專利名稱：一種針對hevc的視頻序列的編碼方法
技術領域：
本發明屬于視頻編碼的技術領域，具體地涉及一種面向HEVC(High efficiency video coding，高效視頻編碼)的視頻序列的編碼方法。
背景技術：
H.沈4(或者叫AVC)的應用已經很成熟，從視頻監控到流媒體以至個人消費類電子，都已經采用了 H. 264視頻編解碼標準。H.沈5(或者叫HEVC)，目前已經處于標準制定的過程中。HEVC 是比 H. 264 更高效的編碼標準，由 JCT-VC(A Joint Collaborative Team on Video Coding)組織制定，目標是在相同視頻質量(PSNR)下碼率降低到H.沈4的50%。這是很可觀的一個指標，如果真的能達到這個目標，高清傳輸對帶寬的要求將進一步降低，當然了，HEVC的復雜度也將大大增加，有可能是H. 264的3倍以上。目前，JCT-VC組織的討論中已經提出了許多編碼的新特性，有可能會加入HEVC標準中，如圖1所示。編碼的塊的大小將突破傳統的16 X 16的宏塊大小，最大可以達到64X 64 的大小，這主要是為了高清壓縮編碼的應用，畢竟如IOSOp甚至更大分辨率的視頻，其空間上的一致性可能會有更大面積，因此采用16X16的宏塊大小已經不再適合，而采用更大的宏塊能更有效的減少空間的冗余。變換編碼的矩陣大小也在變大，H. 264中有采用8X8的 DCT,而HEVC突破8X8，最大能到32X32。對于幀內預測，預測的方向更加細化，多達34 種幀內預測方式，這將使幀內預測更加精確，更有效的減少冗余。幀間預測在插值時采用了更多抽頭的濾波器，以及到1/4像素精度，這都能提高幀間預測的精度，另外運動估計也更加精確。熵編碼從來都是視頻壓縮編碼中很重要的環節，HEVC將采用適應性更強的基于上下文的自適應算數編碼(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding，簡稱 CABAC)，同時還提出了一個低復雜度的熵編碼。環路濾波也做了改進，主要是考慮視頻的內容邊緣特性，使其更加靈活，提高視頻的主觀效果。在HEVC中的變換編碼部分，每個變換單元進行2維DCT變換，尺寸從8 X 8 到32X32，但是有些圖像塊，如混合圖像或一些稀疏圖像并不適用于變換編碼的過程。 "Enable efficient compound image compression in H. 264/AVC intra coding，，(Proc. Int. Conf. Image Processing, Oct. 2007，vol. 2，pp. 337-340)提出對一些圖像塊跳過變換編碼的過程，讓其自適應的選擇是否采用變換編碼，但是只是應用到幀內編碼中，壓縮效果不太好。"Transform skip mode"(JCT-VC G575，7th Meet ing =Geneva, CH, 21-30November, 2011)提出對一個圖像塊采用二維變換，一維變換和不變換方法，但是這種方法的復雜度極高，并不適用于實際應用。
發明內容
本發明的技術解決問題是克服現有技術的不足，提供一種壓縮效果好、復雜度低、適于實際應用的針對HEVC的視頻序列的編碼方法。本發明的技術解決方案是這種針對HEVC的視頻序列的編碼方法，包括以下步驟(1)對于預測單元PU中的亮度分量，得到其預測塊，進而與原始值相減得到殘差， 進行基于率失真代價的劃分，獲得變換單元TU ；(2)確定當前TU根據率失真代價最小的原則選擇是否進行變換；(3)用相應的方法量化，并將量化系數及是否進行變換的標志傳至解碼端；(4)在解碼端，每個TU讀出標志并判斷是否進行反變換；(5)每個TU根據讀出的標志進行相應的反量化；(6)根據讀出的標志決定是否進行反變換，并進行相應操作；(7) TU組合為PU，與經過運動補償的得到的當前PU的預測值進行相加，得到PU的重構值，進而重建當前編碼單元Cu。由于本方法給予變換單元一個跳過變換步驟的額外選擇，每個變換單元根據率失真代價最小的原則自適應的選擇傳統的變換編碼或者跳過變換直接進行量化，所以這種針對HEVC的視頻序列的編碼方法壓縮效果好、復雜度低、適于實際應用。
圖1示出了現有技術的針對HEVC的視頻序列的編碼方法的流程圖。
