针对HEVC的编码加速方法、相关装置和设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种针对HEVC的编码加速方法，包括：获取一帧图像；对当前层编码单元CU进行merge预测和skip预测；在对一帧图像进行帧间预测的时，根据预测指导信息指导当前层CU做帧间PU 2N×2N预测；预测指导信息包括当前层CU做帧间PU 2N×2N预测之前，已做的2N×2N的结果信息。本发明专利技术还公开了一种针对HEVC的编码加速装置和设备，避免了现有技术中由于帧间PU 2Nx2N预测在其他分割前面，对帧间PU 2Nx2N预测时均做多参考帧和方向全遍历，导致编码效率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
针对HEVC的编码加速方法、相关装置和设备
本专利技术涉及计算机领域，尤其涉及针对HEVC的编码加速方法、相关装置和设备。
技术介绍
随着科技的不断进步，人们对视觉和听觉质量的要求越来越高，高清视频和超高清视频开始被普遍关注。10年之前创立的第二代视频编码标准H.264/AVC已不能满足人们对于实际应用的要求，工业界和学术界对新一代视频编码标准的渴望越来越强烈。在这一形势下，VCEG和MPEG两大标准组织开始进行合作开发，在2010年1月成立了称为JCT-VC(JointCollaborativeTeamonVideoCoding)的联合组织，开始统一制定下一代视频编码标准并取名为高效率视频编码(HighEfficiencyVideoCoding，HEVC)，并于2013年1月正式成为国际视频编码标准。HEVC虽然跟以往的视频编码标准一样都采用基于块的编码框架，但HEVC做了大量的技术创新。首次提出三个编码单元概念：编码单元(CodingUnit，CU)，预测单元(PredictionUnit，PU)，变换单元(TransformUnit，TU)。对于CU创新性地了采用基于四叉树的块尺寸递归分割结构，最大尺寸可达64×64像素。对于帧间的PU，每个深度级上有SKIP/Merge，2Nx2N，2NxN，Nx2N；如果此时深度不为3，那么所有的不对称运动分割(AsymmetricMotionPartition，AMP)模式：2NxnU，2NxnD，nLx2N和nRx2N也需包含进去。由于HEVC分割更细致，方向也更多，因此计算量非常大，帧间预测和编码部分占了整个计算量的90％左右，要想实现高压缩性能，必须对整个编码器进行优化。如何提高HEVC的编码效率，是人们研究的热点问题。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种针对HEVC的编码加速方法、一种针对HEVC的编码加速装置、一种针对HEVC的编码加速设备、以及一种计算机可读存储介质，解决如何提高HEVC的编码效率的技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例第一方面公开了一种针对HEVC的编码加速方法，包括：获取一帧图像；对当前层编码单元CU进行合并merge预测和跳过skip预测；在对所述一帧图像进行帧间预测的过程中，根据预测指导信息指导所述当前层CU做帧间预测单元PU2N×2N预测；所述预测指导信息包括所述当前层CU做帧间PU2N×2N预测之前，已做的2N×2N的结果信息。本专利技术实施例第二方面公开了一种针对HEVC的编码加速装置，包括执行如上述第一方面的方法的单元。本专利技术实施例第三方面公开了一种针对HEVC的编码加速设备，包括处理器、输入设备、输出设备和存储器，所述处理器、输入设备、输出设备和存储器相互连接，其中，所述存储器用于存储应用程序代码，所述处理器被配置用于调用所述程序代码，执行如上述第一方面所述的方法。本专利技术实施例第四方面公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行如上述第一方面的方法。实施本专利技术实施例，在对当前层CU做帧间PU2N×2N预测时，根据预测指导信息来进行指导，该预测指导信息包括该当前层CU做帧间PU2N×2N预测之前，已做的2N×2N的结果信息；由于同一运动物体被分割为不同的CU时，每个CU可能具有相同的运动特性，以及当前层CU的上一层CU可能具有与当前层CU相同的参考帧信息，因此通过该预测指导信息来进行指导当前层CU做帧间PU2N×2N预测，能够很好地利用已有信息，避免了现有技术中由于帧间PU2Nx2N预测在其他分割前面，对帧间PU2Nx2N预测时均做多参考帧和方向全遍历，导致编码效率低的问题，提高了HEVC的编码效率。