用于减少高效率视频编码中的计算负荷的方法和设备技术

一种用于减少高效率视频编码中的计算负荷的方法(500)包括生成(504)选择的帧内编码模式的全率失真计算列表，其中所述帧内编码模式包括帧内预测模式和深度模型模式。针对整个率失真计算列表中的每个帧内预测模式，在禁用分段深度编码模式的情况下确定率失真成本，并选择(506)最小率失真成本帧内预测模式。在启用(510)所述分段深度编码模式的情况下计算特定帧内预测模式的率失真成本。比较(512)后，将所述特定帧内预测模式(514)和所述具有最小率失真成本的最小率失真成本帧内预测模式(516)的其中一个应用到预测单元。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及高效率视频编码技术，尤其涉及一种用于减少高效率视频编码(HighEfficiencyVideoCoding，HEVC)中的计算负荷的方法和设备。
技术介绍
在3D-HEVC帧内预测过程中，使用所有可能的帧内编码模式执行帧内预测模式判决，从而使用拉格朗日乘数找到具有最小率失真(ratedistortion，RD)成本的帧内编码模式。然而，该技术会产生非常大的计算复杂度，并在实际应用中限制3D-HEVC编码器和解码器的使用。因此，能够降低帧内判决的复杂度而不影响编码效率的快速算法是3D-HEVC编码器和解码器的实时实现的最理想算法。
技术实现思路
根据上文所述，本领域技术人员应了解的是，有必要降低三维视频编码器和解码器中的计算复杂度。根据本专利技术，提供了一种用于减少高效率视频编码中的计算负荷的方法和设备，所述方法和设备大大消除了与传统编码器和解码器处理实现相关的问题。根据一项实施例，一种用于减少高效率视频编码中的计算负荷的方法包括生成选定的帧内编码模式的全率失真计算列表，其中所述帧内编码模式包括帧内预测模式和深度模型模式。确定全率失真计算列表中的每个帧内预测模式的率失真成本，选择具有最小率失真成本的最小率失真成本帧内预测模式，其中在进行确定时对每个帧内预测模式禁用分段深度编码模式。在启用分段深度编码模式的情况下计算特定帧内预测模式的率失真成本。将在启用所述分段深度编码模式的情况下获得的所述特定帧内预测模式的所述率失真成本与在禁用所述分段深度编码模式的情况下获得的所述最小率失真成本帧内预测模式的所述率失真成本进行比较。将所述特定帧内预测模式和所述具有最小率失真成本的最小率失真成本帧内预测模式的其中一个应用到预测单元。本专利技术通过传统视频编码技术描述了许多技术优点。例如，一个技术优点是在启用分段深度编码模式的情况下除去全率失真计算的执行。另一个技术优点是为率失真计算选择特定帧内编码模式。又一技术优点是基于具有最小率失真成本的帧内预测模式选择帧内编码模式。对本领域技术人员而言，通过下面的附图说明、具体实施方式和权利要求书，其它技术优点将是显而易见和容易识别的。附图说明为了更完整地理解本专利技术及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，相同的数字表示相同的对象，其中：图1所示为在高效率视频编码(HighEfficiencyVideoCoding，HEVC)中实现的四叉树编码结构；图2为图示可实现深度数据编码技术的视频编码器的示例的方框图；图3为图示可实现深度数据编码技术的视频解码器的示例的方框图；图4A和图4B所示为具有纹理帧和深度帧的3D场景表征的示例；图5所示为启用分段深度编码(segment-wisedepthcoding，SDC)时减少计算负荷的过程的示例；以及图6所示为启用SDC时减少计算负荷的过程的另一示例。图7示出了适用于执行图5和图6过程的简化通用计算组件。具体实施方式以下列出的图1至图7和本专利文档中的各种实施例仅通过举例说明的方式描述本专利技术的原理，而不应以任何方式理解为对本专利技术范围的限制。本领域技术人员可以理解的是，本专利技术的原理可通过任何一种设置合理的设备或系统实现。一个图中显示和论述的特点可适当地在一个或多个其它图中实现。一般情况下，本专利技术涉及依据HEVC标准使用各种深度编码模式对三维(three-dimensional，3D)视频数据的深度数据进行编码和解码的技术。3D视频数据的捕捉视图(例如纹理)与描述纹理数据的深度数据的对应深度图相关。根据3D视频编码过程，诸如3D-HEVC过程，纹理视图和深度图可编码和多路复用为3D视频比特流。