本发明专利技术公开了一种HEVC帧内预测方法，包括以下步骤，步骤1，在编码单元层，计算出水平、垂直、45°、135°的全局边缘复杂度；步骤2，在编码单元层，判断各方向的全局边缘复杂度与阈值TH的关系，确定编码单元是否需要划分；步骤3，在预测单元层，判断编码单元在水平方向、垂直方向的全局边缘复杂度关系，确定选取的候选模式数。本发明专利技术从编码单元和预测单元两方面对帧内预测进行优化，有效地减少帧内预测的计算复杂度，节省编码时间，提高编码效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种HEVC帧内预测方法，属于视频编码
技术介绍
随着高清和超高清视频的出现，人们在视觉和各类的应用上对视频的要求都越来越高,2003年所制定的H.264/AVC视频编码标准已经满足不了人们日益增长的需求，于是联合协作视频编码组在德累斯顿的JCT-VT第一次会议中提出了新一代视频编码标准(High Efficiency Video Coding，HEVC)，2013年初,HEVC最终定稿。HEVC引入了很多先进的编码技术来提高编码效率，相比较上一代视频压缩标准H.264/AVC,在相同图像质量下HEVC能节省50％的码率,但是算法复杂度更高，尤其在帧内预测中。帧内预测是HEVC的重要部分之一，它是HEVC编码框架中复杂度较高的模块，难以满足实际应用的需求。因此，需要对帧内预测进行优化，使得提高编码的速度，以便于实际的存储和传输。从国内外大量的文献可知,提高编码速度主要从编码单元(Coding Unit,CU)层和预测单元(Prediction Unit,PU)层两方面进行优化实现。一方面，在帧内预测时，利用块类型提前终止或者跳过的思想，对编码单元类型进行预判断，跳过一些不合适此图像纹理的编码块类型或者提前终止不必要的编码块类型的编码过程，从而降低算法复杂度，节省编码时间。Yan等人提出了一种基于时空相关的编码单元深度快速分级判决算法(Yan Ke,TENG Gou-wei,Hu Jin-wen,et al.Arapid classification decision algorithm on CU depth based on temporal-spatialcorrelation[J].Journal of Optoelectronics Laser,2014,25(1):156-162)；Cho等人提出
了一种次优的CU分割算法，在率失真性能损失较小的情况下提高了编码速度(Cho S.Kim M.Fast CU splitting and pruning for suboptimal CU partitioning inHEVC intracoding.IEEE Transactions on Circuits and Systems for VideoTechnology,2013,23(9):1555-1564)；Wang等人提出了CU分割提前终止的算法，减少了CU分割搜索层次(Wang H,Wee Y,Kim J,et al.An early terminationmethod using the residual in high efficiency video coding.Proc.of IEEEInternational Symposium on Broadband Multimedia Systems andBroadcast.2012,1-2)。上述方法虽然对编码效率的提高起到了一定的作用，但是效果有限，仍然需要对CU的划分作进一步的处理，更大程度的减少编码时间，提高编码效率。另一方面，针对当前编码单元的众多预测模式，通过低复杂度的方法提前排除一些可能性小的预测模式，从而减少率失真优化(RDO)模式选择过程中的候选模式数目，降低算法复杂度，减少编码时间。Piao等人提出了一种粗略模式选择(RMD)的方法，将粗选预测模式通过RDO得到最佳预测模式(Piao Y,MinJ,Chen J.Encoder improvement of unified intra prediction.Guangzhou:ITU-T SG16WP3and ISO/IECJTC1/SC29/WG11 3rd Meeting,2010,JCTVC-C207)；Da Silva等人利用像素间的变化将35种候选预测模式减少到9种,但数目仍然较多(daSilva T L,Agostini L V,DA Silva LA.Fast HEVC intra prediction mode decisionbased on EDGE direction information.Signal Processing Conference(EUSIPCO),Bucharest:IEEE,2012:1214-1218)；Zhao等人在此基础上进一步减少了候选预测模式的数目，降低了算法复杂度(Zhao L,Zhang L,Ma S.et al.Fast mode decisionalgorithm for intra pre-diction in HEVC.Proc.of IEEE Visual Communication and