附图说明为了说明本专利技术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简单地介绍。图1是本专利技术实施例提供的HEVC的编码框架示意图；图2是本专利技术实施例提供的四叉树分割的原理示意图；图3是本专利技术实施例提供的PU划分方式的原理示意图；图4是本专利技术实施例提供的针对HEVC的编码加速方法的流程示意图；图5是本专利技术的提供的针对HEVC的编码加速方法的另一实施例的流程示意图；图6是本专利技术实施例提供的指导当前层CU做帧间PU2N×2N预测的方法流程示意图；图7是本专利技术提供的指导当前层CU做帧间PU2N×2N预测的另一实施例的方法流程示意图；图8是本专利技术实施例提供的4个子CU相对位置索引的示意图；图9是本专利技术提供的指导当前层CU做帧间PU2N×2N预测的另一实施例的方法流程示意图；图10是本专利技术实施例提供的针对HEVC的编码加速装置的结构示意图；图11是本专利技术实施例提供的针对HEVC的编码加速设备的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行描述。还应当理解，在此本专利技术说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本专利技术。还应当进一步理解，在本专利技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。具体实现中，本专利技术实施例中描述的终端包括但不限于诸如具有触摸敏感表面(例如，触摸屏显示器和/或触摸板)的移动电话、膝上型计算机或平板计算机之类的其它便携式设备。还应当理解的是，在某些实施例中，所述设备并非便携式通信设备，而是具有触摸敏感表面(例如，触摸屏显示器和/或触摸板)的台式计算机。在接下来的讨论中，描述了包括显示器和触摸敏感表面的终端。然而，应当理解的是，终端可以包括诸如物理键盘、鼠标和/或控制杆的一个或多个其它物理用户接口设备。为了更好的理解本专利技术实施例提供的一种针对HEVC的编码加速方法、针对HEVC的编码加速装置以及针对HEVC的编码加速设备，下面先对本专利技术实施例适用的HEVC的编码框架进行描述。参阅图1，图1是本专利技术实施例提供的HEVC的编码框架示意图。如图1所示：一帧图像送入到编码器，先经过帧内或帧间预测之后，得到预测值，预测值与输入数据相减，得到残差，然后进行离散余弦变换(DiscreteCosineTransform，DCT)变化和量化，得到残差系数，然后送入熵编码模块输出码流，同时，残差系数经反量化反变换之后，得到重构图像的残差值，再和帧内或者帧间的预测值相加，从而得到了重构图像，重构图像再经环内滤波之后，进入参考帧队列，作为下一帧的参考图像，从而一帧帧向后编码。HEVC编码单元的概念和作用与H.264中的宏块相同，只是HEVC种编码快的分割更加灵活。编码单元CU采用四叉树结构，首先将一帧图像分成若干个一定大小互不重叠的矩形块，每一个块即为最大编码单元(LCU)。每个LCU又可以分为从64×64到8×8不同大小的CU，且对CU的最大/最小值在配置文件中还可以修改。如图2示出的本专利技术实施例提供的四叉树分割的原理示意图。CU采用四叉树的分割方式，具体的分割过程用两个变量进行标记：分割深度(Depth)和分割标记符(Split_flag)。最大的CU(LCU)的大小可以为64×64，深度为0，用CU0表示，CU0可以分成四个大小为32×32的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对HEVC的编码加速方法，其特征在于，包括：获取一帧图像；对当前层编码单元CU进行合并merge预测和跳过skip预测；在对所述一帧图像进行帧间预测的过程中，根据预测指导信息指导所述当前层CU做帧间预测单元PU 2N×2N预测；所述预测指导信息包括所述当前层CU做帧间PU 2N×2N预测之前，已做的2N×2N的结果信息。

【技术特征摘要】
