WO2014161302A1 - 视频编码方法和装置 - Google Patents

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WO2014161302A1
WO2014161302A1 PCT/CN2013/086498 CN2013086498W WO2014161302A1 WO 2014161302 A1 WO2014161302 A1 WO 2014161302A1 CN 2013086498 W CN2013086498 W CN 2013086498W WO 2014161302 A1 WO2014161302 A1 WO 2014161302A1
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WO
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prediction mode
blocks
intra
video encoding
coding unit
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PCT/CN2013/086498
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Inventor
毛煦楠
Original Assignee
腾讯科技（深圳）有限公司
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
    • H04N19/593—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving spatial prediction techniques

Definitions

  • the present invention relates to the field of video coding, and in particular, to a video coding method and apparatus in a video coding process. Background technique
  • a video encoding method and apparatus which can reduce the number of selections of an intra prediction mode.
  • the video encoding method comprising:
  • the coding unit is encoded according to the prediction mode selection result.
  • a video encoding apparatus comprising:
  • a prediction dividing module which divides a current coding unit of the target frame into at least two blocks of the same size
  • a similarity calculation module respectively calculating a similarity between two or two blocks in the at least two blocks; screening the intra prediction mode, and performing prediction mode selection according to the intra prediction mode screening result;
  • an encoding module that encodes the coding unit according to the prediction mode selection result.
  • FIG. 1 is a flow chart of a video encoding method according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a detailed flow chart of a prediction mode selecting method according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an embodiment according to the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic structural diagram of a prediction mode selection module in a video encoding apparatus according to an embodiment of the present invention. - - detailed description
  • FIG. 1 is a flow chart of a video encoding method according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the video encoding method of the present invention may at least include the steps starting from step S101.
  • step S101 the current coding unit of the target frame is divided into at least two partitions of the same size.
  • the coding unit of 2N 2N size is taken as an example, and the coding unit can be divided into two or more blocks of the same size. For example, if the coding unit is divided into two, two blocks of 2 ⁇ ⁇ ⁇ are obtained, and if the coding unit is divided into four, four blocks of ⁇ ⁇ N are obtained, and so on.
  • the similarity between the two of the at least two partitions is calculated separately.
  • the residual parameter may be used to represent the similarity between two or two of the at least two partitions, and the residual parameter may include, but is not limited to, HAD (Hadamard absolute difference) : Differences in Hadamard Transform), SAD (Sum of Absolute Difference), SATD (Sum of Absolute Transformed Difference), and MAD (Mean Absolute Difference) Any of them.
  • HAD Hadamard absolute difference
  • SAD Sum of Absolute Difference
  • SATD Sud of Absolute Transformed Difference
  • MAD Mean Absolute Difference
  • performing intra prediction mode screening according to the similarity between two or two blocks in the at least two partitions may include: performing block two or two blocks according to the at least two blocks The degree of similarity judges whether the content difference between the blocks obtained by the coding unit is large, and if the difference is large and the content is not smooth, it indicates that the current coding unit is not suitable for large-scale intra prediction; Whether the content change between the divided blocks is relatively flat, and if so, it indicates that the current coding unit does not need further division, and the small-sized intra prediction can be skipped.
  • mode selection may be performed within the remaining selectable intra prediction mode and inter prediction mode. Until the optimal prediction mode is confirmed; if the result of the intra prediction mode screening judges that the coding unit does not need to perform all intra prediction - - Mode selection, you can directly select the inter prediction mode for this coding unit.
  • step S104 the coding unit is coded according to the prediction mode selection result, that is, the subsequent transformation, quantization, and coding process are performed according to the prediction result corresponding to the prediction mode selected in step S103.
  • FIG. 2 is a detailed flow chart of an intra prediction mode screening method according to an embodiment of the present invention, which illustrates an intra prediction mode screening method of the present invention by way of specific examples.
  • the coding unit in the embodiment of the present invention is set to 2N 2N, which is divided to obtain 4 N X N blocks, which are labeled as A, B, C, and D, respectively.
  • the intra prediction mode screening process in the embodiment of the present invention may include the steps starting from step S201.
  • the residual parameter may be used to represent the similarity between two or two of the at least two partitions, since the HAD is the sum of the absolute values of the residuals through the Hadamard transform, The direct calculation of the sum of the residuals can better reflect the similarity between the two image blocks, and the computational complexity is very low. Therefore, in this embodiment, as an example, A and B, C and D, A and C, and The HAD between B and D is summed as sumHAD, which is used to indicate the similarity between two or two of the four partitions obtained by the division.
  • step S202 it is determined that the target frame is a non-I frame and the similarity between the two blocks is satisfying a first preset condition.
  • the current coding unit may be required to perform mode selection of all intra prediction modes or may need to perform mode selection including a preset intra prediction mode by default, for example, default I.
  • the coding unit in the frame needs to perform intra prediction of MXM and perform subsequent prediction mode selection, where N ⁇ M 2N. If the target frame is a non-I frame, such as a P frame or a B frame, it is further determined whether the similarity between the two blocks in the current coding unit satisfies the first preset condition.
  • the sequence of video frames is divided into a plurality of consecutive Group of Pictures (GOPs), each of which includes at least one I frame that only uses intra coding and at least one non- I frame, where the I frame is called an intra picture or a key frame, the I frame is usually the first frame of each GOP, and the non I frame may include a P frame (predictive-frame) , forward predictive coding frame) and bi-directional interpolated prediction frame.
