一种基于纹理的通用视频编码帧内快速预测的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于纹理的通用视频编码帧内快速预测方法，包括下列步骤：1)判断当前帧中划分块是否为亮度块，若是则执行快速预测；2)对视频中每个内部画面帧(I帧)图像中帧内预测时划分的块大小进行判断，大于等于32×32的块，即为大块；3)对于大块，利用块内标准差判定其复杂度，然后根据其量化参数值、视频尺寸大小及纹理复杂度因素判定其是否跳过多类型块划分；4)对于剩余的块，利用梯度方向判定其总体纹理方向，根据纹理方向决定是否跳过垂直或者水平多类型块划分；5)对于所有大小的块，根据块内平均梯度值以及标准差的联合决策，判定其是否提前终止划分。因为提前终止或者跳过了一部分块划分过程，减少了很多冗余的递归划分，在几乎不降低视频质量的情况下，节省了大量的编码时间。

【技术实现步骤摘要】
一种基于纹理的通用视频编码帧内快速预测的方法
本专利技术涉及一种基于纹理的通用视频编码帧内快速预测的方法。
技术介绍
视频压缩在视频处理领域有着广泛的应用。一般来说原始的视频由于包含非常庞大的数据量而无法直接应用。例如一段普通的时长90分钟的标清电影(分辨率720×576，采样格式YCbCr，帧率25fps)所需的存储空间大约为80G。这样的数据量对使用普通计算机的用户来说，存储的代价是巨大的。同时在高帧率、高清晰度数字视频普及的今天，日趋流行的超高清视频将使得视频数据量以及存储代价变得更加惊人。此外巨大的数据量在网络中也难以实现实时地传输。因此，如何压缩视频数据以降低空间存储和网络传输的代价是一件具有实际应用价值的工作。目前最有效的方法就是通过相关的视频压缩技术降低原始视频的数据量，节省存储空间，降低网络传输代价。视频压缩一般通过一组对应的编解码器来实现。其中编码器的作用就是通过一定的技术降低或消除视频图像的空间冗余、时间冗余和结构冗余以及统计冗余等，从而将视频转换成压缩后的形式，以便于传输和存储。在实际应用的过程中，压缩的视频数据再本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于纹理复杂度的通用视频编码帧内快速预测的方法，其特征在于：在通用视频编码的测试模型中引入梯度及标准差的纹理度量，利用基于图像块的纹理复杂度以及纹理方向的约束，判定其是否有必要继续划分，或者有必要进行某部分划分，从而对帧内块划分进行提前跳过或终止。/nH.266/VVC采用基于块的混合视频编码结构，但是与HEVC中只有方形块的四叉树(QT)划分不同，其采用的是多类型(QTMT)划分结构。QTMT主要包括3种划分结构，分别是四叉树划分结构(QT)、三叉树划分结构(TT)和二叉树划分结构(BT)，其中TT和BT又分为垂直划分和水平划分两种方式。/nVVC中根据不同划分方式的率失真代价(RD...

【技术特征摘要】
1.一种基于纹理复杂度的通用视频编码帧内快速预测的方法，其特征在于：在通用视频编码的测试模型中引入梯度及标准差的纹理度量，利用基于图像块的纹理复杂度以及纹理方向的约束，判定其是否有必要继续划分，或者有必要进行某部分划分，从而对帧内块划分进行提前跳过或终止。
H.266/VVC采用基于块的混合视频编码结构，但是与HEVC中只有方形块的四叉树(QT)划分不同，其采用的是多类型(QTMT)划分结构。QTMT主要包括3种划分结构，分别是四叉树划分结构(QT)、三叉树划分结构(TT)和二叉树划分结构(BT)，其中TT和BT又分为垂直划分和水平划分两种方式。
VVC中根据不同划分方式的率失真代价(RDcost)的值来确定CU的最佳的划分。在所有可能的划分中RDcost最小的即为最佳的划分方式。VVC定义了一些编码参数来限制QTMT下的块划分，其中包括最大四叉树大小(MaxQTSize)、最小四叉树大小(MinQTSize)、最大二叉树大小(MinBTSize)、最小二叉树大小(MinBTSize)、最大三叉树大小(MaxTtSize)、最小三叉树大小(MinTtSize)。这些参数分别被用来限制四叉树、二叉树和三叉树的根节点的大小。
VVC中为了避免一些冗余的划分，对具体的划分情况进行了一定的限制。当当前CU块进行二叉数划分并且在二叉划分产生的两个子块中有一个子块进行了二叉树划分，则另一个子块不允许进行二叉树划分。因为这样划分所产生的结果与直接进行四叉树划分结果一致。当当前CU块进行三叉树划分时，其中间子块不允许进行二叉树划分。因为这样产生的结果与对CU块进行三次二叉树划分的结果相同。当当前CU块进行二叉树划分并且对二叉树划分所产生的两个子块中的其中一块进行三叉树划分时，另一个子块不允许三叉树划分。因为这样划分所产生的结果与先对当前块执行三叉树划分，再对其产生的三个子块进行二叉树划分的结果相同。
不可否认，相较于单纯的QT结构或是QTBT结构，QTMT由于其跟更加精细的划分结构而带来了更好的编码性能，然而，从另一方面讲，编码复杂度也随之提升。这给设计快速算法带来了更大的挑战。针对其，本发明设计了一种基于纹理的QTMT的快速划分的算法，以降低VVC中帧内编码的复杂度。
对于那些具有比较简单的纹理的块，其最终分区结果往往只具有极少的比较单调的划分。相反，对于那些纹理比较复杂的块，其最终通常选择更为多样的划分方式。


2.根据权力要求1所述的基于纹理复杂度的通用视频编码帧内快速预测的方法，其特征在于，对于大块进行多类型树划分的跳过，其具体方法为：
对于大小大于等于32×32的块，可以认为其为大块。对于32×32大小的块以及更大的块而言，很多时候会选择四叉树分裂，特别是当QP值变小以及视频尺寸变小的时候，这种情况显得尤为明显。在VTM中，128×128大小的CTU块默认拆分为4个64×64的子CU块，因而不需要考虑128×128块划分的提前跳过。
本发明是基于亮度分量的方法，所以要首先判断当前块是...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋云，刘宇，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43