一種幀內(nèi)預(yù)測(cè)塊劃分方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種幀內(nèi)預(yù)測(cè)塊劃分方法和系統(tǒng)。新的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)HEVC支持64x64大尺寸塊的劃分，相應(yīng)的幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式數(shù)量也急劇上升，隨之帶來(lái)的計(jì)算量也是巨大的。本發(fā)明方法通過(guò)對(duì)編碼片源的分析，自適應(yīng)確定預(yù)測(cè)單元的尺寸，從而降低編碼器，在幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼中預(yù)測(cè)模式遍歷尋優(yōu)上的計(jì)算量，使得本發(fā)明方法在保持率失真性能穩(wěn)定性的同時(shí)，減少編碼的計(jì)算量。
【專利說(shuō)明】一種幀內(nèi)預(yù)測(cè)塊劃分方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及視頻編解碼領(lǐng)域，尤其涉及一種幀內(nèi)預(yù)測(cè)塊劃分方法和系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 新的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)HEVC支持64x64大尺寸塊的劃分。相應(yīng)的幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式數(shù)量 也急劇上升，其中僅8x8塊的幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式就從h264的9種模式增加為35種，這雖然提升 了率失真性能，但隨之帶來(lái)的計(jì)算量也是巨大的。
[0003] 針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種幀內(nèi)預(yù)測(cè)塊劃分方法和系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提出一種幀內(nèi)預(yù)測(cè)塊劃分方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)新的 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)HEVC支持64x64大尺寸塊的劃分，相應(yīng)的幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式數(shù)量也急劇上升，隨 之帶來(lái)的計(jì)算量也是巨大的問(wèn)題。
[0005] 本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種幀內(nèi)預(yù)測(cè)塊劃分方法，所述方法包括：
[0006] Stepl :根據(jù)輸入編碼源的尺寸，確定編碼單元的最大尺寸；
[0007] St印2 :如果當(dāng)前幀為第一幀或者當(dāng)前幀為I幀，則進(jìn)入步驟St印3 ;否則，進(jìn)入步 驟St印5 ;
[0008] Step3 :將當(dāng)前幀劃分為Nmax X Nmax的基本塊，然后計(jì)算每一個(gè)基本塊的復(fù)雜度參 數(shù)；
[0009] Step4:確定當(dāng)前編碼片源當(dāng)前場(chǎng)景中，每個(gè)基本塊所支持的預(yù)測(cè)單元的最大尺 寸、最小尺寸；
[0010] St印5 :對(duì)當(dāng)前幀進(jìn)行編碼；
[0011] Step6 :如果下一個(gè)巾貞存在，則進(jìn)入Step7 ;否則，結(jié)束；
[0012] St印7 :統(tǒng)計(jì)當(dāng)前幀的廣義I基本塊數(shù)量；