  • the P frame and the B frame may adopt two modes: intraframe coding and interframe coding.
  • the P frame has only a forward prediction mode, that is, an I frame that is ranked before the current frame in a play sequence in a video sequence can be used as a reference.
  • the frame is predictively encoded, and the B frame has forward and backward - - Toward and bidirectional prediction mode.
  • the first preset condition may be a condition that needs to be satisfied according to the similarity between the two blocks to determine whether the content between the blocks is different.
  • sumHAD is used to indicate the similarity between two or two of the four partitions obtained by the partitioning, and further, according to the set quantization parameter and the size of the coding unit, that is, 2N x 2N.
  • a first predetermined threshold is determined.
  • the first preset threshold is 1; if the calculated sumHAD is greater than the first preset threshold 1, determining the similarity between the two blocks in the current coding unit. Satisfying the first preset condition, that is, indicating that the content difference between the divided blocks in the current coding unit is large, and then performing step S203, otherwise performing step S204.
  • step S203 it is determined that the intra M X M prediction mode is not selected.
  • step S201 if it is determined in step S201 that the target frame is a non-I frame and the similarity between the two blocks is equal to the first preset condition, the partition between the current coding units in the non-I frame is determined.
  • the content of the content is large, and it can be confirmed that the intra prediction mode of the large size is not selected.
  • M is the size of the optional prediction unit.
  • N ⁇ M 2N.
  • step S204 M X M intra prediction is performed.
  • step S205 it is determined whether the similarity between the two blocks is satisfying a second preset condition.
  • a second preset condition uses sumHAD to indicate the similarity between two or two blocks in the 4-block, and thus may be based on the set quantization parameter and the encoding in advance.
  • the size of the unit is 2N X 2N to determine a second preset threshold.
  • the determined second preset threshold is 2, and if the calculated sumHAD is less than the second preset threshold 2, determining the similarity between the two blocks in the current coding unit. Satisfying the second preset condition, indicating that the content change between the divided blocks in the current coding unit is relatively flat. If it is determined that the target frame is a non-I frame, and the similarity between the two blocks is equal to the first preset condition, step S205 is performed, otherwise step S206 is performed.
  • step S206 it is determined that the intra N X N prediction mode is not selected.
  • step S205 if it is determined in step S205 that the similarity between the two blocks is equal to the second preset condition, the content change between the blocks obtained by dividing the current coding unit in the non-I frame is relatively gentle, and It is confirmed that the intra prediction of the smaller unit is not required, and the intraframe N can be skipped in the embodiment of the present invention.
  • - - x N prediction mode selection If the previous process performs step S203, that is, it is determined that the intra ⁇ M prediction mode is not selected and it is determined that the intra NXN prediction mode is not selected, then the inter coding mode may be selected to perform subsequent encoding processing on the current coding unit. If the previous process performs step S204, that is, it is determined that the intra ⁇ N prediction mode is not selected but the intra ⁇ M prediction mode selection is required, the mode selection may be further performed in the MXM intra prediction mode and the inter prediction mode. .
  • step S207 N X N intra prediction is performed.
  • step S203 if the previous process performs step S203, that is, it is determined that the intra M X M prediction mode is not selected, the mode selection may be further performed in the N X N intra prediction mode and the inter prediction mode. If the previous process performs step S204, that is, it is determined that intra-frame ⁇ ⁇ ⁇ and ⁇ ⁇ N prediction mode selection is required, the optimal intra prediction mode may be determined in the above two intra prediction modes, and then inter prediction. Mode selection is further performed in the mode to finally confirm the prediction mode selected for the current coding unit.
  • a video encoding apparatus According to another embodiment of the present invention, there is also provided a video encoding apparatus.
  • FIG. 3 is a schematic structural diagram of a video encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the video encoding apparatus may include at least: a prediction dividing module 310, a similarity calculating module 320, a prediction mode selecting module 330, and an encoding module 340.
  • the prediction partitioning module 310 divides the current coding unit of the target frame into at least two partitions of the same size.
  • the coding unit of 2N 2N size is taken as an example, and the prediction division module 310 may divide the coding unit into two or more blocks of the same size. For example, if the coding unit is divided into two, two blocks of 2 ⁇ ⁇ ⁇ are obtained, and if the coding unit is to be divided into four, four N X N blocks are obtained, and so on.
  • the similarity calculation module 320 calculates a similarity between two or two of the at least two partitions.
  • the residual parameter may be used to indicate the similarity between two or two of the at least two partitions, and the residual parameter may include but is not limited to HAD (Hadamard absolute) Difference: difference between Hadamard transform), SAD (Sum of Absolute Difference), SATD (Sum of Absolute Transformed Difference), and MAD (Mean Absolute Difference) Any of them. Since HAD is the sum of the absolute values of the Hadamard-transformed residuals, it can reflect the similarity between two image blocks more than the sum of the directly calculated residuals, and the computational complexity is very low.
  • the similarity calculation module 320 can calculate the HAD between A and B, C and D, A and C, and B and D, respectively, and sum the sum as sumHAD, the sumHAD. It is used to indicate the similarity between two or two of the four partitions obtained by the division.
  • the prediction mode selection module 330 performs intra prediction mode filtering according to the similarity between the two blocks in the at least two blocks, and performs prediction mode selection according to the intra prediction mode screening result.
  • the prediction mode selection module 330 may be configured according to whether the at least content difference is large, and if the difference is large, and the content is not smooth, it indicates that the current coding unit is not suitable for the frame of the large size.
