[发明专利]一种用于HEVC的快速编码方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频编码领域，尤其是一种用于HEVC的快速编码方法。

背景技术

名词解释：

HEVC：High Efficiency Video Coding，高性能视频编码。

CTU：Coding Tree Unit，编码树单元。

Collocated CTU：相同位置的编码树单元。

CU：Coding Unit,编码单元。

PU：预测单元。

SCU：最小编码单元。

POC：Picture of Count，图像序列号。

CPB：Coded Picture Buffer,编码图像缓存区。

AI：All Intra,全I帧编码配置。

LB：Low Delay B,低延时B帧编码配置。

RA：Random Access,随机访问编码配置。

随着计算机技术、通信技术、互联网技术和多媒体技术的迅猛发展，多媒体应用已经深入人们日常生活的方方面面，并逐渐地改变着人们的生活方式。视频是多媒体应用中最为常见和信息量最大的媒体。目前，多媒体业务已从以音频为主发展成以视频为主，无论是电影、电视、视频监控等传统多媒体应用，还是网络流媒体视频、可视电话和视频会议等新兴多媒体应用，视频都是其中最为核心的组成部分。

视频信息具有广泛性、直观性和高效性等特点。根据科学研究显示，人类通过视觉获取的信息约占外界信息总量的70%。相对于听觉信息，一张风景照片可以瞬间清楚地向人们展示某地的风光。与此相对应，作为视觉信息的主要载体，视频天然地携带着丰富的信息。未经压缩的原始视频的数据量非常巨大，例如，对于高清1080p@60Hz 4:2:0的视频，其1秒钟所包含的数据量约为178MB，1分钟则约为10.4GB，一部2小时的高清视频需要占用2.22TB的存储空间。这对视频的存储、传输都带来了巨大的挑战。因此，在存储和传输视频数据之前，对视频数据进行压缩编码显得非常必要。数字视频压缩编码技术发展迅速，从20世纪90年代以来，一直是国内外的研究热点，其主要目标是在一定的计算资源内，在相同的视频重建质量的基础上追求尽可能高的编码效率。

高性能视频编码(High Efficiency Video Coding,HEVC)标准是最新一代国际视频编码标准。自2010年1月起，VCEG(Video Coding Experts Group)和MPEG(Moving Picture Experts Group)共同组建了视频编码国际标准组织JCT-VC(Joint Collaborative Team on Video Coding)来制定新的国际视频编码标准HEVC。HEVC编码标准于2013年1月正式颁布，并已经申请成为国际视频编码标准。HEVC综合采纳了全球众多技术提案方的编码技术，其压缩效率平均比H.264/AVC提高40%左右。然而，在极大提高编码效率的同时，这些新的编码技术也带来了巨大的编码复杂度。其中，灵活的块划分技术在HEVC中引入了众多的编码模式，使HEVC编码器需要遍历每一种编码模式并尝试进行编码以寻找出最佳编码模式。对每一种编码模式进行编码的过程中需要进行一系列的帧内预测、运动估计、运动补偿、熵编码等一系列高复杂度的操作，需要消耗巨大的计算资源，给HEVC标准的实际推广和应用带来了很大的挑战。

同时，伴随着人们对视频质量的要求不断提高及视频捕获技术和移动互联网的迅速发展，视频媒体加速向高清化、立体化和移动化方向发展，使得现有视频压缩编码技术的高计算复杂度问题显得更为严峻：首先，高清视频和立体视频数据导致视频数据量急剧增长，增加了视频编码的计算复杂度；其次，高清视频和立体视频产生的巨大数据量要求具有更高压缩效率的视频编码技术对其进行压缩，而更高压缩效率的视频编码技术往往意味着更高的编码计算复杂度；最后，移动终端由于计算能力和电源容量的限制，要求编码技术具有较低的计算复杂度，以保证移动终端的续航能力和满足某些视频应用的实时性要求，如高清实况直播和手机视频通话等。

因此，针对计算资源有限平台和实时性要求较高的视频应用，目前业内亟需一种在基本保持HEVC视频压缩效率和编码质量的前提下降低HEVC编码时的计算复杂度和提高编码速度的HEVC编码方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是：提供一种计算复杂度低和编码速度快的，用于HEVC的快速编码方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：