客观编码失真较小的CU模式，但不能选择出最符合人眼主观感受的CU模式，如果它选择出来的CU模式的某一个分块内同时包含平坦区域和纹理区域，在DCT变换时并不能很好地去除高频分量，重建时高频信息会传递到平坦区域，使平坦区域看起来有明显的噪声，称之为局部平坦块噪声。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种AVS3视频编码方法及编码器，用于通过求取各CU模式的子块的亮度方差值，筛选出平坦区域和纹理区域尽可能分离的CU模式，从而选择出纹理区域高频信息对平坦区域的影响较小的CU模式，减少局部平坦块噪声。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
本发明一方面提供一种AVS3视频编码方法，包括以下步骤：
开始CTU的某一CU深度的CU模式选择；
根据当前CU尺寸和形状筛选出NO_SPLIT、SPLIT_QT、SPLIT_EQT_H、SPLIT_EQT_V、SPLIT_BT_H和SPLIT_BT_V这6种CU模式中的n个可用CU模式，标记为{M_1，M_2，…，M_n}，其中n＜＝6，求出各个可用CU模式的亮度方差值的平均值，分别标记为{A_1，A_2，…，A_n}，其中
Figure BDA0003181594710000021
其中k表示该CU模式的分块个数，Vi表示该CU模式的第i个分块的亮度方差值，求取{A_1，A_2，…，A_n}的方差并记为At，如果At大于阈值TH1，则选择{A_1，A_2，…，A_n}中最小值所对应的CU模式作为当前CU深度的最优CU模式，结束当前CU深度的CU模式选择；否则根据拉格朗日率失真的CU模式选择方法在{M_1，M_2，…，M_n}模式中选择出RDCost最小的模式作为当前CU深度的最优CU模式，结束当前CU深度的CU模式选择。
优选地，阈值TH1的取值范围在[10，100]之间。
优选地，阈值TH1的取值为40。
本发明又一方面提供一种AVS3视频编码器，执行如上所述的AVS3视频编码方法。
采用本发明具有如下的有益效果：现有AVS3编码器采用拉格朗日率失真的CU模式选择方法，虽然能够选择出码率较小且客观编码失真较小的CU模式，但不能选择出最符合人眼主观感受的CU模式，如果它选择出来的CU模式的子块内同时包含平坦区域和纹理区域，在DCT变换时则较难去除高频分量，重建时高频信息会传递到平坦区域，使平坦区域看起来有明显的噪声。由于平坦和纹理相混合的区域亮度方差值较大，因此本发明方法通过求取各CU模式的子块的亮度方差值，筛选出平坦区域和纹理区域尽可能分离的CU模式，从而选择出纹理区域高频信息对平坦区域的影响较小的CU模式，减少局部平坦块噪声。
附图说明
图1为现有技术中CTU的分割流程图；
图2为现有技术中CU划分结果示意图；
图3为使用uAVS3原方法的编码输出图；
图4为使用本发明实施例的AVS3视频编码方法的编码输出图。
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一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种AVS3视频编码方法，包括以下步骤：
开始CTU的某一CU深度的CU模式选择；
根据当前CU尺寸和形状筛选出NO_SPLIT、SPLIT_QT、SPLIT_EQT_H、SPLIT_EQT_V、SPLIT_BT_H和SPLIT_BT_V这6种CU模式中的n个可用CU模式，标记为{M_1，M_2，…，M_n}，其中n＜＝6，求出各个可用CU模式的亮度方差值的平均值，分别标记为{A_1，A_2，…，A_n}，其中
Figure BDA0003181594710000041
其中k表示该CU模式的分块个数，Vi表示该CU模式的第i个分块的亮度方差值，求取{A_1，A_2，…，A_n}的方差并记为At，如果At大于阈值TH1，则选择{A_1，A_2，…，A_n}中最小值所对应的CU模式作为当前CU深度的最优CU模式，结束当前CU深度的CU模式选择；否则根据拉格朗日率失真的CU模式选择方法在{M_1，M_2，…，M_n}模式中选择出RDCost最小的模式作为当前CU深度的最优CU模式，结束当前CU深度的CU模式选择。阈值TH1的取值范围在[10，100]之间。典型值取值可以为40。
本发明又一实施例提供了提供一种AVS3视频编码器，执行如上所述的AVS3视频编码方法。
本发明方法通过求取各CU模式的子块的亮度方差值，筛选出平坦区域和纹理区域尽可能分离的CU模式，从而选择出纹理区域高频信息对平坦区域的影响较小的CU模式，减少局部平坦块噪声，提升主观感知质量。
如下图3和图4分别为uAVS3原方法和本发明方法的编码输出图，可以看出，uAVS3原方法中在平坦和纹理交界区域的噪声较多，比如图3中该人物的双脚之间看起来非常模糊，而图4中该人物的双脚轮廓则较为清晰，说明本发明方法对局部平坦块噪声的改善有明显效果。
应当理解，本文所述的示例性实施例是说明性的而非限制性的。尽管结合附图描述了本发明的一个或多个实施例，本领域普通技术人员应当理解，在不脱离通过所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种形式和细节的改变。

Claims (4)

1.一种AVS3视频编码方法，其特征在于，包括以下步骤：
开始CTU的某一CU深度的CU模式选择；
根据当前CU尺寸和形状筛选出NO_SPLIT、SPLIT_QT、SPLIT_EQT_H、SPLIT_EQT_V、SPLIT_BT_H和SPLIT_BT_V这6种CU模式中的n个可用CU模式，标记为{M_1，M_2，…，M_n}，其中n＜＝6，求出各个可用CU模式的亮度方差值的平均值，分别标记为{A_1，A_2，…，A_n}，其中
Figure FDA0003181594700000011
其中k表示该CU模式的分块个数，Vi表示该CU模式的第i个分块的亮度方差值，求取{A_1，A_2，…，A_n}的方差并记为At，如果At大于阈值TH1，则选择{A_1，A_2，…，A_n}中最小值所对应的CU模式作为当前CU深度的最优CU模式，结束当前CU深度的CU模式选择；否则根据拉格朗日率失真的CU模式选择方法在{M_1，M_2，…，M_n}模式中选择出RDCost最小的模式作为当前CU深度的最优CU模式，结束当前CU深度的CU模式选择。
2.如权利要求1所述的AVS3视频编码方法，其特征在于，阈值TH1的取值范围在[10，100]之间。
3.如权利要求1所述的AVS3视频编码方法，其特征在于，阈值TH1的取值为40。
4.一种AVS3视频编码器，其特征在于，执行如权利要求1至3任一所述的AVS3视频编码方法。
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