  • Intra prediction such as intra MXM intra prediction, where MXM is the size of the optional prediction unit, and M is greater than N and not greater than the width of the coding unit, ie 2N, where ⁇ ⁇ ⁇ is the size of the partition obtained.
  • the prediction mode selection module 330 may further change according to whether the at least two content changes are relatively flat. If yes, it indicates that the current coding unit does not need further division, and it may be confirmed to skip small-sized intra prediction, such as intra ⁇ ⁇ prediction. Further, the prediction mode selection module 330 determines that the coding unit does not need to perform one or part of the intra prediction mode screening result according to the similarity between the two or more blocks in the at least two partitions. The intra prediction mode selection may be performed by the prediction mode selection module 330 within the remaining selectable intra prediction mode and inter prediction mode until the optimal prediction mode is confirmed.
  • the prediction mode selection module 330 The inter prediction mode can be directly selected for the coding unit.
  • the prediction mode selection module 330 may include: a first determining unit 331, a second determining unit 332, and a threshold determining unit 333. Whether a first preset condition is met, and if so, the prediction mode selection module 330 does not select an intra ⁇ ⁇ prediction mode, where ⁇ is a natural number greater than ⁇ and not greater than a width of the coding unit, in the present invention In the embodiment, the coding unit width is 2 ⁇ , then ⁇ ⁇ ⁇ 2 ⁇ . The specific implementation needs to meet the condition that the difference is large.
  • the calculated sumHAD is used to represent the similarity between the two blocks in the four partitions obtained by the division, and the calculated sumHAD can be determined. - whether it is greater than a first preset threshold, and if so, determining that the similarity between the two blocks in the current coding unit satisfies the first preset condition, that is, between the partitions obtained by dividing the current coding unit.
  • the content of the prediction mode selection module 330 can be confirmed to not select a large-size intra prediction. In the embodiment of the present invention, it is confirmed that the current coding unit does not select the intra prediction of the MXM, and N ⁇ M 2N .
  • the prediction mode selection module 330 does not select the intra N ⁇ ⁇ prediction mode.
  • the second preset condition may be that the calculated sumHAD according to the two-two embodiment indicates the similarity between the two blocks in the 4-block, if the calculated sumHAD If it is less than a second preset threshold, it is determined that the similarity between the two blocks in the current coding unit satisfies the second preset condition, indicating that the content change between the divided blocks in the current coding unit is relatively flat.
  • the prediction mode selection module 330 can confirm that the intra prediction of the smaller unit is not required, that is, Skip intraframe ⁇ ⁇ N prediction mode selection.
  • the threshold determining unit 333 determines the first preset threshold and/or the second preset threshold according to a preset quantization parameter and a size of the coding unit.
  • the encoding module 340 encodes the coding unit according to the prediction mode selection result. That is, the subsequent transform, quantization, and encoding processes are performed according to the prediction result corresponding to the prediction mode confirmed by the prediction mode selection module 330.
  • the video encoding apparatus in the embodiment of the present invention may further include: a non-I frame confirmation module 350.
  • the non-I frame confirmation module 350 determines whether the target frame is a non-I frame, and the prediction mode selection module 330 determines the result of the non-I frame confirmation module 350 and the two or two blocks of the at least two blocks. The degree of similarity between the prediction modes is selected.
  • the prediction mode selection module 330 may preset that the current coding unit needs to perform mode selection of all intra prediction modes or default to include a preset frame. The mode selection of the intra prediction mode, for example, the coding unit in the default I frame needs to perform ⁇ ⁇ ⁇ intra prediction and perform subsequent prediction mode selection.
  • the first determining unit 331 in the prediction mode selection module 330 further determines between the two blocks in the current coding unit. Whether the similarity satisfies the first preset condition, and if the current frame is a non-I frame and the similarity between the two blocks in the current coding unit satisfies the first preset condition, the non-selection may be confirmed. Intra prediction of MXM.
  • the video encoding method according to FIG. 1 and FIG. 2 may be video encoding performed by each unit in the video encoding apparatus shown in FIG. 3 and FIG. 4 and its prediction mode selecting module. method.
  • step S101 shown in Fig. 1 can be performed by the prediction division module 310 shown in Fig. 3.
  • step S102 shown in Fig. 1 and step S201 shown in Fig. 2 can be performed by the similarity calculation module 320 shown in Fig. 3.
  • Step S103 shown in Fig. 1 can be performed by the prediction mode selection module 330 shown in Fig. 3.
  • Step S104 shown in Fig. 1 can be performed by the encoding module 340 shown in Fig. 3.
  • the step S202 shown in the figure can be executed by the non-I frame confirming module 350 shown in FIG. 3 in combination with the first judging unit 331 and the threshold determining unit 333 of the prediction mode selecting module 330 shown in FIG.
  • Step S203 and step S204 shown in Fig. 2 can be executed by the first judging unit 331 shown in Fig. 4.
  • the step S205 shown in Fig. 2 can be performed by the second judging unit 332 shown in Fig. 4 in conjunction with the threshold determining unit 333.
  • Step S206 shown in Fig. 2 can be performed by the second judging unit 332 shown in Fig. 4.
  • each unit in the video encoding apparatus shown in FIG. 3 and FIG. 4 may be separately or entirely combined into one or several additional units, or one of the units may be further It can be further divided into a plurality of functionally smaller units, which can achieve the same operation without affecting the realization of the technical effects of the embodiments of the present invention.