[0013] Step8 :如果廣義I基本塊數(shù)量大于Thres5*K，則note = 1 ;否則note = 0 ;
[0014] St印9 :將當(dāng)前幀的下一個(gè)幀內(nèi)設(shè)置為當(dāng)前幀；
[0015] SteplO :如果 note = 1，則進(jìn)入 Step3 ;否則，進(jìn)入 Step5 ;
[0016] 其中，Nmax表示確定的編碼單元的最大尺寸；Thres5為第五判定閾值， 0. 8 < Thres5 < 1，note為標(biāo)識(shí)參數(shù)，K表示當(dāng)前巾貞包含的基本塊個(gè)數(shù)。
[0017] 本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提出一種幀內(nèi)預(yù)測(cè)塊劃分系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
[0018] 編碼單元最大尺寸確認(rèn)模塊，用于根據(jù)輸入編碼源的尺寸，確定編碼單元的最大 尺寸；
[0019] 第一判斷模塊，用于判斷如果當(dāng)前幀為第一幀或者當(dāng)前幀為I幀，則進(jìn)入基本塊 復(fù)雜度參數(shù)計(jì)算模塊；否則，進(jìn)入編碼模塊；
[0020] 基本塊復(fù)雜度參數(shù)計(jì)算模塊，用于將當(dāng)前幀劃分為Nmax X Nmax的基本塊，然后計(jì)算 每一個(gè)基本塊的復(fù)雜度參數(shù)；Nmax表不確定的編碼單兀的最大尺寸；
[0021] 塊所支持的預(yù)測(cè)單元尺寸確認(rèn)裝置，用于確定當(dāng)前編碼片源當(dāng)前場(chǎng)景中，每個(gè)基 本塊所支持的預(yù)測(cè)單元的最大尺寸、最小尺寸；
[0022] 編碼模塊，用于對(duì)當(dāng)前幀進(jìn)行編碼；
[0023] 尾幀判斷模塊，用于判斷是否下一個(gè)幀存在，若是則進(jìn)入廣義I基本塊數(shù)量統(tǒng)計(jì) 豐吳塊；否則，結(jié)束；
[0024] 廣義I基本塊數(shù)量統(tǒng)計(jì)模塊，用于統(tǒng)計(jì)當(dāng)前幀的廣義I基本塊數(shù)量；
[0025] 廣義I基本塊數(shù)量閾值判斷模塊，用于判斷是否廣義I基本塊數(shù)量大于Thres5*K， 并將判斷結(jié)果發(fā)送給幀標(biāo)識(shí)參數(shù)設(shè)置模塊；
[0026] 其中，Thres5為第五判定閾值，通常0. 8 < Thres5 < I ;K表示當(dāng)前幀包含的基本 塊個(gè)數(shù)；note為標(biāo)識(shí)參數(shù)。
[0027] 幀標(biāo)識(shí)參數(shù)設(shè)置模塊，用于根據(jù)廣義I基本塊數(shù)量閾值判斷模塊發(fā)送的判斷結(jié) 果，當(dāng)廣義I基本塊數(shù)量大于Thres 5*K時(shí)，設(shè)置note = 1 ;否則note = 0。
[0028] 下一幀幀設(shè)置模塊，用于將當(dāng)前幀的下一個(gè)幀內(nèi)設(shè)置為當(dāng)前幀；
[0029] 幀標(biāo)識(shí)參數(shù)判斷模塊，用于判斷當(dāng)note = 1時(shí)，則進(jìn)入基本塊復(fù)雜度參數(shù)計(jì)算模 塊；否則，進(jìn)入編碼模塊。
[0030] 本發(fā)明的有益效果
[0031] 新的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)HEVC支持64x64大尺寸塊的劃分。相應(yīng)的幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式數(shù)量 也急劇上升，其中僅8x8塊的幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式就從h264的9種模式增加為35種，這雖然提升 了率失真性能，但隨之帶來(lái)的計(jì)算量也是巨大的。