Image Processing,2011:1-4)。上述方法在一定程度上减少了候选模式数，但是最终得到的率失真候选模式数目仍然较多，导致编码效果不佳。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种HEVC帧内预测方法。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种HEVC帧内预测方法，包括以下步骤，步骤1，在编码单元层，计算出水平、垂直、45°、135°的全局边缘复杂度；包括计算出编码单元在水平方向、垂直方向、45°方向、135°方向的全局边缘复杂度Gh、Gv、G45、G135，计算出子编码单元在水平方向、垂直方向、45°方向、135°方向的全局边缘复杂度Gsh、Gsv、Gs45、Gs135，计算出编码子模块在水平方向、垂直方向的全局边缘复杂度G′h(k)、G′v(k)；步骤2，在编码单元层，判断各方向的全局边缘复杂度与阈值TH的关系，确定编码单元是否需要划分；步骤3，在预测单元层，判断编码单元在水平方向、垂直方向的全局边缘复杂度关系，确定选取的候选模式数。编码单元在水平方向的全局边缘复杂度Gh，Gh=Σi=1NΣj=1N/2|Y(i,j)-Ym|-Σi=1NΣj=N/2+1N|Y(i,j)-Ym|]]>编码单元在垂直方向的全局边缘复杂度Gv，Gv=Σi=1N/2Σj=1N|Y(i,j)-Ym|-Σi=N/2+1NΣj=1N|Y(i,j)-Ym|]]>编码单元在45°方向的全局边缘复杂度G45，G45=Σi=1NΣj=1i|Y(i,j)-Ym|-Σi=1NΣj=1N|Y(i,j)-Ym|]]>编码单元在135°方向的全局边缘复杂度G135，G135=Σi=1NΣj=1N-i-1|Y(i,j)-Ym|-Σi=1NΣj-N-i-1N|Y(i,j)-Ym|]]>编码子模块在水平方向的全局边缘复杂度G′h(k)，Gh′(k)=Σi=(k-1)*N4+1k*N/4Σj=1N/2(|Y(i,j)-Ym|-|Y(i,j+N2)-Ym|)]]>编码子模块在垂直方向的全局边缘复杂度G′v(k)，Gv′(k)=Σi=1N/2Σj=(k-1)*N4+1k*N/4(|Y(i,j)-本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种HEVC帧内预测方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤1，在编码单元层，计算出水平、垂直、45°、135°的全局边缘复杂度；包括计算出编码单元在水平方向、垂直方向、45°方向、135°方向的全局边缘复杂度Gh、Gv、G45、G135，计算出子编码单元在水平方向、垂直方向、45°方向、135°方向的全局边缘复杂度Gsh、Gsv、Gs45、Gs135，计算出编码子模块在水平方向、垂直方向的全局边缘复杂度G′h(k)、G′v(k)；步骤2，在编码单元层，判断各方向的全局边缘复杂度与阈值TH的关系，确定编码单元是否需要划分；步骤3，在预测单元层，判断编码单元在水平方向、垂直方向的全局边缘复杂度关系，确定选取的候选模式数。
【技术特征摘要】
1.一种HEVC帧内预测方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤1，在编码单元层，计算出水平、垂直、45°、135°的全局边缘复杂度；包括计算出编码单元在水平方向、垂直方向、45°方向、135°方向的全局边缘复杂度Gh、Gv、G45、G135，计算出子编码单元在水平方向、垂直方向、45°方向、135°方向的全局边缘复杂度Gsh、Gsv、Gs45、Gs135，计算出编码子模块在水平方向、垂直方向的全局边缘复杂度G′h(k)、G′v(k)；步骤2，在编码单元层，判断各方向的全局边缘复杂度与阈值TH的关系，确定编码单元是否需要划分；步骤3，在预测单元层，判断编码单元在水平方向、垂直方向的全局边缘复杂度关系，确定选取的候选模式数。2.根据权利要求1所述的一种HEVC帧内预测方法，其特征在于：编码单元在水平方向的全局边缘复杂度Gh，Gh=Σi=1NΣj=1N/2|Y(i,j)-Ym|-Σi=1NΣj=N/2+1N|Y(i,j)-Ym|]]>编码单元在垂直方向的全局边缘复杂度Gv，Gv=Σi=1N/2Σj=1N|Y(i,j)-Ym|-Σi=N/2+1NΣj=1N|Y(i,j)-Ym|]]>编码单元在45°方向的全局边缘复杂度G45，G45=Σi=1NΣj=1i|Y(i,j)-Ym|-Σi=1NΣj=1N|Y(i,j)-Ym|]]>编码单元在135°方向的全局边缘复杂度G135，G135=Σi=1NΣj=1N-i-1|Y(i,j)-Ym|-Σi=1NΣj-N-i-...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓，蔡婷婷，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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