  • the above units are divided based on logical functions. In practical applications, the functions of one unit can also be implemented by multiple units, or the functions of multiple units can be implemented by one unit. In other embodiments of the invention, the video encoding device may also include other modules. However, in practical applications, these functions can also be implemented by other units, and can be implemented by multiple units.
  • a computer program capable of executing the video encoding method as shown in FIGS. 1 and 2 can be constructed by a processing unit and a general purpose computing device of a storage medium such as a computer.
  • the computer program can be recorded, for example, on a computer readable recording medium, and loaded in the above computing device by a computer readable recording medium and operated therein.
  • the storage medium may include: a flash disk, a read only memory (Read-Only Memory, - -
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • CD Compact Disc
  • the video encoding method and apparatus can achieve reasonable skip intra prediction mode selection by judging the two-two similarity of at least two partitions obtained by coding unit division, and The number of intra prediction mode selections can be reduced by more than 80% without substantially reducing the encoding quality, thereby significantly increasing the video encoding speed.

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Abstract

本发明实施例公开了一种视频编码方法，所述方法包括：将目标帧的当前编码单元划分为相同大小的至少两个分块；分别计算所述至少两个分块中两两分块之间的相似度；根据所述至少两个分块中两两分块之间的相似度进行帧内预测模式筛选，并根据帧内预测模式筛选结果进行预测模式选择；根据所述预测模式选择结果对所述编码单元进行编码。本发明实施例还公开了一种视频编码装置。采用本发明，可以有效减少帧内预测模式选择次数，从而显著地提高视频编码速度。

Description

一 一
视频编码方法和装置 本专利申请要求 2013 年 04 月 02 日提交的中国专利申请号为 201310112441.6 , 发明名称为 "一种视频编码方法和装置" 的优先权， 该申请 的全文以引用的方式并入本申请中。 技术领域
本发明涉及一种视频编码领域，尤其涉及一种视频编码过程中的视频编码 方法和装置。 背景技术
随着多媒体技术的迅速发展，现代计算机技术特别是海量数据存储与传输 技术的成熟， 视频作为一种主要的媒体类型在人们的生活、 教育、 娱乐等方面 曰益成为不可或缺的信息载体。在现有的视频压缩编码技术中， 为了获得更高 的压缩效率，开始采用将编码、预测、变换的基本单元的相互独立的编码方式， 预测单元和变换单元可以等于或小于编码单元， 通过该三个基本单元的分离， 有利于各自功能达到最优效果， 进而获得更高的压缩效率， 例如 HEVC(High Efficient Video Coding , 高性能视频编码)标准。 但是， 灵活多样的 CU(Coding Unit, 编码单元）、 PU(Prediction Unit, 预测单元）、 TU ( transform Unit, 变换 单元）模式组合， 给编码器的模式选择带来了极大的运算负担。 为了得到较佳 的编码模式，在视频编码过程中需要在帧间预测模式与帧内预测模式之前进行 选择， 而对于帧内预测， 经常需要进行 M X M和 N X N的预测编码及其对应 的变换编码， 其中 Μ χ M和 Ν χ N分别为可选的预测单元大小， M大于 N并 且不大于 CU的宽度， 由于帧内预测模式的计算量非常大， 这样会导致增加预 测模式选择的运算复杂度。 发明内容
在现有技术中， 对于帧内预测， 帧内预测模式的计算量非常大， 进而会导 致较大程度上增加预测模式选择的运算复杂度。
有鉴于此， 根据本发明的一个方面， 提供一种视频编码方法和装置， 可减 少帧内预测模式的选择次数。 - - 所述视频编码方法， 包括：
