[发明专利]一种HEVC高清视频编码的优化方法

权利要求书

1.一种HEVC高清视频编码的优化方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤A：在编码端输入原始视频序列并进行下采样得到降质的低分辨率视频序列；

步骤B：HEVC编码器对低分辨率视频序列进行编码，包括：

将输入的每一帧低分辨率视频图像划分为多个互相独立的编码单元，即原始图像块；

进行预测编码，包括根据视频图像时间和空间冗余，分别采用帧间预测和帧内预测的方式去除冗余信息并获得预测图像块；

基于预测图像块、原始图像块的图像值的差值获得预测残差，对预测残差进行离散余弦变换和量化；

将量化的离散余弦变换系数进行熵编码得到视频序列的压缩码流，输出压缩码流；

步骤C：解码器对压缩码流进行解码后得到低分辨率视频序列，对低分辨率视频序列进行图像插值以使低分辨视频序列的图像大小还原至原始图像大小；

在所述步骤C中，包括利用帧内冗余的相似性结构对所要恢复的低分辨率视频图像进行插值，以获得高分辨率的预测图像块，具体包括：

利用相似性扩大搜索区域，增加可参考的图像块数量，具体步骤如下：

将当前帧的视频图像中待插值的原始图像块Pi选取为目标中心，在当前视频图像中设立半径为r的窗口；

在当前帧的视频图像的前后各L帧视频图像中，确定与窗口的位置和大小相同的搜索框，作为原始图像块Pi的相似邻居块的查找区域；

将查找区域内的图像块分别放入下采样网格，依次计算其与原始图像块Pi的相似度；

选取最相似的N个图像块来对原始图像块Pi进行拟合，以获得与原始图像块Pi近似的图像块，将近似的图像块分别进行标记；

将标记的图像块再次进行下采样并拼贴成高分辨率的预测图像块；

不断迭代更新预测图像块，以使得预测图像块与待插值的原始图像块的近似度达到最高。

2.根据权利要求1所述一种HEVC高清视频编码的优化方法，其特征在于：

在所述步骤B中，包括根据当前帧编码单元和对应帧编码单元之间的尺寸关系，选取当前帧编码单元最大概率出现最小率失真代价值的PU预测模式，具体包括：

当前帧编码单元的边长小于对应帧编码单元的边长时，包括：

当当前帧编码单元的边长为对应帧编码单元的边长的一半时，若对应帧编码单元的分块的PU预测模式为,则当前帧编码单元的分块的PU预测模式选取为；若对应帧编码单元的分块的PU预测模式为，则当前帧编码单元的分块的PU预测模式选取为；

当当前帧编码单元的边长为对应帧编码单元的边长的四分之一时，当前帧编码单元的分块的PU预测模式选取为；

当当前帧编码单元的边长小于对应帧编码单元的边长的四分之一时，当前帧编码单元的分块不选取PU预测模式。

3.根据权利要求2所述一种HEVC高清视频编码的优化方法，其特征在于：

当当前帧编码单元的边长大于对应帧编码单元的边长时，按照对应帧编码单元的各个分块的尺寸大小和PU预测模式进行判断，包括按照对应帧编码单元的分块与其预测单元的分布情况选取PU预测模式；

当当前帧编码单元的边长等于对应帧编码单元的边长时，当前帧的编码单元选取与对应帧编码单元的分块相同的PU预测模式。

4.根据权利要求1所述一种HEVC高清视频编码的优化方法，其特征在于：

在所述步骤B中，对预测残差进行离散余弦变换和量化包括：

根据HEVC标准建立不同模式下的帧内预测模型，根据基于方向的旋转椭圆模型获取初始像素协方差矩阵，根据初始像素协方差矩阵更新残差像素表达式以获取残差像素协方差矩阵，将残差像素协方差矩阵经过KLT分解和调整，提取变换矩阵。