[0032] 針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種幀內(nèi)預(yù)測(cè)塊劃分方法和系統(tǒng)。本發(fā)明方法通過(guò)對(duì) 編碼片源的分析，自適應(yīng)確定預(yù)測(cè)單元的尺寸，從而降低編碼器，在幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼中預(yù)測(cè)模 式遍歷尋優(yōu)上的計(jì)算量，使得本發(fā)明方法在保持率失真性能穩(wěn)定性的同時(shí)，減少編碼的計(jì) 牲且 昇里。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0033] 圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種幀內(nèi)預(yù)測(cè)塊劃分方法流程圖；
[0034] 圖2是圖1方法Step4中計(jì)算每一個(gè)基本塊的復(fù)雜度參數(shù)方法流程圖；
[0035] 圖3是圖2方法Step41中進(jìn)行復(fù)雜度聚類劃分的方法流程圖；
[0036] 圖4是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種幀內(nèi)預(yù)測(cè)塊劃分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0037] 圖5是圖4系統(tǒng)中塊所支持的預(yù)測(cè)單元尺寸確認(rèn)裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0038] 圖6是圖5裝置中復(fù)雜度聚類劃分裝置的結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0039] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，為了便于說(shuō)明，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分。應(yīng)當(dāng)理 解，此處所描寫的具體實(shí)施例，僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用以限制本發(fā)明。
[0040] 本發(fā)明方法實(shí)施例提出一種幀內(nèi)預(yù)測(cè)塊劃分方法和系統(tǒng)。本發(fā)明方法實(shí)施例通過(guò) 對(duì)編碼片源的分析，自適應(yīng)確定預(yù)測(cè)單元的尺寸，從而降低編碼器，在幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼中預(yù)測(cè) 模式遍歷尋優(yōu)上的計(jì)算量，使得本發(fā)明方法實(shí)施例在保持率失真性能穩(wěn)定性的同時(shí)，減少 編碼的計(jì)算量。
[0041] 實(shí)施例一
[0042] 圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種幀內(nèi)預(yù)測(cè)塊劃分方法流程圖；所述方法包括以下 步驟：
[0043] St印1 :根據(jù)輸入編碼源的尺寸，確定編碼單元的最大尺寸。
[0044]

【權(quán)利要求】
1. 一種幀內(nèi)預(yù)測(cè)塊劃分方法，其特征在于，所述方法包括： Stepl:根據(jù)輸入編碼源的尺寸，確定編碼單元的最大尺寸； St印2 :如果當(dāng)前幀為第一幀或者當(dāng)前幀為I幀，則進(jìn)入步驟St印3 ;否則，進(jìn)入步驟Step5 ； Step3 :將當(dāng)前幀劃分為NmaxXNmax的基本塊，然后計(jì)算每一個(gè)基本塊的復(fù)雜度參數(shù)；Step4:確定當(dāng)前編碼片源當(dāng)前場(chǎng)景中，每個(gè)基本塊所支持的預(yù)測(cè)單元的最大尺寸、最 小尺寸； St印5 :對(duì)當(dāng)前幀進(jìn)行編碼； Step6 :如果下一個(gè)巾貞存在，則進(jìn)入Step7 ;否則，結(jié)束； Step7:統(tǒng)計(jì)當(dāng)前幀的廣義I基本塊數(shù)量； Step8 :如果廣義I基本塊數(shù)量大于Thres5*K，則note=1 ;否則note=0 ; Step9 :將當(dāng)前幀的下一個(gè)幀內(nèi)設(shè)置為當(dāng)前幀； SteplO :如果note=1，則進(jìn)入Step3 ;否則，進(jìn)入Step5 ; 其中，N_表示確定的編碼單元的最大尺寸；Thres5為第五判定閾值， 0. 