将目标帧的当前编码单元划分为相同大小的至少两个分块；
分别计算所述至少两个分块中两两分块之间的相似度； 并根据帧内预测模式筛选结果进行预测模式选择； 及
根据所述预测模式选择结果对所述编码单元进行编码。
相应地， 根据本发明的另一方面， 还提供了一种视频编码装置， 所述视频 编码装置包括：
预测划分模块，将目标帧的当前的编码单元划分为相同大小的至少两个分 块；
相似度计算模块， 分别计算所述至少两个分块中两两分块之间的相似度； 帧内预测模式筛选， 并根据帧内预测模式筛选结果进行预测模式选择； 及
编码模块， 根据所述预测模式选择结果对所述编码单元进行编码。
由上述的技术方案可知，在本发明的上述各方面中，通过判断编码单元划 分得到的至少两个分块的两两相似性， 可实现合理的跳过帧内预测模式选择， 并可在基本不降低编码质量的前提下， 减少 80%以上帧内预测模式选择次数， 从而显著地提高视频编码速度。 附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作筒单地介绍，显而易见地， 下面描述 中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是根据本发明的一个实施例的一种视频编码方法的流程示意图； 图 2是根据本发明的一个实施例的预测模式选择方法的详细流程示意图； 图 3是根据本发明的一个实施例的一种视频编码装置的结构示意图； 图 4是根据本发明的一个实施例的视频编码装置中预测模式选择模块的 结构示意图。 - - 具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图详细描述本发明的各个实施例， 显然， 所描述的实施例仅仅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作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。
图 1是根据本发明的一个实施例的一种视频编码方法的流程示意图，如图 所示， 本发明的视频编码方法至少可以包括从步骤 S101开始的步骤。
在步骤 S101 , 将目标帧的当前编码单元划分为相同大小的至少两个分块。 实现本发明的一个实施例中， 以 2N 2N大小的编码单元为例， 该编码单 元可以被划分为 2个或 2个以上的相同大小的分块。例如， 若所述编码单元被 划分成 2个， 则得到两个 2Ν χ Ν的分块， 若该编码单元被划分成 4个， 则得 到 4个 Ν χ N的分块， 以此类推。
在步骤 S102, 分别计算所述至少两个分块中两两分块之间的相似度。 实现本发明的一个实施例中，残差参数可以用来表示所述至少两个分块中 两两分块之间的相似度， 所述残差参数可以包括但不限于： HAD(Hadamard absolute difference: 哈达马变换的差异和)、 SAD(Sum of Absolute Difference: 绝对误差和）、 SATD(Sum of Absolute Transformed Difference: 经过变换的绝对 值误差和）以及 MAD(Mean Absolute Difference: 平均绝对差值）中的任一种。 预测模式筛选， 并根据帧内预测模式筛选结果进行预测模式选择。
在本发明的一个实施例中，根据所述至少两个分块中两两分块之间的相似 度进行帧内预测模式筛选可以包括：根据所述至少两个分块中两两分块之间的 相似度判断由所述编码单元中划分得到的分块之间内容差别是否较大，若差别 较大、且内容不平滑，则表示当前编码单元不适合做大尺寸的帧内预测；此外， 划分得到的分块之间的内容变化是否较为平緩， 若是， 则表示当前编码单元无 需进一步划分， 可跳过小尺寸的帧内预测。 进一步的， 若帧内预测模式筛选的 结果判断所述编码单元不需要进行其中一个或部分的帧内预测，则可以在所剩 的可选帧内预测模式和帧间预测模式之内进行模式选择，直到确认最优的预测 模式；若帧内预测模式筛选的结果判断所述编码单元不需要进行所有帧内预测 - - 模式选择， 则可以直接为该编码单元选择帧间预测模式。
在步骤 S104, 根据所述预测模式选择结果对所述编码单元进行编码， 即 根据步骤 S103选择的预测模式对应的预测结果进行后续的变换、 量化以及编 码处理过程。
图 2是根据本发明的一个实施例的帧内预测模式筛选方法的详细流程示 意图， 其通过具体示例说明本发明的帧内预测模式筛选方式。本发明的实施例 中的编码单元设为 2N 2N, 其经过划分得到 4个 N X N的分块， 该 4个分块 分别被标记为 A、 B、 C以及 D。 如图所示， 本发明实施例中的帧内预测模式 筛选过程可以包括从步骤 S201开始的步骤。 在实现本发明的一个实施例中，残差参数可用来表示所述至少两个分块中两两 分块之间的相似度， 由于 HAD是经过哈达马变换的残差绝对值之和， 比直接 计算残差之和更能反映两个图像块之间相似度， 且运算复杂度很低， 因此， 本 实施例中以此为示例， 分别计算 A与 B、 C与 D、 A与 C以及 B与 D之间的 HAD, 并求和记为 sumHAD, 该 sumHAD用以表示划分得到的 4个分块中两 两分块之间的相似度。
