一种基于运动矢量分析的HEVC提前判断SKIP模式的方法技术

本发明专利技术是一种基于运动矢量分析的HEVC提前判断SKIP模式的方法，属于高清数字视频压缩编解码技术领域。通过分析当前编码单元(coding unit,CU)与其相邻编码单元运动矢量的关系，提前判定该编码单元帧间预测的最优模式为SKIP模式，从而节省进行其他模式率失真代价(rate‑distortion cost,RD cost)计算产生的时间消耗。与传统的提前判断SKIP模式的方法相比，本发明专利技术方法原理及实现简单，效果显著，在对视频编码质量降低极小的情况下，有效减少了编码时间。

【技术实现步骤摘要】
一种基于运动矢量分析的HEVC提前判断SKIP模式的方法
本专利技术属于高清数字视频压缩编解码
，尤其涉及一种基于运动矢量分析的HEVC(HighEfficiencyVideoCoding，高效视频编码)提前判断SKIP模式的方法。
技术介绍
随着当今数字视频不断向更高清晰度、帧率和压缩率的发展，HEVC为满足这些需求，由国际电信组织(ITU-T)和运动图像专家组(MPEG)联合成立的组织JCT-VC提出。相较于上一代编码技术AVC，HEVC通常极大的提高了视频压缩率，然而往往消耗更多的编码时间。尤其在帧间编码的模式选择部分，HEVC与AVC采取的方法的基本结构并未改变，仍然采取依次尝试每种模式的率失真代价(rate-distortioncost,RDcost)后取最优模式的方法，并在此基础上又引入了Merge模式，因此时间消耗较AVC更长。目前，HEVC的帧间预测模式分为SKIP模式、Merge模式和AMVP模式，采取当前的模式选择方式耗时较长的原因包括：(1)计算率失真代价(rate-distortioncost,RDcost)函数本身耗时较长。(2)计算率失真代价(rate-distortioncost,RDcost)次数过多。针对这样的原因，一条减少帧间预测模式选择的思路就是减少率失真代价的计算次数，即可以通过提前判断最优模式从而省略其他模式的率失真代价计算。与国际编码标准类似，HM编码器(HEVC标准测试软件)对于模式选择的决策也是基于率失真代价(rate-distortioncost,RDcost)优化的，在HEVC标准编码算法中，帧间预测模式选择的流程简述如下：(1)计算SKIP模式的率失真代价Jskip。(2)计算Merge模式的率失真代价Jmerge。(3)计算AMVP模式的率失真代价Jamvp。其中包含多种子模式，然本专利技术不涉及内部具体内容，故简而以整体代之。(4)比较各种模式的率失真代价，选择最优模式。由步骤可见，HM编码器在进行帧间预测模式选择时，对于率失真代价计算的函数的调用是非常频繁的，故而会因此消耗大量的时间。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于运动矢量分析并通过贝叶斯决策的HEVC(HighEfficiencyVideoCoding，高效视频编码)提前判断SKIP模式的方法，根据相邻编码单元(codingunit,CU)的运动矢量关系，提前判定当前编码单元的最优帧间预测模式为SKIP模式，从而避免计算其他预测模式的率失真代价(rate-distortioncost,RDcost)，达到降低HM编码器(HEVC标准测试软件)进行视频编码时间消耗的目的。具体步骤如下：步骤1、设置标志是否进行其他模式率失真代价计算的布尔变量earlyDetectionSkipMode，初始值设置为false，即需要进行其他模式的率失真代价计算。步骤2、判定整个编码过程是否使用提前判断SKIP模式的方法，若不使用，则跳转到步骤8。若使用，则进行步骤3。步骤3、计算SKIP模式的率失真代价Jskip。步骤4、计算Merge模式的率失真代价Jmerge。步骤5、判断Jskip与Jmerge的大小关系，若Jskip>＝Jmerge，则跳转到步骤8。反之，若Jskip<Jmerge，进行步骤6。步骤6、判断当前编码单元(codingunit,CU)的运动矢量的横坐标与其左侧相邻的编码单元的横坐标是否相等,若不相等，则跳转到步骤8。若相等，则进行步骤7。步骤7、将earlyDetectionSkipMode的值设置为true。步骤8、检查earlyDetectionSkipMode的值，若为false，则继续按照原模式选择的方法，进行其他模式率失真代价计算。若为true，则提前将最优模式设置为SKIP模式，跳过其他模式率失真代价计算过程。本专利技术通过分析当前编码单元(codingunit,CU)与其相邻编码单元运动矢量的关系，提前判定该编码单元帧间预测的最优模式为SKIP模式，从而节省进行其他模式率失真代价(rate-distortioncost,RDcost)计算产生的时间消耗。