8 <Thres5 < 1，note為標(biāo)識(shí)參數(shù)，K表示當(dāng)前巾貞包含的基本塊個(gè)數(shù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的幀內(nèi)預(yù)測(cè)塊劃分方法，其特征在于，
3. 如權(quán)利要求1所述的幀內(nèi)預(yù)測(cè)塊劃分方法，其特征在于，所述計(jì)算每一個(gè)基本塊的 復(fù)雜度參數(shù)具體為： vark = std(y(i, j) |y(i, j) G blockk) 其中，將NmaxXN_的塊稱為基本塊；std($i|$ft)表示對(duì)滿足條件的所有變量求均方 差；y(i，j)表示幀亮度信息第i行第j列的像素值；blockk表示當(dāng)前幀的第k個(gè)基本塊；k 表示基本塊在當(dāng)前幀中的位置序號(hào)；vark表示第k個(gè)基本塊的復(fù)雜度參數(shù)。
4. 如權(quán)利要求1所述的幀內(nèi)預(yù)測(cè)塊劃分方法，其特征在于，所述計(jì)算每一個(gè)基本塊的 復(fù)雜度參數(shù)方法包括以下步驟： St印41:進(jìn)行復(fù)雜度聚類劃分； Step42:根據(jù)當(dāng)前幀每個(gè)基本塊的歸類值，確定每個(gè)基本塊預(yù)測(cè)單元的最大尺寸、最小 尺寸。
5. 如權(quán)利要求4所述的幀內(nèi)預(yù)測(cè)塊劃分方法，其特征在于，所述進(jìn)行復(fù)雜度聚類劃分 的方法包括以下步驟： Step411 :令迭代次數(shù)number_k= 0,并計(jì)算迭代中心； centerj = mean (vark | vark ^ weight^kmean), center2 = mean (vark | weight1*kmean<vark ^ weight2*kmean), center3=mean(vark|vark>weight2*kmean)其中 kmean = mean (vark 11 ^ k ^ K) 其中，mean($a：IMt：)表示對(duì)滿足條件的所有變量求均值；K表示當(dāng)前巾貞包含的基本塊 個(gè)數(shù)；centerrcenter^centei^分別表示第一、第二、第三迭代中心；weighi^weighi^分別 表示第一、第二權(quán)重因子，〇. 2 <weighfweghh< 5 ;number_k表示迭代次數(shù)； Step412 :對(duì)每一個(gè)基本塊進(jìn)行歸類；
其中屯=abs(vark-centeri)，i= 1，2, 3 其中，min表示求最小值；abs表示求絕對(duì)值；notek表示第k個(gè)基本塊的歸類值；Step413 :令number_k=number_k+l，并計(jì)算新迭代中心；
其中，rtWt:/廣'表示新獲取的第i個(gè)迭代中心； Step414 :如果number_k>Thres3 或者 ?"?如廣-《"?吟尸 11SS3J<r/?ms'4，則進(jìn)入Step42 ;否貝 1J，令 =cn""廣，1 < < 3，然后重新進(jìn)入Step412 ; 其中，Thres3、Thres4分別表示第三、第四門限閾值，2彡Thres3彡10、Thres4彡0. 01 ;sum($：a：, 表示對(duì)滿足條件的所有變量求和。
6. 如權(quán)利要求5所述的幀內(nèi)預(yù)測(cè)塊劃分方法，其特征在于，所述"根據(jù)當(dāng)前幀每個(gè)基 本塊的歸類值，確定每個(gè)基本塊預(yù)測(cè)單元的最大尺寸、最小尺寸"具體為：
