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一种VVC帧内预测角度模式快速选择方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2019-06-10
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2019-10-08
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2021-03-05
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2039-06-10
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201910496326.0 申请日 2019-06-10
公开/公告号 CN110213586B 公开/公告日 2021-03-05
授权日 2021-03-05 预估到期日 2039-06-10
申请年 2019年 公开/公告年 2021年
缴费截止日
分类号 H04N19/159H04N19/137H04N19/154H04N19/19 主分类号 H04N19/159
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 2
权利要求数量 3 非专利引证数量 1
引用专利数量 3 被引证专利数量 0
非专利引证 1、2009.12.03Yinji Piao等.Encoder improvement ofunified intra prediction(JCTVC-C207). 《Joint Collaborative Team on Video Coding(JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IECJTC1/SC29/WG11 3rd Meeting》.2010,Ce-Min Fang等.Fast intra modedecision for HEVC based on directionenergy distribution《. 2013 IEEEInternational Symposium on ConsumerElectronics (ISCE)》.2013,;
引用专利 US2011243225A、EP3282701A、US2009296813A 被引证专利
专利权维持 3 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 杭州电子科技大学 当前专利权人 杭州电子科技大学
发明人 姚英彪、王娇娇、刘晴、姜显扬、许晓荣、冯维 第一发明人 姚英彪
地址 浙江省杭州市经济技术开发区白杨街道2号大街1158号 邮编 310018
申请人数量 1 发明人数量 6
申请人所在省 浙江省 申请人所在市 浙江省杭州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
浙江千克知识产权代理有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
周希良
摘要
本发明涉及一种VVC帧内预测角度模式快速选择方法,包括:计算模式2、18、34、50、66的SATD值,并比较五个模式SATD值以得到最小SATD值对应的模式i0;计算模式i0‑8和i0+8的SATD值,并比较模式i0、i0‑8、i0+8的SATD值以得到最小SATD值对应的模式i1;其中,若模式i0‑8或i0+8不存在,则不进行计算;若具有最小SATD值的模式为i1=2或i1=66,则转至S4;否则,计算第i1‑4和i1+4模式的SATD值,并比较模式i1、i1‑4、i1+4的SATD值以得到最小SATD值对应的模式i2;确定RDO模式集合,并采用VVC的RDO技术计算RDO模式集合中每种角度模式的RDO值,选择RDO值最小的角度模式作为最优角度模式。本发明有效降低了VVC帧内编码时间和复杂度。
  • 摘要附图
    一种VVC帧内预测角度模式快速选择方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2021-03-05 授权
2 2019-10-08 实质审查的生效 IPC(主分类): H04N 19/159 专利申请号: 201910496326.0 申请日: 2019.06.10
3 2019-09-06 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种VVC帧内预测角度模式快速选择方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、初次筛选:计算模式2、18、34、50、66的SATD值,并比较五个模式SATD值以得到最小SATD值对应的模式i0;
S2、二次筛选:基于初次筛选得到的最小SATD值对应的模式i0,计算模式i0-8和i0+8的SATD值,并比较模式i0、i0-8、i0+8的SATD值以得到最小SATD值对应的模式i1;其中,若模式i0-8或i0+8不存在,则不进行计算;
S3、三次筛选:若二次筛选具有最小SATD值的模式为i1=2或i1=66,则转至S4;否则,计算第i1-4和i1+4模式的SATD值,并比较模式i1、i1-4、i1+4的SATD值以得到最小SATD值对应的模式i2;
S4、确定RDO模式集合:若i1=2,则将模式2、3、4、5、6加入RDO模式集合;若i1=66,则将模式62、63、64、65、66加入RDO模式集合;否则,将模式i2-2、i2-1、i2、i2+1、i2+2加入RDO模式集合;
S4、终次筛选:采用VVC的RDO技术计算RDO模式集合中每种角度模式的RDO值,选择RDO值最小的角度模式作为最优角度模式;
所沭SATD值的计算方法为编码残差经过哈达玛变换后再取绝对值求和;
其中,D为输入矩阵的大小,H为归一化的哈达玛矩阵,X为编码残差。