在步骤 S202, 判断目标帧为非 I帧并且两两分块之间的相似度满足一第 一预设条件。 在本发明的一个实施例中， 若目标帧为 I帧， 可以默认当前编码 单元需要进行所有帧内预测模式的模式选择或默认需要进行包括预设帧内预 测模式的模式选择，例如，默认 I帧中的编码单元需要进行 M X M的帧内预测， 并进行后续的预测模式选择， 其中， N < M 2N。 若目标帧为非 I帧， 例如 P 帧或 B 帧， 则进一步判断当前编码单元中两两分块之间的相似度是否满足所 述第一预设条件。在本发明的一个实施例中，视频帧序列被分成多个连续的图 像组（Group of Pictures, GOP )进行编码， 每个图像组中包含至少一个只采用 帧内编码的 I帧以及至少一个非 I帧， 其中， 所述 I帧 （I frame )被称为内部 画面 （intra picture)或关键帧， I帧通常是每个 GOP的第一个帧， 非 I帧可以包 括 P帧 ( predictive-frame, 前向预测编码帧 )和 B帧 ( bi-directional interpolated prediction frame, 双向预测内插编码帧 )。 所述 P帧和 B帧可采用帧内编码和 帧间编码两种方式，所述 P帧只有前向预测模式， 即只能以视频序列中按播放 顺序排在当前帧之前的 I帧作为参考帧进行预测编码， 而所述 B帧有前向、后 - - 向和双向预测模式。在本发明的一个实施例中， 所述第一预设条件可以为根据 两两分块之间的相似度判断分块之间的内容是否差别较大而需满足的条件。在 本发明的一个实施例中， 采用 sumHAD表示划分得到的 4个分块中两两分块 之间的相似度，进而可以预先根据设定的量化参数以及所述编码单元的大小即 2N x 2N确定一第一预设阈值。 在本发明的实施例中， 假设确定得到所述第一 预设阈值为 1 , 若计算得到的 sumHAD大于该第一预设阈值 1 , 则判断当前编 码单元中两两分块之间的相似度满足所述第一预设条件，即表示当前编码单元 中划分得到的分块之间的内容差别较大， 进而执行步骤 S203, 否则执行步骤 S204。
在步骤 S203, 确定不选择帧内 M X M预测模式。
具体的， 若步骤 S201判断目标帧为非 I帧并且两两分块之间的相似度满 足所述第一预设条件，则表示非 I帧中的当前编码单元中划分得到的分块之间 的内容差别较大，可以确认不选择大尺寸的帧内预测模式，在本发明的实施例 中， 为确认当前编码单元不选择 M X M的帧内预测， M为可选的预测单元的 尺寸大小， 且 N < M 2N。
在步骤 S204 , 进行 M X M帧内预测。
在步骤 S205, 判断两两分块之间的相似度是否满足一第二预设条件。 所 是否较为平緩需满足的条件， 具体为， 本发明的一个实施例采用 sumHAD表 示所述 4分块中两两分块之间的相似度，进而可以预先根据设定的量化参数以 及所述编码单元的大小即 2N X 2N来确定一第二预设阈值。在本发明的一个实 施例中，假设确定得到的第二预设阈值为 2,若计算得到的 sumHAD小于该第 二预设阈值 2, 则判断当前编码单元中两两分块之间的相似度满足所述第二预 设条件，表示当前编码单元中划分得到的分块之间的内容变化较为平緩。若判 断目标帧为非 I帧、 并且两两分块之间的相似度满足所述第一预设条件， 则执 行步骤 S205, 否则执行步骤 S206。
在步骤 S206, 确定不选择帧内 N X N预测模式。
具体的，若步骤 S205判断两两分块之间的相似度满足所述第二预设条件， 则表示非 I帧中的当前编码单元中划分得到的分块之间的内容变化较为平緩， 可以确认不需进行更小单元的帧内预测，在本发明实施例中即可以跳过帧内 N - - x N预测模式选择。 若之前流程执行的是步骤 S203, 即确定不选择帧内 Μ χ M预测模式并且确定不选择帧内 N X N预测模式，这时可以选择帧间编码模式 对当前编码单元进行后续编码处理。 若之前流程执行的是步骤 S204, 即确定 不选择帧内 Ν χ N预测模式但需要进行帧内 Μ χ M预测模式选择， 则可以在 M X M帧内预测模式和帧间预测模式中进一步进行模式选择。
在步骤 S207 , 进行 N X N帧内预测。
具体的， 若之前流程执行的是步骤 S203 , 即确定不选择帧内 M X M预测 模式，则后续可以在 N X N帧内预测模式和帧间预测模式中进一步进行模式选 择。 若之前流程执行的是步骤 S204, 即确定需要进行帧内 Μ χ Μ和 Ν χ N预 测模式选择， 则可以在上述两种帧内预测模式中确定最优帧内预测模式，再与 帧间预测模式中进一步进行模式选择，以最终确认对当前编码单元选择的预测 模式。
以上对根据本发明的一个实施例的视频编码方法进行了详细说明。
根据本发明的另一实施例， 还提供了一种视频编码装置。
图 3是根据本发明的一个实施例一种视频编码装置的结构示意图。如图所 示， 在本发明的实施例中， 所述视频编码装置可以至少包括： 预测划分模块 310、 相似度计算模块 320、 预测模式选择模块 330及编码模块 340。
所述预测划分模块 310, 将目标帧的当前的编码单元划分为相同大小的至 少两个分块。 实现本发明的一个实施例中， 以 2N 2N大小的编码单元为例， 所述预测划分模块 310可以将该编码单元划分为 2个或 2个以上的相同大小的 分块。 例如， 若将所述编码单元划分成 2个， 则得到两个 2Ν χ Ν的分块， 若 将将所述编码单元划分成 4个， 则得到 4个 N X N的分块， 以此类推。
所述相似度计算模块 320, 分别计算所述至少两个分块中两两分块之间的 相似度。 实现本发明的一个实施例中， 残差参数可以用来表示所述至少两个分 块中两两分块之间的相似度， 所述残差参数可以包括但并不局限于 HAD(Hadamard absolute difference： 哈达马变换的差异和）、 SAD(Sum of Absolute Difference： 绝对误差和)、 SATD(Sum of Absolute Transformed Difference: 经过变换的绝对值误差和）以及 MAD(Mean Absolute Difference: 平均绝对差值）中的任一种。 由于 HAD是经过哈达马变换的残差绝对值之和， 比直接计算残差之和更能反映两个图像块之间相似度，且运算复杂度很低， 因 此在本实施例中以此为示例， 所述相似度计算模块 320可以分别计算 A与 B、 C与 D、 A与 C以及 B与 D之间的 HAD, 并求和记为 sumHAD, 该 sumHAD 用以表示划分得到的 4个分块中两两分块之间的相似度。