图1所示为在高效率视频编码(HighEfficiencyVideoCoding，HEVC)中实现的四叉树编码结构。HEVC标准使用高度灵活的四叉树编码结构，在该结构中，视频图像或帧可分为一系列包括亮度(Y)和色度(Cb、Cr)样本的编码树单元(CodingTreeUnits，CTU)。CTU大小可从编码器中的64x64、32x32和16x16选择，并在序列参数集(sequenceparameterset，SPS)中指定。CTU用作编码树的根，四叉树的每片叶子称为编码单元(CodingUnit，CU)。因此，一个CTU可分为多个CU，且每个CU指定一个编码类别：帧内编码或帧间编码。CU还可进一步分为一个、两个或四个预测单元(PredictionUnits，PU)，他们携带供预测的基本信息。为了有效的预测，HEVC定义了两个帧内PU和八个帧间PU形状，以支持可变大小PU。帧内PU可能具有2Nx2N和NxN形状。帧间PU形状包括两个正方形形状2Nx2N和NxN，两个矩形形状2NxN和Nx2N，以及分别位于上、下、左、右位置的四个不对称形状2NxnU、2NxnD、nLx2N和nRx2N。每个CU的残差块可使用四叉树结构进行变换，该四叉树结构通常称为残差四叉树(residualquadtree，RQT)，其由转换单元(TransferUnits，TU)组成，尺寸范围从4×4高达32×32。TU包含用于空间块变换和量化的系数，从而对预测图像和实际图像之间的残差进行编码。编码器通过详尽计算选择最佳编码树结构、PU分幅和RQT配置。为了评估每个候选配置的压缩效率，编码器通常使用拉格朗日乘数优化技术，该技术以J＝D+λR表示，其中，J为拉格朗日率失真(ratedistortion，RD)成本函数，D为以重构样本对原始样本的方差的和表示的失真增益，R为熵编码的比特率，λ为拉格朗日公式中关联R和D的拉格朗日乘数。RD成本的最小化过程称为率失真优化(rate-distortionoptimization，RDO)，通过该优化，将比特率与失真进行平衡，从而达到压缩效率与图像质量之间的权衡。编码效率是以最低可能的比特率对视频进行编码同时保持某种水平的视频质量的能力。所述编码器使用RDO处理来选择具有最小值的帧内编码模式。RDO处理非常省时，主要有两个原因。第一个原因是有许多CU/PU/TU组合。例如，仅在帧内预测模式编码时，要执行35次RD成本计算过程才能判定某个PU的模式，因为一个PU可使用包括DC(平面)模式、二维(曲面拟合)模式以及33个角度模式的35个帧内预测模式之一进行编码。第二个原因是RD成本计算的计算量非常惊人。为了获得精确的D和R，对于每个候选模式，由所述编码器执行的所述RD成本计算包含帧内预测、残差计算、变换、量化、熵编码、反变换、反量化、像素重构以及最终的RD成本计算。一般情况下，HEVC编码器将帧压缩成可进行存储或传输的压缩视频比特流。编码过程以将单个图像或帧划分成多个CTU开始，CTU可进一步分为多个CU。在将帧内的图像划分之后，预测过程就开始，其中CU在该过程中进一步划分为PU。所述HEVC编码器使用两种类型的预测，即帧内预测和帧间预测。帧内预测从相邻图像数据中，即从相同的图像帧中对PU进行预测。帧间预测使用运动补偿预测对从在当前显示，即流中的其它图像帧之前或之后发现的图像中的画面数据中引用的PU进行预测。预测后剩余的任何数据使用离散余弦变换(DiscreteCosineTransform，DCT)放入块中。原始块与其预测之间的差通过线性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于减少高效率视频编码中的计算负荷的方法，其特征在于，包括：生成选择的帧内编码模式的全率失真计算列表，所述帧内编码模式包括帧内预测模式和深度模型模式；确定所述全率失真计算列表中的每个帧内预测模式的率失真成本，并选择具有最小率失真成本的最小率失真成本帧内预测模式，其中在所述确定时为每个帧内预测模式禁用分段深度编码模式；在启用分段深度编码模式的情况下计算特定帧内预测模式的率失真成本；将在启用所述分段深度编码模式的情况下获得的所述特定帧内预测模式的所述率失真成本与在禁用所述分段深度编码模式的情况下获得的所述最小率失真成本帧内预测模式的所述率失真成本相比较；以及将所述特定帧内预测模式和所述具有最小率失真成本的最小率失真成本帧内预测模式的其中一个应用到预测单元。