[发明专利]H.265视频编码中SAO模式下偏移量的统计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种H.265视频编码中SAO模式下偏移量的统计方法，属于视频编码技术领域。

背景技术

网络视频是互联网最主要的应用之一，高清视频将是广电领域的必然走向，移动视频目前的发展态势也呈现出井喷之势。可以预见，视频应用在今后若干年都将是数字多媒体领域的最大热点。

由于网络带宽、延时等因素的限制，视频应用中面临的首要难点就是视频编解码问题，视频编解码系统是视频应用领域的核心，它决定着媒体服务的质量，它直接影响网络带宽需求、用户体验质量、解码设备需求、直播延迟等关键问题。因此高效的视频编解码系统一直是广电、互联网视频、视频协作厂商等竞相追逐的重点对象。H.265视频编码是国际标准化组织MPEG和ITU-T VCEG继H.264之后联合制定的新一代视频编码标准。H.265沿用了前代视频编码标准所惯用的基于块的预测变换混合编码框架，并且在预测、变换、熵编码、环路滤波等核心模块进行了一系列重要的创新和改进，如更加灵活的四叉树编码结构，更加复杂和精确的帧内和帧间预测方法、更加先进的环路滤波技术，使得压缩性能相比H.264提升了一倍。

H.265视频编码标准的有效地提高了视频压缩性能，但是，同时也为视频编码过程带来了更多的计算负担，新的编码工具集为编码过程提供了更多的选择，要达到最优编码性能，需要在这个工具集中寻找最优组合，这个搜索过程的复杂度是相当高的。最显著地，H.265相比H.264编码和预测块的划分形式更加灵活，它首先把编码的基本单位抽象为编码单元CU、预测单元PU和变换单元TU三个层次，从64x64到4x4，每一层编码单元CU都可以支持2Nx2N，NxN，2NxN，Nx2N四种对称PU划分方式和2Nx0.5U，2Nx0.5D，0.5Lx2N，0.5Rx2N四种非对称PU划分方式。理论上，编码器要获得最优编码性能需要通过递归遍历的方式检查所有可能的CU和PU划分组合，这个过程的运算复杂度是极高的，根据测试结果，HM参考编码器(H.265视频编码的参考软件)的编码速度是视频序列时间长度的数百倍到数千倍之间。但是，在实时视频通信应用领域，例如视频会议、视频直播、视频电话等场合，需要对视频进行实时编码，对所有编码模式和工具做遍历择优的做法是极不现实的。

H.265的SAO模式(Sample Adaptive Offset样本自适应偏移的缩写，一种视频编码中的应用)选择需要统计各候选模式(包括BO，EO0，EO1，EO2，EO3)的各不同类型(BO 32种，EO0～EO3各4种)的数目以及累积偏移量，统计运算需要逐像素进行，对不同类型的寻址操作限制了单指令多数据(SIMD)指令的使用，该统计运算的过程复杂，是整个SAO模式最为耗时的关键部分和瓶颈。

发明内容

本发明的目的克服现有的H.265的SAO模式，统计运算需要逐像素进行，对不同类型的寻址操作限制了单指令多数据(SIMD)指令的使用，该统计运算的过程复杂，是整个SAO模式最为耗时的关键部分和瓶颈的问题。本发明的H.265视频编码中SAO模式下偏移量的统计方法，合并EO模式，以及合并累积偏移量和数目的方法，在不增加额外复杂度的前提下，有效地减少寻址和在内存上读写累加操作的次数，提升了执行效率，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种H.265视频编码中SAO模式下偏移量的统计方法，其特征在于：将偏移量累加和数目累加合并运算，对编码树块(CTB，Coding tree block)进行一次遍历完成所有模式所有类型的统计，包括以下步骤，

步骤(1)，在CTB遍历过程中，对于每个像素，计算原始像素与重建像素的偏移量offset，并依次计算各候选模式BO，EO0，EO1，EO2，EO3的子集中类型；

步骤(2)，将步骤(1)计算的每个像素的偏移量offset和数目合并到一个整形变量offset_cnt，其中低12位为数目，高20位为累积偏移量，需要统计的是各个模式内各个类型的累积偏移量和数目；

步骤(3)，对BO模式类型所包含的像素集合BO_class，将各像素的整形变量offset_cnt累加到该类型对应的累加和BO_sum；

步骤(4)，对于EO0，EO1，EO2，EO3模式类型，将两个类型值合并，将3bit的模式类型，合并为6bit的合并EO模式，EO0和EO1合并为第一合并EO模式EO_01，EO2和EO3合并为第二合并EO模式EO_02；