具體實施例方式這種針對HEVC的視頻序列的編碼方法，包括以下步驟(1)對于預測單元PU中的亮度分量，得到其預測塊，進而與原始值相減得到殘差， 進行基于率失真代價的劃分，獲得變換單元TU ；(2)確定當前TU根據率失真代價最小的原則選擇是否進行變換；(3)選擇后，用相應的方法量化，并將量化系數及是否進行變換的標志傳至解碼端；(4)在解碼端，每個TU讀出標志并判斷是否進行反變換；(5)每個TU根據讀出的標志進行相應的反量化；(6)根據讀出的標志決定是否進行反變換，并進行相應操作；(7) TU組合為PU，與經過運動補償的得到的當前PU的預測值進行相加，得到PU的重構值，進而重建當前編碼單元Cu。由于本方法給予變換單元一個跳過變換步驟的額外選擇，每個變換單元根據率失真代價最小的原則自適應的選擇傳統的變換編碼或者跳過變換直接進行量化，所以這種針對HEVC的視頻序列的編碼方法壓縮效果好、復雜度低、適于實際應用。優選地，量化及反量化如下uiQ = (uiQ^tsmScale) tsmmShift (* 是乘法， 向右位移，uiQ 是量化參數)其中tsn^calhtsmn^hift是根據不同尺寸的TU而設置的調節參數，當TU的尺寸是 4X4、8X8、16X16、32X32 時，tsmScale 分別是 1282、1812、2562、3622 ；tsmShift = SHIFT_INV_1ST+SHIFT_INV_2NDSHIFT_INV_1ST 和 SHIFT_INV_2ND 分別設為 7 和 12。我們可以有如下的幾種配置
1.高性能配置具有4X4，8X8，16X16，32X32尺寸的變換單元自適應的選擇是否跳過變換編碼；2.低復雜度配置具有4X4，8X8尺寸的變換單元自適應的選擇是否跳過變換編碼，而其余變換單元直接進行變換編碼，原理是依據跳過變換編碼的單元96%都集中在 4X4，8X8尺寸的變換單元上，所以我們根據這一特征，只將跳過變換編碼的步驟應用到 4X4和8X8中，這樣能夠大幅度地減少復雜度。并且我們可以調整配置，將這種方法應用到各種尺寸的變換單元，形成不同的組
I=I O實驗結果表明，我們的所有配置均可取得更高的壓縮效率。以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬本發明技術方案的保護范圍。
權利要求
1.一種針對HEVC的視頻序列的編碼方法，其特征在于包括以下步驟(1)對于預測單元PU中的亮度分量，得到其預測塊，進而與原始值相減得到殘差，進行基于率失真代價的劃分，獲得變換單元TU ；(2)確定當前TU根據率失真代價最小的原則選擇是否進行變換；(3)用相應的方法量化，并將量化系數及是否進行變換的標志傳至解碼端；(4)在解碼端，每個TU讀出標志并判斷是否進行反變換；(5)每個TU根據讀出的標志進行相應的反量化；(6)根據讀出的標志決定是否進行反變換，并進行相應操作；(7)TU組合為PU，與經過運動補償的得到的當前PU的預測值進行相加，得到PU的重構值，進而重建當前編碼單元CU。
2.根據權利要求1所述的針對HEVC的視頻序列的編碼方法，其特征在于量化及反量化如下uiQ= (uiQ氺tsmScale) >>tsmShift其中tsmkale、tsmShift是根據不同尺寸的TU而設置的調節參數，當TU的尺寸是 4X4、8X8、16X16、32X32 時，tsmScale 分別是 1282、1812、2562、3622 ； tsmShift = SHIFT_INV_1ST+SHIFT_INV_2ND SHIFT_INV_1ST 和 SHIFT_INV_2ND 分別設為 7 和 12。
全文摘要
一種壓縮效果好、復雜度低、適于實際應用的針對HEVC的視頻序列的編碼方法，包括步驟(1)對于預測單元PU中的亮度分量，得到其預測塊，與原始值相減得到殘差，進行基于率失真代價的劃分，獲得變換單元TU；(2)確定當前TU根據率失真代價最小的原則選擇是否進行變換；(3)用相應的方法量化，并將量化系數及是否進行變換的標志傳至解碼端；(4)在解碼端，每個TU讀出標志并判斷是否進行反變換；(5)每個TU根據讀出的標志進行相應的反量化；(6)根據讀出的標志決定是否進行反變換，并進行相應操作；(7)TU組合為PU，與經過運動補償的得到的當前PU的預測值進行相加，得到PU的重構值，進而重建當前編碼單元CU。
文檔編號H04N7/26GK102447907SQ20121002146
公開日2012年5月9日 申請日期2012年1月31日 優先權日2012年1月31日
發明者丁文鵬, 尹寶才, 施云慧, 朱維佳 申請人:北京工業大學