[发明专利]一种基于HEVC/H.265的视频编码的方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于HEVC/H.265的视频编码的方法及系统，包括：获取视频图像数据并建立虚拟背景帧；对于第i帧深度为l的CU，计算其与相邻帧同位置CU模块的帧间差异度BD_l以及与虚拟背景帧同位置CU模块的背景差异度BD_l^’；对于第i帧深度为l的CU，计算由该CU划分出来的4个子块CU的BD_l+1、BD_l+1^’；基于划分深度l、BD_l、BD_l^’进行最优帧间预测模型的选择；基于计算得到的BD_l、BD_l^’、BD_l+1、BD_l+1^’，进行CU划分继续/终止判定。本发明能够有效降低帧间划分带来的计算复杂度以及降低因遍历计算率失真计算选择带来的帧间编码复杂度。

技术领域

本发明涉及视频编码技术领域，具体涉及一种基于HEVC/H.265的视频编码的方法及系统。

背景技术

视频文件是由连续的图像帧组成，每一帧为一张静止图像。由于人眼的视觉暂留效应，当图像帧序列以一定的速率播放时，就会看到连续的视频展现。由于相邻的帧与帧之间相似性极高，为便于储存传输，需要对原始的视频进行编码压缩，以去除空间、时间维度的冗余。图像视频编码压缩技术是计算机进行视频处理的前提，视频信号数字化后数据带宽很高，通常在20Mbps以上；采用视频编码技术通常可将数据带宽降到1-10Mbps，这样就可以将视频信号保存在计算机中并作相应的处理。

如图1所示，视频编码流程主要分为预测、变换、量化、熵编码四个步骤，其中预测主要分为帧内预测和帧间预测。

视频编码的帧内预测是指利用视频空间域的相关性，使用当前图像已编码的像素块预测当前像素块，以达到去除视频空域冗余的目的。

帧间预测用于减少时域冗余，其是利用相邻帧之间的相关性进行预测编码，即当前待编码的图像使用其它已编码并重构的图像作为参考帧，当前待编码块在参考帧中搜索相似块作为预测值。而当前待编码块在预测时，可能划分为更小的预测块(PredictionBlock,PB)，并以预测块为基本单元搜索最匹配的预测值，其目的是尽可能减小预测值与当前待编码块实际值之间的大小，减少编码比特数，提高压缩率。

为满足对高清视频的压缩，国际标准组织ITU-T的运动图像专家组和ISO/IEC的视频编码专家组MPEG成立视频编码合作组，制定新一代高性能视频编码标准HEVC/H.265。与之前的H.264/AVC标准相比，H.265编码效率提高一倍的目标已经基本实现。

但由于在编码结构上使用了四叉树结构和更大的编码单元(CU)，导致编码器的计算复杂度显著提高，编码时间难以满足实时性要求。为了提高压缩效率，H.265编码器具有更加灵活的块划分方式；如图2所示，在H.265中，每一帧图像首先按顺序被依次分割为64×64大小的LCU(最大编码单元)，从LCU开始，编码深度从0到3，每一CU(编码单元)可以被递归的分割成4种深度的(64×64，32×32，16×16，8×8)的CU，构成四叉树编码结构。

在H.265帧间编码的过程中，处于每一种编码深度下的CU，都有其对应的PU(预测单元)划分模式，进行运动估计与运动补偿。如图3所示，对于某一深度l下的CU，其帧间预测模式包括SKIP、merge、矩形运动分割(Square，inter 2N×2N、inter N×N)、对称运动分割(SMP，inter2N×N、interN×2N)、非对称运动分割(AMP，inter 2N×nU、inter 2N×nD、inter nL×2N，inter nR×2N)以及intra modes(intra 2N×2N、intra N×N)。