与传统的提前判断SKIP模式的方法相比，本专利技术方法原理及实现简单，效果显著，在对视频编码质量降低极小的情况下，有效减少了编码时间。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1示出了本专利技术一种基于运动矢量分析的HEVC提前判断SKIP模式的方法的流程图。图2示出了本专利技术一种基于运动矢量分析的HEVC提前判断SKIP模式的方法的效果图。具体实施方式本专利技术一种基于运动矢量分析的HEVC提前判断SKIP模式的方法的具体流程如图1所示。结合图1详述本专利技术一种基于运动矢量分析的HEVC提前判断SKIP模式的方法在HM编码器(HEVC标准测试软件)中的具体实施方式如下：(1)在编码一个编码单元(codingunit,CU)的函数(xcompressCU)内，设置标志是否进行其他模式率失真代价计算的布尔变量earlyDetectionSkipMode，初始值设置为false，即需要进行其他模式的率失真代价计算。其他模式是指非SKIP模式。(2)判定整个编码过程是否使用提前判断SKIP模式的方法，若不使用，则跳转到步骤8，若使用，则进行步骤3；(3)首先计算SKIP模式Jskip；(4)计算Merge模式的率失真代价Jmerge。(5)在计算Merge模式的率失真代价的函数(xCheckRDCostMerge2Nx2N)内，在计算Merge模式的率失真代价结束后，比较SKIP模式和Merge模式的率失真代价，若Jskip>＝Jmerge，则跳转步骤8。反之，若Jskip<Jmerge，进行步骤6。(6)计算当前编码单元的运动矢量的横坐标的值(mv.x)与其左临编码单元的运动矢量的横坐标的值(left.mv.x)的差X。若X不等于0，则直接进入步骤8。反之，若X等于0，则(7)提前判定当前编码单元的最优预测模式为SKIP模式，将earlyDetectionSkipMode的值设置为true。(8)在编码一个编码单元(codingunit,CU)的函数内判断earlyDetectionSkipMode的值，若为true，结束该函数。若为false，进行其他模式的率失真代价计算，并按原模式选择方法选出最优预测模式。实施完成后，加入本专利技术一种基于运动矢量分析的HEVC提前判断SKIP模式的方法后的HM编码器(HEVC标准测试软件)在编码HEVC标准测试视频序列时节省的时间比例如图2所示。本专利技术通过分析当前编码单元(codingunit,CU)与其相邻编码单元运动矢量的关系，提前判定该编码单元帧间预测的最优模式为SKIP模式，从而节省进行其他模式率失真代价(rate-distortioncost,RDcost)计算产生的时间消耗。与传统的提前判断SKIP模式的方法相比，本专利技术方法原理及实现简单，效果显著，在对视频编码质量降低极小的情况下，有效减少了编码时间。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于运动矢量分析的HEVC提前判断SKIP模式的方法，其特征在于包含以下步骤：(1)设置标志是否进行其他模式率失真代价计算的布尔变量earlyDetectionSkipMode，初始值设置为false，即需要进行其他模式的率失真代价计算；(2)判定整个编码过程是否使用提前判断SKIP模式的方法，若不使用，则跳转到步骤8，若使用，则进行步骤3；(3)计算SKIP模式的率失真代价Jskip；(4)计算Merge模式的率失真代价Jmerge；(5)判断Jskip与Jmerge的大小关系，若Jskip>＝Jmerge，则跳转到步骤8，反之，若Jskip

【技术特征摘要】
1.一种基于运动矢量分析的HEVC提前判断SKIP模式的方法，其特征在于包含以下步骤：(1)设置标志是否进行其他模式率失真代价计算的布尔变量earlyDetectionSkipMode，初始值设置为false，即需要进行其他模式的率失真代价计算；(2)判定整个编码过程是否使用提前判断SKIP模式的方法，若不使用，则跳转到步骤8，若使用，则进行步骤3；(3)计算SKIP模式的率失真代价Jskip；(4)计算Merge模式的率失真代价Jmerge；(5)判断Jskip与Jmerge的大小关系，若Jskip>＝Jmerge，则跳转到步骤8，反之，若Jskip<Jmerge，进行步骤6，(6)判断当前编码单元(codingunit,CU)的运动矢量的横坐标与其左侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏佳，孙畅，关永，施智平，吴立峰，
申请(专利权)人：首都师范大学，
类型：发明
国别省市：北京,11