所述预测模式选择模块 330, 根据所述至少两个分块中两两分块之间的相 似度进行帧内预测模式筛选， 并根据帧内预测模式筛选结果进行预测模式选 择。在本发明的一个实施例中， 所述预测模式选择模块 330可以根据所述至少 间内容差别是否较大， 若差别较大、 且内容不平滑， 则表示当前编码单元不适 合#文大尺寸的帧内预测， 如帧内 M X M帧内预测， 其中 M X M为可选的预测 单元的尺寸大小， 且 M大于 N并且不大于编码单元的宽度即 2N, 其中 Ν χ Ν 为划分得到的分块的大小。所述预测模式选择模块 330还可以根据述至少两个 内容变化是否较为平緩， 若是， 则表示当前编码单元无需进一步划分， 可确认 跳过小尺寸的帧内预测， 如帧内 Ν χ Ν预测。 进一步的， 所述预测模式选择模 块 330 若根据所述至少两个分块中两两分块之间的相似度得到的帧内预测模 式筛选结果为判断所述编码单元不需要进行其中一个或部分的帧内预测模式 选择，则所述预测模式选择模块 330可以在所剩的可选帧内预测模式和帧间预 测模式之内进行模式选择， 直到确认最优的预测模式。若根据所述至少两个分 块中两两分块之间的相似度得到的帧内预测模式筛选结果判断所述编码单元 不需要进行所有帧内预测模式选择，则所述预测模式选择模块 330可以直接为 该编码单元选择帧间预测模式。
进一步地， 在本发明的实施例中， 如图 4所示， 所述预测模式选择模块 330可以包括： 第一判断单元 331、 第二判断单元 332以及阈值确定单元 333。 是否满足一第一预设条件，若是，则所述预测模式选择模块 330不选择帧内 Μ χ Μ预测模式， 其中， Μ为大于 Ν并且不大于所述编码单元的宽度的自然数， 在本发明的实施例中， 所述编码单元宽度即为 2Ν, 则 Ν < Μ 2Ν。 具体实现 是否差别较大需满足的条件， 本实施例中采用计算得到的 sumHAD表示划分 得到的 4个分块中两两分块之间的相似度，进而可以判断计算得到的 sumHAD - - 是否大于一第一预设阈值， 若是， 则判断当前编码单元中两两分块之间的相似 度满足所述第一预设条件，即表示当前编码单元中划分得到的分块之间的内容 差别较大， 所述预测模式选择模块 330从而可以确认不选择大尺寸的帧内预 测， 在本发明的实施例中为确认当前编码单元不选择 M X M的帧内预测， 且 N < M 2N。 是否满足一第二预设条件， 若是， 则所述预测模式选择模块 330不选择帧内 N χ Ν预测模式。在本发明的一个实施例中， 所述第二预设条件可以为根据两两 施例采用计算得到的 sumHAD表示所述 4分块中两两分块之间的相似度， 若 计算得到的 sumHAD小于一第二预设阈值， 则判断当前编码单元中两两分块 之间的相似度满足所述第二预设条件，表示当前编码单元中划分得到的分块之 间的内容变化较为平緩。若判断目标帧为非 I帧并且两两分块之间的相似度满 足所述第二预设条件，所述预测模式选择模块 330从而可以确认不需进行更小 单元的帧内预测， 即可以跳过帧内 Ν χ N预测模式选择。
所述阈值确定单元 333, 根据预先设定的量化参数以及所述编码单元的大 小确定所述第一预设阈值和 /或第二预设阈值。
所述编码模块 340, 根据所述预测模式选择结果对所述编码单元进行编 码。 ， 即根据所述预测模式选择模块 330确认的预测模式对应的预测结果进行 后续的变换、 量化以及编码处理过程。
可选的， 本发明实施例中的视频编码装置进一步还可以包括： 非 I帧确认 模块 350。
所述非 I帧确认模块 350, 判断所述目标帧是否为非 I帧， 所述预测模式 选择模块 330根据非 I帧确认模块 350的判断结果以及所述至少两个分块中两 两分块之间的相似度进行预测模式选择。具体实现中，在本发明的一个实施例 中， 若目标帧为 I帧， 所述预测模式选择模块 330可以默认当前编码单元需要 进行所有帧内预测模式的模式选择或默认需要进行包括预设帧内预测模式的 模式选择， 例如， 默认 I帧中的编码单元需要进行 Μ χ Μ的帧内预测， 并进行 后续的预测模式选择。 若目标帧为非 I帧， 例如 P帧或 B帧， 则所述预测模式 选择模块 330中的第一判断单元 331进一步判断当前编码单元中两两分块之间 - - 的相似度是否满足所述第一预设条件，若当前帧为非 I帧并且当前编码单元中 两两分块之间的相似度是否满足所述第一预设条件则可以确认不选择 M X M 的帧内预测。
在本发明的其他实施例中，根据图 1及图 2所示的视频编码方法可以是由 图 3及图 4所示的视频编码装置及其预测模式选择模块中的各个单元来执行的 视频编码方法。 例如， 图 1所示的步骤 S101可以由图 3所示的预测划分模块 310来执行。 图 1所示的步骤 S102及图 2所示的步骤 S201可以由图 3所示的 相似度计算模块 320来执行。 图 1所示的步骤 S103可以由图 3所示的预测模 式选择模块 330来执行。图 1所示的步骤 S104可以由图 3所示的编码模块 340 来执行。 图 所示的步骤 S202可以由图 3所示的非 I帧确认模块 350结合图 4所示的预测模式选择模块 330的第一判断单元 331及阈值确定单元 333来执 行。 图 2所示的步骤 S203及步骤 S204可以由图 4所示的第一判断单元 331 来执行。 图 2所示的步骤 S205可以由图 4所示的第二判断单元 332结合阈值 确定单元 333来执行。 图 2所示的步骤 S206可以由图 4所示的第二判断单元 332来执行。
在本发明的其他实施例中，图 3及图 4所示的视频编码装置中的各个单元 可以分别或全部合并为一个或若干个另外的单元来构成，或者其中的某个（些） 单元还可以再拆分为功能上更小的多个单元来构成， 这可以实现同样的操作， 而不影响本发明的实施例的技术效果的实现。 上述单元是基于逻辑功能划分 的， 在实际应用中， 一个单元的功能也可以由多个单元来实现， 或者多个单元 的功能由一个单元实现。在本发明的其它实施例中，视频编码装置也可以包括 其它模块。 但在实际应用中， 这些功能也可以由其它单元协助实现， 并且可以 由多个单元协作实现。