2.根据权利要求1所述的一种VVC帧内预测角度模式快速选择方法,其特征在于,所述RDO技术为用于模式决定的拉格朗日率失真优化,为每一种模式计算其拉格朗日代价,其公式如下:
J=D+λ·R
其中,D表示当前预测模式下的失真,R表示编码当前预测模式下所有信息所需要的比特数,λ为拉格朗日因子。

3.根据权利要求2所述的一种VVC帧内预测角度模式快速选择方法,其特征在于,所述编码当前预测模式下所有信息包括变换系数、模式信息、宏块划分方式。
说明书

技术领域

[0001] 本发明属于视频压缩技术领域,具体涉及一种VVC帧内预测角度模式快速选择方法。

背景技术

[0002] 高清、超高清及4K视频等超高分辨率视频的出现,一方面,这意味着需要更大的带宽来传输视频数据;另一方面,也意味着需要更大的存储空间来保存视频数据。为缓解视频传输、存储对资源的需求,视频编码标准作为视频压缩技术的一种常用有效手段,目标是在不降低视频解码后的视频质量的条件下,最大可能地提高视频压缩比。视频编码标准发展历程中,一直都在探索创新中寻求新的突破,截止目前已经发布了很多不同的版本,最新版本是还在不断完善中的H.266/VVC(versatile video coding)标准。
[0003] VVC预测编码包括帧内预测编码和帧间预测编码;其中,帧内预测编码消除了大量空域冗余,它是利用同一帧已编码完成的像素点对即将编码的像素点进行预测。VVC帧内预测模式由H.265原有的35种增加到67种,即DC模式,Planar平面模式,和65种角度预测模式。预测模式的增加大大提高了帧内预测的准确性,但同时也带来了非常高的计算复杂度。VVC帧内预测通过采用粗模式选择(RMD)和最有可能预测模式(MPM)相结合的方法减少率失真优化(RDO)过程中涉及到的角度预测模式,从而降低计算复杂度;即便如此,VVC的帧内预测模式仍然涉及到众多的角度模式选择,运算量非常大。

发明内容

[0004] 基于现有技术中存在的上述不足,本发明提供一种VVC帧内预测角度模式快速选择方法。
[0005] 为了达到上述发明目的,本发明采用以下技术方案:
[0006] 一种VVC帧内预测角度模式快速选择方法,包括以下步骤:
[0007] S1、初次筛选:计算模式2、18、34、50、66的SATD值,并比较五个模式SATD值以得到最小SATD值对应的模式i0;
[0008] S2、二次筛选:基于初次筛选得到的最小SATD值对应的模式i0,计算模式i0-8和i0+8的SATD值,并比较模式i0、i0-8、i0+8的SATD值以得到最小SATD值对应的模式i1;其中,若模式i0-8或i0+8不存在,则不进行计算;
[0009] S3、三次筛选:若二次筛选具有最小SATD值的模式为i1=2或i1=66,则转至S4;否则,计算第i1-4和i1+4模式的SATD值,并比较模式i1、i1-4、i1+4的SATD值以得到最小SATD值对应的模式i2;
[0010] S4、确定RDO模式集合:若i1=2,则将模式2、3、4、5、6加入RDO模式集合;若i1=66,则将模式62、63、64、65、66加入RDO模式集合;否则,将模式i2-2、i2-1、i2、i2+1、i2+2加入RDO模式集合;
[0011] S4、终次筛选:采用VVC的RDO技术计算RDO模式集合中每种角度模式的RDO值,选择RDO值最小的角度模式作为最优角度模式。
[0012] 作为优选方案,所述SATD值的计算方法为编码残差经过哈达玛变换后再取绝对值求和;
[0013]
[0014] 其中,D为输入矩阵的大小,H为归一化的哈达玛矩阵,X为编码残差。
[0015] 作为优选方案,所述RDO技术为用于模式决定的拉格朗日率失真优化,为每一种模式计算其拉格朗日代价,其公式如下:
[0016] J=D+λ·R
[0017] 其中,D表示当前预测模式下的失真,R表示编码当前预测模式下所有信息所需要的比特数,λ为拉格朗日因子。
[0018] 作为优选方案,所述编码当前预测模式下所有信息包括变换系数、模式信息、宏块划分方式。
[0019] 本发明与现有技术相比,有益效果是:
[0020] 本发明的VVC帧内预测角度模式快速选择方法,通过采用二分法的思想,使用SATD略过部分帧内编码角度预测模式,减少RDO计算时涉及到的角度预测模式,从而快速得到最优的角度预测模式;本发明的方法在保证视频质量基本不变的前提下,有效地降低了VVC帧内编码时间和复杂度。

