[发明专利]基于DCT的3D-HEVC快速帧内预测决策方法

说明书

本发明公开了一种基于DCT的3D‑HEVC快速帧内预测决策方法。本发明首先利用DCT公式计算当前预测块的DCT矩阵，然后对当前系数块的左上角系数和进一步对右下角系数进行判断是否具有边缘，最后通过是否具有边缘判定是否要将DMMs加入帧内预测模式候选列表。本发明在3D‑HEVC中引入了深度图实现更好的视图合成，3D视频编码扩展开发联合协作组针对深度图帧内预测编码提出了4中新的针对深度图帧内预测模式DMMs。DCT具有能量聚集的特性，故在3D‑HEVC深度图编码过程中可以明显区分编码块是否具有边缘。本发明具有计算复杂度低、编码时间短和视频重建效果好的特点。

技术领域

本发明涉及视频编码领域，具体是一种基于DCT的3D-HEVC快速帧内预测决策方法。

背景技术

在过去几年里，随着3D视频服务需求的增加，3D视频的展现、压缩和传输成为一个新的有挑战的研究课题。多视角加深度图(MVD)的视频格式是多种有发展前景的视频表现形式中的一种。由3D视频编码扩展开发联合协作组(JCT-3V)提出的高质量视频编码的3D扩展(3D-HEVC)是对于压缩MVD数据的一种新兴视频编码标准。

由于深度图具有尖锐的边缘和大量接近平滑的区域，故深度图编码和纹理图编码具有很大的差异性。如果使用传统的纹理图帧内预测模式对深度图进行编码，这将导致边缘的失真以及整体合成效果不好。因此，JCT提出了4种新的针对深度图帧内预测模式DMMs，分别是一个跳跃模式和三个新的预测模式Intra Single、Intra Wedge和Intra Contour模式。

帧内预测的步骤是1.遍历所有的预测模式，得到各种模式下的残差信号，再对残差信号进行Hadamard变换计算SATD值，2.利用SATD值计算每种预测模式的率失真代价，选取率失真代价最小的几种模式为预测模式集，3.将已编码相邻块的预测模式补充到预测模式集中，4.遍历模式集合中的所有模式，并对残差信号进行熵编码，计算率失真代价，5.选取最优的预测模式作为该预测块的最优模式，6.当亮度块的模式选定后，把该模式以及DC、planars、水平方向、垂直方向模式作为色度块的候选列表，选取最优模式。而对于深度图编码已经有了原来35种纹理图预测模式又加入了新的DMMs的帧内预测，这样在选择最优的几种模式中将很大程度增加编码的计算复杂度和编码时间。

离散余弦变换(DCT)是与傅立叶变换相关的一种变换，其中II类DCT经常被用在信号和图像处理，特别是有损压缩，因为它具有很强的“能量集中”属性。对于灰度值缓慢变化的像素块来说，经过DCT后绝大部分能量集中在左上角的低频系数中；相反，如果像素块中包含较多细节纹理信息，则较多能量分散在高频区域。虽然随着变换尺寸的增大，DCT去相关性能越来越好，但是提升幅度逐渐变缓，因为余弦函数的存在使得DCT过程必须使用浮点数，这样不可避免地带来舍入误差。针对上述问题，从H.264/AVC标准开始采用整数DCT，整型数的使用使得DCT的运行速度大为提高。H.265/HEVC使用了4种不同尺寸的整数DCT，分别为4*4、8*8、16*16和32*32。

参考文献：

[1]Tech G,Chen Y,Müller K,et al.Overview of the Multiview and3DExtensions of High Efficiency Video Coding[J].IEEE Transactions on CircuitsSystems for Video Technology,2016,26(1):35-49.

[2]Gu Z,Zheng J,Ling N,et al.Fast Depth Modeling Mode selection for3D HEVC depth intra coding[C]//IEEE International Conference on Multimediaand Expo Workshops.IEEE,2013:1-4.