根据本发明的另一个实施例，可以通过处理单元和存储介质例如计算机的 通用计算设备上运行能够执行如图 1及图 2中所示的视频编码方法的计算机程 序（包括程序代码）， 来构造如图 3中所示的视频编码装置， 以及来实现根据 本发明的实施例的视频编码方法。所述计算机程序可以记载于例如计算机可读 记录介质上， 并通过计算机可读记录介质装载于上述计算设备中， 并在其中运 行。
其中，所述存储介质可以包括：闪存盘、只读存储器（ Read-Only Memory , - -
ROM ) 、 随机存取器（Random Access Memory, RAM ) 、 磁盘或光盘等。
综上所述，根据本发明的上述实施例的视频编码方法和装置，通过判断编 码单元划分得到的至少两个分块的两两相似性，可以实现合理的跳过帧内预测 模式选择，并可在基本不降低编码质量的前提下，减少 80%以上帧内预测模式 选择次数， 从而显著地提高视频编码速度。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程， 是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算 机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之 权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims

权 利 要 求
1、 一种视频编码方法， 所述方法包括：
将目标帧的当前编码单元划分为相同大小的至少两个分块；
分别计算所述至少两个分块中两两分块之间的相似度； 并根据帧内预测模式筛选结果进行预测模式选择； 及
根据所述预测模式选择结果对所述编码单元进行编码。
2、 如权利要求 1所述的视频编码方法， 所述才艮据所述至少两个分块中两 两分块之间的相似度进行帧内预测模式筛选的步骤之前， 包括：
确认所述目标帧为非 I帧。
3、 如权利要求 1所述的视频编码方法， 所述分块大小为 Ν χ Ν, Ν为自 筛选的步骤， 包括： 件， 若是， 则不选择帧内 Μ χ Μ预测模式， 其中 M为大于 N并且不大于所述 编码单元的宽度的自然数。
4、 如权利要求 3所述的视频编码方法， 所述分块大小为 Ν χ N, N为自 筛选的步骤， 包括： 件， 若是， 则不选择帧内 Ν χ N预测模式。
5、 如权利要求 4所述的视频编码方法， 所述第一预设条件包括： 所述至 少两个分块中两两分块之间的残差参数大于一第一预设阈值；
所述第二预设条件包括：所述至少两个分块中两两分块之间的残差参数小 于一第二预设阈值， 其中所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值。
6、 如权利要求 5所述的视频编码方法， 所述方法还包括：
根据预先设定的量化参数以及所述编码单元的大小确定所述第一预设阈 值和 /或第二预设阈值。
7、 如权利要求 3~6中任一项所述的视频编码方法， 所述根据帧内预测模 式筛选结果进行预测模式选择， 包括：
若不选择帧内 M X M预测模式并且不选择帧内 N X N预测模式， 则选择 帧间编码模式。
8、 一种视频编码装置， 包括：
预测划分模块，用于将目标帧的当前的编码单元划分为相同大小的至少两 个分块；
相似度计算模块，用于分别计算所述至少两个分块中两两分块之间的相似 度； 进行帧内预测模式筛选， 并根据帧内预测模式筛选结果进行预测模式选择； 及 编码模块， 用于根据所述预测模式选择结果对所述编码单元进行编码。
9、 如权利要求 8所述的视频编码装置， 所述视频编码装置还包括： 非 I帧确认模块， 用于判断所述目标帧是否为非 I帧， 所述预测模式选择 模块根据该非 I帧确认模块的判断结果以及所述至少两个分块中两两分块之间 的相似度进行帧内预测模式筛选。
10、 如权利要求 8所述的视频编码装置， 所述分块大小为 N X N, N为自 然数， 所述预测模式选择模块， 包括： 满足一第一预设条件， 若是， 则所述预测模式选择模块不选择帧内 Μ χ Μ预 测模式， 其中， M为大于 N并且不大于所述编码单元的宽度的自然数。
11、 如权利要求 10所述的视频编码装置， 所述预测模式选择模块， 包括： 满足一第二预设条件，若是则所述预测模式选择模块不选择帧内 N x N预测模 式。
12、 如权利要求 11所述的视频编码装置， 所述第一预设条件包括： 所述 至少两个分块中两两分块之间的残差参数大于一第一预设阈值；
所述第二预设条件包括：所述至少两个分块中两两分块之间的残差参数小 于一第二预设阈值， 其中， 所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值。
13、如权利要求 12所述的视频编码装置， 所述预测模式选择模块还包括： 阈值确定单元，用于根据预先设定的量化参数以及所述编码单元的大小确 定所述第一预设阈值和 /或第二预设阈值。
14、如权利要求 10~13中任一项所述的视频编码装置，所述预测模式选择 模块根据帧内预测模式筛选结果进行预测模式选择， 包括：
若不选择帧内 M X M预测模式并且不选择帧内 N X N预测模式， 则所述 预测模式选择模块选择帧间编码模式。
15、一种可读存储介质，所述可读存储介质存储有一个或者一个以上程序， 所述一个或者一个以上程序被一个或者一个以上的处理器用来执行视频编码 方法， 所述方法包括：
Figure imgf000014_0001
并根据帧内预测模式筛选结果进行预测模式选择； 及
根据所述预测模式选择结果对所述编码单元进行编码。
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