实施方案

[0023] 为了更清楚地说明本发明实施例,下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图,并获得其他的实施方式。
[0024] 如图1和2所示,本发明实施例的VVC帧内预测角度模式快速选择方法,以亮度帧内编码模式选择为例,具体包括以下步骤:
[0025] 步骤1:初次筛选:计算第2、18、34、50、66模式的SATD,比较五个模式SATD值后,得出具有最小SATD值的模式i0。
[0026] 以亮度编码块(CU)为例,针对当前亮度编码块CU,分别按2、18、34、50、66模式计算得到预测亮度编码块CU,那么编码残差Diff为:
[0027] Diff=CU_ori-CU_pro
[0028] CU_ori表示原始亮度编码块CU的像素值,CU_pre表示预测编码块CU的像素值,Diff表示原始亮度编码块和预测亮度编码块之间的像素差异值。
[0029] 将残差经过哈达玛变换后再取绝对值求和,其公式如下所示:
[0030]
[0031] 其中,D为输入矩阵的大小,H为归一化的哈达玛矩阵,X为残差信号矩阵,即编码残差。
[0032] 比较五个模式SATD值后,得出具有最小SATD值的模式i0。
[0033] 步骤2:二次筛选。
[0034] 若初次筛选具有最小SATD值的模式为i0(i0=2、18、34、50、66),计算第i0-8和i0+8模式的SATD(若第i0-8或i0+8模式不存在,则不进行计算),比较模式i0、i0-8、i0+8的SATD值,得出具有最小SATD值的模式i1。
[0035] 具体来说,若初次筛选具有最小SATD值的模式为2,计算第10模式的SATD,比较模式2、10的SATD值,得出具有最小SATD值的模式i1;若初次筛选具有最小SATD值的模式为18,计算第10和26模式的SATD,比较模式10、18、26的SATD值,得出具有最小SATD值的模式i1;若初次筛选具有最小SATD值的模式为34,计算第26和42模式的SATD,比较模式26、34、42的SATD值,得出具有最小SATD值的模式i1;若初次筛选具有最小SATD值的模式为50,计算第42和58模式的SATD,比较模式42、50、58的SATD值,得出具有最小SATD值的模式i1;若初次筛选具有最小SATD值的模式为66,计算第58模式的SATD,比较模式58、66的SATD值,得出具有最小SATD值的模式i1。
[0036] 步骤3:三次筛选。若二次筛选具有最小SATD值的模式为i1=2或i1=66,则进入步骤4;否则,计算第i1-4和i1+4模式的SATD(i1=10、18、26、34、42、50、58),比较模式i1、i1-4、i1+4的SATD值,得出具有最小SATD值的模式i2。
[0037] 具体来说,若二次筛选具有最小SATD值的模式为i1=2,则进入步骤4;若二次筛选具有最小SATD值的模式为i1=10,计算第6和14模式的SATD,比较模式6、10、14的SATD值,得出具有最小SATD值的模式i2;若二次筛选具有最小SATD值的模式为i1=18,计算第14和22模式的SATD,比较模式14、18、22的SATD值,得出具有最小SATD值的模式i2;若二次筛选具有最小SATD值的模式为i1=26,计算第22和30模式的SATD,比较模式22、26、30的SATD值,得出具有最小SATD值的模式i2;若二次筛选具有最小SATD值的模式为i1=34,计算第30和38模式的SATD,比较模式30、34、38的SATD值,得出具有最小SATD值的模式i2;若二次筛选具有最小SATD值的模式为i1=42,计算第38和46模式SATD,比较模式38、42、46的SATD值,得出具有最小SATD值的模式i2;若二次筛选具有最小SATD值的模式为i1=50,计算第46和54模式的SATD,比较模式46、50、54的SATD值,得出具有最SATD值的模式i2;若二次筛选具有最小SATD值的模式为i1=58,计算第54和62模式的SATD,比较模式54、58、62的SATD值,得出具有最小SATD值的模式i2;若二次筛选具有最小SATD值的模式为i1=66,则进入步骤4。
