一种高效视频编码方法及装置制造方法及图纸

本公开揭示了一种高效视频编码方法及装置，该方法包括如下步骤：将视频图像划分成多个相同大小的像素块；对像素块对角直线上的每个像素块进行如下并行编码：参考相邻像素块对角直线上的已编码像素块对每个像素块进行编码；沿着与所述像素块对角直线相交的视频图像对角线，依次对所述像素块对角直线以外的多条像素块对角直线上的像素块进行所述并行编码。在高效视频编码方法解除了HEVC编码过程中的像素块依赖，可以实现对像素块进行并行编码，从而可以提高编码的速度，并且能够保证编码质量。

【技术实现步骤摘要】
一种高效视频编码方法及装置
本公开涉及互联网领域，特别涉及一种高效视频编码方法及装置。
技术介绍
高效视频编码(HEVC)是一种压缩效率比目前最流行的H.264/AVC高一倍的编码方式，比较适合直播流的快速编码、转码。HEVC包括预测编码和熵编码。虽然HEVC属于基于块的混合编码框架，在各个编码阶段都有了增强和改进。但是由于这些改进导致HEVC的编码模式搜索空间非常大，为了保证编码质量，编码器都要进行大量的计算来寻找率失真代价较小的编码模式，即模式选择(modedecision，MD)。近年来，基于CPU/GPU的混合异构计算系统逐渐成为高性能计算领域的研究热点。在基于CPU/GPU的混合异构计算系统上利用CPU/GPU协同计算来并行HEVC编码成为直播视频流实时编码的有效手段。目前对HEVC并行相关的研究工作主要集中在帧间模式选择尤其是运动估量模块，对帧内MD并行的研究较少。随着帧间MD的并行化，帧内MD逐渐成为了速度瓶颈。HEVC标准支持的Tiles和WPP(wavefrontparallelprocessing)算法在并行度和编码质量没有达到比较理想的平衡。在HEVC编码标准中，一帧视频图像是被均匀的划分成很多个编码树单元(CodingTreeUnit，CTU)，CTU块的大小可以为64×64、32×32或16×16，典型且不失一般性。每一个CTU四叉树递归地划分为4个相同大小的子单元，该四叉树的每一个叶子节点叫作一个编码单元(codingnuit,CU)；编码单元(CU)编码单元是一个正方形区域，代表着一个编码树单元四叉树划分的叶节点，是进行帧内或帧间编码的基本单元块。预测单元(PU)是在编码单元(CU)的基础上进行划分的，用来传输与预测过程相关信息的基本单元。一般来说，每一个CU可以包含一个或多个PU。变换单元(TU)也是在CU基础上进行划分的，用于变换和量化过程的基本单元。一般来说，每一个CU可以包含一个或多个TU。通过分析HEVC编码标准，可以知道帧内MD存在多种数据依赖。1)帧内预测时重构像素依赖如图1所示，此依赖关系出现在帧内预测时，在一个预测块(PB)或变换块(TB)计算时，需要进行帧内预测，即需要参考相邻块已经重构出来的像素(已重构像素)对自身进行预测。对于一个M×M的TB来说，需要参考周围的4M+1个重构像素，分别来自于其左、上、左下、右上和左上方向已经编码重构完成的相邻图像区域。如果一个PB或TB要参考的重构像素跟它位于同一个CTU，那么重构像素是不可用的，因为相邻块也同时在进行模式选择，并未重构完成.如图1所示，blockL，blockA和当前块位于同一个CTU进行并行处理，那么当前TB(CurrentTB)所依赖的blockL和blockA的重构像素(如图1中灰色部分的像素)不可用。2)编码预测模式时可能预测模式(MPM)计算依赖为了提高编码压缩效率，在对当前PB(CurrentPB)进行帧内预测模式时需要参考相邻的左边PB(LeftPB,LPB)和上边PB(AbovePB,APB)的预测模式，构造一个长度固定为3的MPM列表，如图2所示，如果当前PB与参考的LPB或APB位于同一个CTU里面，那么LPB和APB的预测模式是不可用的，因为它们也同时在进行模式选择，预测模式还未得到。3)概率模型(CM)继承依赖HEVC中使用上下文自适应的二进制算术编码(contextadaptivebinaryarithmeticcoding，CABAC)进行语法元素的熵编码。CABAC的主要过程包括语法元素的二进制化、概率建模、算术编码和CM更新。为了提高编码效率，在编码的过程中CM会自适应动态更新，以更好地反映图像的局部区域特性，获得更高的压缩比。在HM模式选择过程中，熵编码器会使用CM去估计编码产生的位数以计算编码代价，CM是模拟实际编码过程动态更新的熵编码器会使用CM去估计编码产生的位数以计算编码代价。而Z扫描顺序小的块的MD完成之后会将CM传递给Z扫描大的块使用。如图3中所示，TU0使用的是上一个CTU计算之后的结果，TU1使用的CM是TU0计算之后的结果，以此类推，TU3使用的CM是TU2计算之后的结果。这样就形成了相邻块之间的CM继承依赖。上述依赖均属于HEVC编码过程中的。由于存在这些依赖，在一个CTU中无法并行地对CU进行编码。
技术实现思路
为了解决相关技术中存在的无法并行地对CU进行编码的技术问题，本公开提供了一种高效视频编码方法及装置。一种高效视频编码方法，包括如下步骤：将视频图像划分成多个相同大小的像素块；对像素块对角直线上的每个像素块进行如下并行编码：参考相邻像素块对角直线上的已编码像素块对每个像素块进行并行编码；沿着与所述像素块对角直线相交的视频图像对角线，依次对所述像素块对角直线以外的多条像素块对角直线上的像素块进行所述并行编码。在一个实施例中，所述视频图像至少包括第一视频图像以及第二视频图像；在对第一视频图像中的像素块进行并行编码时，同时对第二视频图像中的像素块进行并行编码，且第二视频图像中并行编码的像素块数量与第一视频图像中并行编码的像素块数量之和等于常量。在一个实施例中，所述对像素块对角直线上的每个像素块进行如下并行编码：参考相邻像素块对角直线上的已编码像素块对每个像素块进行编码的步骤是：对像素块对角直线上的每个像素块进行如下并行编码：参考相邻像素块对角直线上与所述像素块相邻的已编码像素块内设定像素，对每个像素块进行编码。在一个实施例中，所述对像素块对角直线上的每个像素块进行如下并行编码：参考相邻像素块对角直线上的已编码像素块对每个像素块进行编码的步骤是：对像素块对角直线上的每个像素块进行如下并行编码：参考相邻像素块对角直线上已编码像素块内与所述像素块相邻的像素，对每个像素块进行编码。在一个实施例中，第二视频图像中并行编码的像素块数量与第一视频图像中并行编码的像素块数量之和等于视频图像对角线上的像素块数量。本专利技术还提供了一种高效视频编码装置，包括：划分单元，被配置为执行：将视频图像划分成多个相同大小的像素块；第一编码单元，被配置为执行：对像素块对角直线上的每个像素块进行如下并行编码：参考相邻像素块对角直线上的已编码像素块对每个像素块进行并行编码；第二编码单元，被配置为执行：沿着与所述像素块对角直线相交的视频图像对角线，依次对所述像素块对角直线以外的多条像素块对角直线上的像素块进行所述并行编码。在一个实施例中，所述视频图像至少包括第一视频图像以及第二视频图像；在对第一视频图像中的像素块进行并行编码时，同时对第二视频图像中的像素块进行并行编码，且第二视频图像中并行编码的像素块数量与第一视频图像中并行编码的像素块数量之和等于常量。在一个实施例中，所述第一编码单元，被配置为执行：对像素块对角直线上的每个像素块进行如下并行编码：参考相邻像素块对角直线上与所述像素块相邻的已编码像素块内设定像素，对每个像素块进行编码。在一个实施例中，所述第一编码单元，被配置为执行：对像素块对角直线上的每个像素块进行如下并行编码：参考相邻像素块对角直线上已编码像素块内与所述像素块相邻的像素，对每个像素块进行编码。在一个实施例中，第二视频图像中并行编码的像素块数量与第一视频图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效视频编码方法，其特征是，包括如下步骤：将视频图像划分成多个相同大小的像素块；对像素块对角直线上的每个像素块进行如下并行编码：参考相邻像素块对角直线上的已编码像素块对每个像素块进行并行编码；沿着与所述像素块对角直线相交的视频图像对角线，依次对所述像素块对角直线以外的多条像素块对角直线上的像素块进行所述并行编码。