其中，max_PU、min_PU分別表示當(dāng)前編碼器采用的壓縮標(biāo)準(zhǔn)支持的預(yù)測(cè)單元最大尺寸、 預(yù)測(cè)單元最小尺寸；分別表示確定的第k個(gè)基本塊的預(yù)測(cè)單元最大尺寸、預(yù) 測(cè)單元最小尺寸；min 表示求數(shù)值1與數(shù)值2兩者中的最小值；kstdi表示第i類 的復(fù)雜度分布參數(shù)；leveli表示第i類的劃分參數(shù)，Ki< 3。
7. 如權(quán)利要求6所述的幀內(nèi)預(yù)測(cè)塊劃分方法，其特征在于，所述統(tǒng)計(jì)當(dāng)前幀的廣義I 基本塊數(shù)量具體為： number1 =sum(sign(blockk，I))其中，
其中，sum(變量）表示對(duì)變量求和；基本子塊表示尺寸小于基本塊的塊；number1表示 當(dāng)前幀廣義I基本塊數(shù)量。
8. -種幀內(nèi)預(yù)測(cè)塊劃分系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括： 編碼單元最大尺寸確認(rèn)模塊，用于根據(jù)輸入編碼源的尺寸，確定編碼單元的最大尺 寸； 第一判斷模塊，用于判斷如果當(dāng)前幀為第一幀或者當(dāng)前幀為I幀，則進(jìn)入基本塊復(fù)雜 度參數(shù)計(jì)算模塊；否則，進(jìn)入編碼模塊； 基本塊復(fù)雜度參數(shù)計(jì)算模塊，用于將當(dāng)前幀劃分為1"X\"的基本塊，然后計(jì)算每一 個(gè)基本塊的復(fù)雜度參數(shù)；N_表示確定的編碼單元的最大尺寸； 塊所支持的預(yù)測(cè)單元尺寸確認(rèn)裝置，用于確定當(dāng)前編碼片源當(dāng)前場(chǎng)景中，每個(gè)基本塊 所支持的預(yù)測(cè)單元的最大尺寸、最小尺寸； 編碼模塊，用于對(duì)當(dāng)前幀進(jìn)行編碼； 尾幀判斷模塊，用于判斷是否下一個(gè)幀存在，若是則進(jìn)入廣義I基本塊數(shù)量統(tǒng)計(jì)模塊； 否則，結(jié)束； 廣義I基本塊數(shù)量統(tǒng)計(jì)模塊，用于統(tǒng)計(jì)當(dāng)前幀的廣義I基本塊數(shù)量； 廣義I基本塊數(shù)量閾值判斷模塊，用于判斷是否廣義I基本塊數(shù)量大于Thres5*K，并將 判斷結(jié)果發(fā)送給幀標(biāo)識(shí)參數(shù)設(shè)置模塊； 其中，Thres5為第五判定閾值，0.8<Thres5< 1 ;K表示當(dāng)前幀包含的基本塊個(gè)數(shù)；note為標(biāo)識(shí)參數(shù)； 幀標(biāo)識(shí)參數(shù)設(shè)置模塊，用于根據(jù)廣義I基本塊數(shù)量閾值判斷模塊發(fā)送的判斷結(jié)果，當(dāng) 廣義I基本塊數(shù)量大于Thres5*K時(shí)，設(shè)置note= 1 ;否則note= 0。 下一幀幀設(shè)置模塊，用于將當(dāng)前幀的下一個(gè)幀內(nèi)設(shè)置為當(dāng)前幀； 幀標(biāo)識(shí)參數(shù)判斷模塊，用于判斷當(dāng)note= 1時(shí)，則進(jìn)入基本塊復(fù)雜度參數(shù)計(jì)算模塊；否 貝1J，進(jìn)入編碼模塊。
9. 如權(quán)利要求8所述的幀內(nèi)預(yù)測(cè)塊劃分系統(tǒng)，其特征在于， 所述"編碼單元最大尺寸確認(rèn)模塊，用于根據(jù)輸入編碼源的尺寸，確定編碼單元的最大 尺寸"具體為：
所述計(jì)算每一個(gè)基本塊的復(fù)雜度參數(shù)具體為：vark = std(y(i, j) |y(i, j) G blockk) 其中，將NmaxXN_的塊稱為基本塊；std($i|$ft)表示對(duì)滿足條件的所有變量求均方 差；y(i，j)表示幀亮度信息第i行第j列的像素值；blockk表示當(dāng)前幀的第k個(gè)基本塊；k 表示基本塊在當(dāng)前幀中的位置序號(hào)；vark表示第k個(gè)基本塊的復(fù)雜度參數(shù)； 所述統(tǒng)計(jì)當(dāng)前幀的廣義I基本塊數(shù)量具體為：number1 =sum(sign(blockk，I))其中，