[0038] 步骤4:确定RDO模式集合。若具有最小SATD值的模式为2,将模式2、3、4、5、6加入到RDO模式集合;若具有最小SATD值的模式为66,将模式62、63、64、65、66加入到RDO模式集合;否则,具有最小SATD值的模式为上步得到的i2,此时将模式i2-2、i2-1、i2、i2+1、i2+2加入到RDO模式集合。
[0039] 具体来说,若具有最小SATD值的模式为2,将模式2、3、4、5、6加入到RDO模式集合;若具有最小SATD值的模式为步骤3得到的6,将模式4、5、6、7、8加入到RDO模式集合;若具有最小SATD值的模式为步骤3得到的10,将模式8、9、10、11、12加入到RDO模式集合;若具有最小SATD值的模式为步骤3得到的14,将模式12、13、14、15、16加入到RDO模式集合;若具有最小SATD值的模式为步骤3得到的18,将模式16、17、18、19、20加入到RDO模式集合;若具有最小SATD值的模式为步骤3得到的22,将模式20、21、22、23、24加入到RDO模式集合;若具有最小SATD值的模式为步骤3得到的26,将模式24、25、26、27、28加入到RDO模式集合;若具有最小SATD值的模式为步骤3得到的30,将模式28、29、30、31、32加入到RDO模式集合;若具有最小SATD值的模式为步骤3得到的34,将模式32、33、34、35、36加入到RDO模式集合;若具有最小SATD值的模式为步骤3得到的38,将模式36、37、38、39、40加入到RDO模式集合;若具有最小SATD值的模式为步骤3得到的42,将模式40、41、42、43、44加入到RDO模式集合;若具有最小SATD值的模式为步骤3得到的46,将模式44、45、46、47、48加入到RDO模式集合;若具有最小SATD值的模式为步骤3得到的50,将模式48、49、50、51、52加入到RDO模式集合;若具有最小SATD值的模式为步骤3得到的54,将模式52、53、54、55、56加入到RDO模式集合;若具有最小SATD值的模式为步骤3得到的58,将模式56、57、58、59、60加入到RDO模式集合;若具有最小SATD值的模式为步骤3得到的62,将模式60、61、62、63、64加入到RDO模式集合;若具有最小SATD值的模式为66,将模式62、63、64、65、66加入到RDO模式集合。
[0040] 步骤五:终次筛选。采用VVC的RDO技术计算RDO模式集合中每种角度模式的RDO,选择RDO值最小的角度模式作为最优的角度模式i。
[0041] RDO是用于模式决定的拉格朗日率失真优化,为每一种模式计算其拉格朗日代价,其公式如下:
[0042] J=D+λ·R
[0043] 其中,D表示当前预测模式下的失真(即Diff,原始亮度编码块和预测编码块之间的像素差异值),R表示编码当前预测模式下所有信息(如变换系数、模式信息、宏块划分方式等)所需要的比数,λ为拉格朗日因子。
[0044] RDO值最小的角度模式是我们的最优模式i。
[0045] 以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明,对本领域的普通技术人员而言,依据本发明提供的思想,在具体实施方式上会有改变之处,而这些改变也应视为本发明的保护范围。

附图说明

[0021] 图1是本发明实施例的VVC帧内预测角度模式快速选择方法的流程图;
[0022] 图2是本发明实施例的67种帧内预测模式示意图。
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