[发明专利]基于感兴趣区域的高性能视频编码帧内预测优化方法

说明书

本发明是一种基于感兴趣区域的高性能视频编码帧内预测优化方法，其特点是，包含的步骤有：基于相位一致性的ROI检测算法；对ROI进行CU划分；对ROI进行PU预测模式选择。能够避免现有帧内预测技术复杂度高的相关率失真代价计算过程，降低了编码复杂度，节省了编码时间，具有方法科学合理，适用性强，效果佳等优点。

技术领域

本发明涉及高性能视频编码的帧内预测领域，是一种基于感兴趣区域的高性能视频编码帧内预测优化方法。

背景技术

随着互联网的发展和普及，视频已成为人们日常生活中获取信息的重要载体，视频编码标准是视频传输中不可或缺的技术，此环节直接影响视频的质量和分辨率。目前针对视频的编码标准主要采用H.264/AVC编码标准，H.264/AVC作为目前主流的视频编码标准具有低码率、容错能力高、网络适应性强等诸多优点。

随着人们对视频清晰度要求的提高，传统的H.264/AVC编码标准已无法满足如4K、8K等高分辨率视频的编解码要求。为适应技术发展的要求和高分辨率视频发展的趋势，新一代视频编码标准高性能视频编码(HEVC)标准诞生。HEVC相较于H.264/AVC具有更好的压缩性能并可节省更多带宽来适应高分辨率视频的编解码要求。在视频质量一定的前提下，HEVC可以减少50％以上的编码码率。

HEVC编码标准继续延续混合编码架构，并采用灵活的四叉树划分结构和多角度预测模式等技术，虽然较H.264/AVC在编码性能、节省带宽和码率方面都有很大提升，但却增加了编码复杂度，尤其在帧内预测环节。如何在保证视频编解码质量的前提下，降低帧内预测编码复杂度和节省编码时间已成为本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有HEVC帧内预测算法存在的不足，提供一种科学合理，适用性强，效果佳，能够避免现有帧内预测技术复杂度高的相关率失真代价计算过程，降低编码复杂度，节省编码时间的基于感兴趣区域的高性能视频编码帧内预测优化方法。

本发明的目的是由以下技术方案来实现的：一种基于感兴趣区域的高性能视频编码帧内预测优化方法，其特征是，它包含以下步骤：

1)基于相位一致性的ROI检测算法，所述相位一致性算法在当前帧按照相位一致性的顺序寻找特征点来标识ROI和RONI边缘；采用改进的Hessian矩阵增强检测的边缘；采用基于均值绝对偏差(MAD)的判断准则1确定最终划分的ROI，

其中相位一致性算法计算公式为：

其中Hessian矩阵中一阶导数和二阶导数根据线性尺度空间理论计算：

判断准则1为：

2)对ROI进行CU划分，基于降维思想采用奇异值分解提取当前CU的表征值，利用表征值对CU进行第一步划分，基于RONI中CU最大划分深度采用设计的判断准则2确定当前CU的最终划分深度，

其中奇异值分解计算公式为：

A＝U∑V^T

其中初始划分深度范围计算公式为：

判断准则2为：

根据初始划分深度范围Dep_cur计算CU的最终划分深度：