其中，sum(變量）表示對(duì)變量求和；基本子塊表示尺寸小于基本塊的塊；number1表示 當(dāng)前幀廣義I基本塊數(shù)量。
10. 如權(quán)利要求9所述的幀內(nèi)預(yù)測(cè)塊劃分系統(tǒng)，其特征在于，所述塊所支持的預(yù)測(cè)單元 尺寸確認(rèn)裝置包括： 復(fù)雜度聚類劃分裝置，用于進(jìn)行復(fù)雜度聚類劃分； 塊預(yù)測(cè)單元尺寸確認(rèn)模塊，用于根據(jù)當(dāng)前幀每個(gè)基本塊的歸類值，確定每個(gè)基本塊預(yù) 測(cè)單元的最大尺寸、最小尺寸。
11. 如權(quán)利要求10所述的幀內(nèi)預(yù)測(cè)塊劃分系統(tǒng)，其特征在于， 所述"根據(jù)當(dāng)前幀每個(gè)基本塊的歸類值，確定每個(gè)基本塊預(yù)測(cè)單元的最大尺寸、最小尺 寸"具體為：
其中，max_PU、min_PU分別表示當(dāng)前編碼器采用的壓縮標(biāo)準(zhǔn)支持的預(yù)測(cè)單元最大尺寸、 預(yù)測(cè)單元最小尺寸；、PMt,,分別表示確定的第k個(gè)基本塊的預(yù)測(cè)單元最大尺寸、預(yù) 測(cè)單元最小尺寸；min 表示求數(shù)值1與數(shù)值2兩者中的最小值；kstdi表示第i類 的復(fù)雜度分布參數(shù)；leveli表示第i類的劃分參數(shù)，1 <i< 3 ;notek表示第k個(gè)基本塊的 歸類值。
12. 如權(quán)利要求11所述的幀內(nèi)預(yù)測(cè)塊劃分系統(tǒng)，其特征在于，所述復(fù)雜度聚類劃分裝 置包括： 迭代中心計(jì)算模塊，用于令迭代次數(shù)number_k= 0,并計(jì)算迭代中心； 基本塊歸類模塊，用于對(duì)每一個(gè)基本塊進(jìn)行歸類； 新迭代中心計(jì)算模塊，用于令number_k=number_k+l，并計(jì)算新迭代中心； 第二閾值判斷處理模塊，用于判斷如果number_k>Thres3或者 冊(cè)"價(jià)-c⑶吟,廣11S/ < 3j<r/2ms4，貝ij進(jìn)入塊 令cenk/; = 1 < 7 < 3，然廠『重新進(jìn)入基本塊歸類模塊。 其中，Thres3、Thres4分別表示第三、第四門限閾值，2彡Thres3彡10、Thres4彡0. 01 ;sum(變M !條件）表示對(duì)滿足條件的所有變量求和，center表示第i個(gè)迭代中心；廣表 示新獲取的第i個(gè)迭代中心。
13.如權(quán)利要求12所述的幀內(nèi)預(yù)測(cè)塊劃分系統(tǒng)， 所述迭代中心計(jì)算模塊中，計(jì)算迭代中心具體為： centerj=mean(vark |vark ^weight^kmean), center2 = mean (vark | weight1*kmean<vark ^ weight2*kmean), center3 =mean(vark |vark>weight2*kmean) 其中，kmean=mean(vark11 <k<K) 表示對(duì)滿足條件的所有變量求均值；K表示當(dāng)前巾貞包含的基本塊個(gè)數(shù)；center^center2、center3分別表示第一、第二、第三迭代中心；weightyweight2分別表示 第一、第二權(quán)重因子，一般取〇? 2 <weighfweghh< 5 ;number_k表示迭代次數(shù)； 所述基本塊歸類模塊中，對(duì)每一個(gè)基本塊進(jìn)行歸類，具體為：
，其中屯=abs(vark-center)，i= 1，2, 3 其中，min表示求最小值；abs表示求絕對(duì)值；notek表示第k個(gè)基本塊的歸類值； 所述新迭代中心計(jì)算模塊中，計(jì)算新迭代中心具體為：
其中，cwto廠表示新獲取的第i個(gè)迭代中心。
【文檔編號(hào)】H04N19/593GK104410858SQ201410657835
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月18日
【發(fā)明者】馬國(guó)強(qiáng) 申請(qǐng)人:深圳市云宙多媒體技術(shù)有限公司