[发明专利]视频编码中一种快速编码方法

说明书

本发明公开了视频编码中一种快速编码方法，在编码器对每帧视频内容进行帧间预测后，根据帧间预测获得的多种编码信息，自适应地判断是否需要跳过帧内预测，如果确定需要跳过帧内预测，则直接进行下一个编码步骤，简化了预测模板，减少了编码步骤，从而在几乎不造成编码性能损失的前提下，降低了编码器的计算复杂度，加速了编码器。

技术领域

本发明涉及视频编码帧一种快速编码方法，尤其涉及一种关于视频编码器中预测技术的加速优化算法，属于视频编码技术领域。

背景技术

随着多媒体数字视频应用的不断发展和人们对视频云计算需求的不断提高，原始视频信源的数据量以使现有传输网络带宽和存储资源无法承受。因而，视频信号的压缩已成为目前国内外学术研究和工业应用的热点之一。视频压缩，也称视频编码，其目的是消除视频信号间存在的冗余信息。至今，国内外标准化组织已相继制定了多种不同的视频编码标准，主流的视频编码标准均采用“基于块的预测和变换”的混合编码框架，图1为最新的视频编码标准HEVC对应的视频编解码器总体框架图，输入的视频信号经过块结构划分、预测、变换、量化、熵编码等编码技术处理后，最后输出比特流，以备传输或存储。

图2为现有技术中的一种视频编码基本流程图，包括如下的处理过程：在编码端，输入的视频信号首先会经过预测模块，编码器按照率失真准则从若干种预测模式种选择一种预测模式进行预测，得到预测信号，将预测信号与原始信号做差，得到残差信号；残差信号经过变换，得到能量更加集中的变换系数信号；变换系数信号经过量化后由熵编码器编码，最终输出码流。

因此，在混合编码框架中，编码流程中有一项非常关键的编码技术——预测。预测的作用是去除视频帧中的冗余数据。一般分为两种不同的预测技术，即帧内预测和帧间预测。帧内预测主要为了减少视频帧中的空域冗余，它是根据当前待编码块相邻已编码块上、左上、左边界像素值来进行预测。对于亮度块的帧内预测，包括方向预测(Intra_Angularprediction)、平面预测(Intra_Planar prediction)和DC预测等预测方式，图3为帧内预测中一种方向预测的示例图。帧间预测的作用是减少时域冗余，由于其块划分方式、预测方向的多样性，帧间预测比帧内预测更加复杂。帧间预测是利用前面已编码的相邻帧中对应的重构块来预测当前待编码块，如图4所示。

视频中一般包含三种不同类型的视频帧，即I帧、P帧和B帧。I帧的预测只支持帧内预测，而PB帧的预测既支持帧内预测，又支持帧间预测。一般而言，PB帧的预测过程按照先帧间预测、后帧内预测的方式进行。

在视频编码中，预测能更大程度地减少视频帧中存在的数据冗余，提升压缩效率，因此，预测技术在视频编码标准中是不可或缺的。而帧内预测的模式较多，以高效视频编码标准HEVC(High Efficiency Video Coding Standard)为例，对于亮度分量，其包括33种方向预测、1种平面和1种DC预测；而对于色度分量，它还包括平面预测、垂直预测、水平预测、DC预测以及派生预测模式等5种不同的预测模式。预测过程中，对每一种预测模式进行遍历，计算其对应的编码代价，并依据率失真准则，选择编码代价最小的一种预测模式作为最终的帧内预测模式。因此，帧内预测的过程也较为复杂。

而由于视频中相邻帧具有很强的相关性，往往通过帧间预测就能得到较好的预测块，也就是说，帧间预测得到的编码代价已经足够小，且此时，不管帧内预测选择何种预测

模式，其编码代价都不小于帧间预测得到的编码代价，则编码器最终会选择帧间预测得到的预测块作为当前待编码块的最终预测信息。因此，在这种情况下，帧内预测是无意义且耗时的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供视频编码中一种快速编码方法，用于常见的视频编码器中。该方法具体优化了编码器的预测编码步骤，其基本原理是基于帧间预测后的编码信息，决策是否快速跳过帧内预测模块，从而降低计算复杂度以加速编码器编码。

为了达到上述目的，本发明采用的而技术方案为，