1.一种针对HEVC的编码加速方法，其特征在于，包括：获取一帧图像；对当前层编码单元CU进行合并merge预测和跳过skip预测；在对所述一帧图像进行帧间预测的过程中，根据预测指导信息指导所述当前层CU做帧间预测单元PU2N×2N预测；所述预测指导信息包括所述当前层CU做帧间PU2N×2N预测之前，已做的2N×2N的结果信息。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预测指导信息包括当前层CU的合并merge信息；所述根据预测指导信息指导所述当前层CU做帧间预测单元PU2N×2N预测包括：在当前层CU的深度为0的情况下，根据当前层CU的merge2N×2N的结果信息指导所述当前层CU做帧间预测单元PU2N×2N预测。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据当前层CU的merge2N×2N的结果信息指导所述当前层CU做帧间预测单元PU2N×2N预测包括：通过第一多参考帧模板mask_merge指定的方向和参考帧指导所述当前层CU做帧间预测单元PU2N×2N预测；其中，所述mask_merge的低16位记录前向参考帧信息，高16位记录后向参考帧信息；所述低16位或所述高16位中，第i位的数值指示当前第i个参考帧是否存在；所述i为大于等于1，小于等于16的自然数；其中，mask_merge＝((interdir&1)<<refIdx[0])|((interdir>>1)<<(refIdx[1]+16))所述interdir表示merge的方向信息；所述refIdx[0]对应merge2N×2N的前向参考帧；所述refIdx[1]对应merge2N×2N的后向参考帧。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据当前层CU的merge2N×2N的结果信息指导所述当前层CU做帧间预测单元PU2N×2N预测包括：通过第二多参考帧模板mask2指定的方向和参考帧指导所述当前层CU做帧间预测单元PU2N×2N预测；其中，所述mask2的低16位记录前向参考帧信息，高16位记录后向参考帧信息；所述低16位或所述高16位中，第i位的数值指示当前第i个参考帧是否存在；所述i为大于等于1，小于等于16的自然数；其中，mask2＝(mask_merge|0x00030003)；mask_merge＝((interdir&1)<<refIdx[0])|((interdir>>1)<<(refIdx[1]+16))所述interdir表示merge的方向信息；所述refIdx[0]对应merge2N×2N的前向参考帧；所述refIdx[1]对应merge2N×2N的后向参考帧。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预测指导信息包括所述当前层CU的上一层CU做PU2N×2N预测的结果信息；所述根据预测指导信息指导所述当前层CU做帧间预测单元PU2N×2N预测包括：在当前层CU的深度为1或2的情况下，根据当前层CU的上一层CU做PU2N×2N的结果信息UpperCU指导所述当前层CU做帧间预测单元PU2N×2N预测。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据当前层CU的上一层CU做PU2N×2N的结果信息UpperCU指导所述当前层CU做帧间预测单元PU2N×2N预测包括：在所述当前层CU是当前层CU的上一层CU的第一个子CU的情况下，通过第三多参考帧模板Mask3指定的方向和参考帧指导所述当前层CU做帧间预测单元PU2N×2N预测；其中，所述Mask3的低16位记录前向参考帧信息，高16位记录后向参考帧信息；所述低16位或所述高16位中，第i位的数值指示当前第i个参考帧是否存在；所述i为大于等于1，小于等于16的自然数；其中，Mask3＝((interdir_UpperCU&1)<<refIdx_UpperCU[0])|((interdir_UpperCU>>1)<<(refIdx_UpperCU[1]+16))；所述interdir_UpperCU表示UpperCU的方向信息；所述refIdx_UpperCU[0]对应UpperCU2N×2N的前向参考帧；所述refIdx_UpperCU[1]对应UpperCU2N×2N的后向参考帧。7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据当前层CU的上一层CU做PU2N×2N的结果信息UpperCU指导所述当前层CU做帧间预测单元PU2N×2N预测包括：在所述当前层CU不是当前层CU的上一层CU的第一个子CU的情况下，通过第四多参考帧模板Mask4指定的方向和参考帧指导所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏顺，
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