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.26 US 62/017,625;2014.07.22 US 62/027,3861.一种用于减少高效率视频编码中的计算负荷的方法，其特征在于，包括：生成选择的帧内编码模式的全率失真计算列表，所述帧内编码模式包括帧内预测模式和深度模型模式；确定所述全率失真计算列表中的每个帧内预测模式的率失真成本，并选择具有最小率失真成本的最小率失真成本帧内预测模式，其中在所述确定时为每个帧内预测模式禁用分段深度编码模式；在启用分段深度编码模式的情况下计算特定帧内预测模式的率失真成本；将在启用所述分段深度编码模式的情况下获得的所述特定帧内预测模式的所述率失真成本与在禁用所述分段深度编码模式的情况下获得的所述最小率失真成本帧内预测模式的所述率失真成本相比较；以及将所述特定帧内预测模式和所述具有最小率失真成本的最小率失真成本帧内预测模式的其中一个应用到预测单元。2.根据权利要求1，其特征在于，所述方法还包括：应用检查条件来确定是否在启用所述分段深度编码模式的情况下计算特定帧内预测模式的率失真成本。3.根据权力要求2所述的方法，其特征在于，所述检查条件至少包括以下任何一个条件：检查所述最小率失真成本帧内预测模式是否为DC模式；检查所述最小率失真成本帧内预测模式是否为平面模式；检查所述特定帧内预测模式是否为深度模型模式；检查所述特定帧内预测模式是否为DC模式；检查所述特定帧内预测模式是否为平面模式；检查所述特定帧内预测模式是否与全RD成本计算列表中的前三种模式的任何一种相同。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述检查条件包括使用阈值检查块方差。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在某个检查条件下不执行在启用所述分段深度编码模式的情况下计算特定帧内预测模式的率失真成本。6.根据权利要求1，其特征在于，所述方法还包括：选择具有第二最小率失真成本的第二帧内预测模式，并将所述第二帧内预测模式包括在所述计算和比较步骤中；或者选择具有第三最小率失真成本的第二帧内预测模式，并将所述第三帧内预测模式包括在所述计算和比较步骤中；或者从不具有所述最小率失真成本的所述计算列表中选择第二帧内预测模式，并将所述第二帧内预测模式包括在所述计算和比较步骤中。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二帧内预测模式为所述计算列表中的第一条目，或者所述第二帧内预测模式为所述计算列表中的第二条目，或者所述第二帧内预测模式为所述计算列表中的第三条目。8.根据权利要求1，其特征在于，所述方法还包括：当所述特定帧内预测模式为平面或DC帧内预测模式时，确定是否计算特定帧内预测模式的率失真成本。9.根据权利要求1，其特征在于，所述方法还包括：当预测单元方差大于阈值时，确定是否计算特定帧内预测模式的率失真成本。10.一种用于减少高效率视频编码中的计算负荷的设备，其特征在于，包括：用于存储数据和指令码的存储器；处理器，在执行所述指令码之后，所述处理器用于：生成选择的帧内编码模式的全率失真成本计算列表，所述帧内编码模式包括帧内预测模式和深度模型模式；确定所述全率失真成本计算列表中每个帧内预测模式的率失真成本，并选择具有最小率失真成本的最小率失真成本帧内预测模式，其中在确定时为每个帧内预测模式禁用分段深度编码模式；在启用所述分段深度编码模式的情况下计算特定帧内预测模式的率失真成本；将在启用所述分段深度编码模式的情况下获得的所述特定帧内预测模式的所述率失真成本与在禁用所述分段深度编码模式的情况下获得的所述最小率失真成本帧内预测模式的所述率失真成本相比较；以及将所述特定帧内预测模式和所述具有最小率失真成本的最小率失真成本帧内预测模式的其中一个应用到预测单元。11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述处理器还用于：应用检查条件来确定是否在启用所述分段深度编码模式的情况下计算特定帧内预测模式的率失真成...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾舟叶，郑建铧，林楠，张臣雄，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，圣塔克拉拉大学，
类型：发明
国别省市：广东;44