[发明专利]基于主要边缘方向的HEVC快速样点自适应补偿方法

摘要

本发明公开了一种基于主要边缘方向的HEVC快速样点自适应补偿方法。本发明包括如下步骤：步骤1、提取每个CTU的主要边缘方向；步骤2、确定CTU的最优边界补偿模式及其补偿值；步骤3、计算其他SAO补偿方式的相对率失真代价；步骤4、确定CTU的最优SAO模式。本发明提取每个CTU的主要边缘方向并将其作为该CTU的最优EO模式，再遍历BO模式、参数融合模式、不补偿模式，通过式Cost＝Distortion+λ×Bitrate判决出最优模式。本发明利用图像的纹理信息降低了SAO模式确定过程的复杂度，节省了HEVC的SAO编码运行时间。

主权项

1.基于主要边缘方向的HEVC快速样点自适应补偿方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1、提取每个CTU的主要边缘方向；计算每个CTU在不同向方上的像素差的绝对值之和，定义该绝对值之和为主要边缘方向一致性DEA，候选主要边缘方向包括0°、45°、90°、135°四个方向，且对应的四个方向的一致性分别表示为DEA₁、DEA₂、DEA₃、DEA₄，并取一致性最小值所对应的方向作为该CTU的主要边缘方向；步骤2、确定CTU的最优EO模式及其补偿值；CTU的最优EO模式由步骤1计算得到的主要边缘方向确定，即DEA₁、DEA₂、DEA₃、DEA₄对应的EO模式分别为：EO_0、EO_1、EO_2、EO_3，然后根据模式类型计算其补偿值；确定好模式后，根据CTU中心像素与对应边缘像素间的关系被分成为5类：种类1为谷值像素、种类2为下边缘像素、种类3为上边缘像素、种类4为峰值像素、种类5为其他像素；对于属于1～4类的，其像素需要进行补偿，每个种类又能够选择不同的补偿值，因此需要为每个种类选取最优补偿值M；每个种类最优补偿值的确定过程独立进行；步骤3、计算其他SAO补偿方式的相对率失真代价；为了确定CTU的最优SAO模式，还需计算BO模式和参数融合模式的相对率失真代价；步骤4、确定CTU的最优SAO模式；SAO的补偿类型包括不补偿、EO模式、BO模式、左相邻块参数融合模式和上相邻块参数融合模式，SAO最终的补偿类型从5种模式中选择，选择率失真性能最优的一组SAO参数；步骤1所述的提取每个CTU的主要边缘方向具体步骤如下：1‑1.将N×N大小的CTU块划分为5个子块，并分别计算5个子块的像素平均值；将N×N大小的CTU块划分为a、b、c、d、e5个子块，分别计算5个子块所有像素的平均值P_a、P_b、P_c、P_d、P_e如下：其中，P_ij为CTU在(i,j)位置处的像素值；1‑2.利用P_a、P_b、P_c、P_d、P_e分别计算4个候选主要边缘方向一致性DEA₁、DEA₂、DEA₃、DEA₄：DEA₁＝|P_b‑P_a|+|P_d‑P_c|DEA₂＝|P_c‑P_e|+|P_e‑P_b|DEA₃＝|P_c‑P_a|+|P_d‑P_b|DEA₄＝|P_d‑P_e|+|P_e‑P_a|；1‑3.将DEA₁、DEA₂、DEA₃、DEA₄中最小值所对应的候选主要边缘方向作为该CTU的主要边缘方向DE，DE即表示0°、45°、90°、135°中的一个方向；一致性的最小值定义如下：DEA_min＝min{DEA₁,DEA₂,DEA₃,DEA₄}；步骤2具体过程如下：2‑1.利用统计信息计算初始补偿值m＝E/N，E是原始像素与重构像素之间的差值之和，N为属于该种类的像素点个数，将m取整得到m′并将取整后的补偿值m′限制在[‑7，7]之间；2‑2.根据边界补偿种类对补偿值进行进一步限制调整，对于种类1和种类2，补偿值必须大于等于0，种类3和种类4的补偿值必须小于等于0；2‑3.遍历所有的候选补偿值[0，m′]或[m′，0]，选取相对率失真代价最小的补偿值作为最优补偿值M，此时编码比特数R＝|M|+1；率失真代价Cost定义为Cost＝Distortion+λ×Bitrate其中Distortion为某一EO模式下原始图像与重构图像的失真，λ为拉格朗日因子，Bitrate为编码SAO参数信息所需的比特数。