【技术特征摘要】
1.一种高效视频编码方法，其特征是，包括如下步骤：将视频图像划分成多个相同大小的像素块；对像素块对角直线上的每个像素块进行如下并行编码：参考相邻像素块对角直线上的已编码像素块对每个像素块进行并行编码；沿着与所述像素块对角直线相交的视频图像对角线，依次对所述像素块对角直线以外的多条像素块对角直线上的像素块进行所述并行编码。2.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述视频图像至少包括第一视频图像以及第二视频图像；在对第一视频图像中的像素块进行并行编码时，同时对第二视频图像中的像素块进行并行编码，且第二视频图像中并行编码的像素块数量与第一视频图像中并行编码的像素块数量之和等于常量。3.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述对像素块对角直线上的每个像素块进行如下并行编码：参考相邻像素块对角直线上的已编码像素块对每个像素块进行编码的步骤是：对像素块对角直线上的每个像素块进行如下并行编码：参考相邻像素块对角直线上与所述像素块相邻的已编码像素块内设定像素，对每个像素块进行编码。4.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述对像素块对角直线上的每个像素块进行如下并行编码：参考相邻像素块对角直线上的已编码像素块对每个像素块进行编码的步骤是：对像素块对角直线上的每个像素块进行如下并行编码：参考相邻像素块对角直线上已编码像素块内与所述像素块相邻的像素，对每个像素块进行编码。5.如权利要求2所述的方法，其特征是，第二视频图像中并行编码的像素块数量与第一视频图像中并行编...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈绪伟，
申请(专利权)人：腾讯科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44