[发明专利]基于层的3D-HEVC深度图帧内预测编码方法

说明书

本发明公开了一种基于层的3D‑HEVC深度图帧内预测编码的方法，主要解决现有的技术对深度图帧内预测编码处理复杂度较高的问题。其技术方案为：1)初始化文件和门限；2)记录测试码流每个编码周期的第一帧数据；3)通过计算编码周期第一帧的命中率得到门限；4)根据门限，选择性跳过当前预测单元的粗选阶段深度模式、细选阶段或全部粗选细选阶段，完成一帧视频视频编码；5)重复步骤2)到4)遍历每帧视频，直到编码结束。本发明具有编码复杂度低、方法多样性的优点，可用于视频编码。

技术领域

本发明属于高效视频压缩编码技术领域，特别涉及一种帧内预测编码方法，可用于3D视频预测编码。

背景技术

高效视频编码HEVC作为新一代的视频编码标准，在2013年由视频编码(JCT-VC,Joint Collaborative Team on Video Coding)联合制定。HEVC标准主要针对高清和超高清分辨率视频的压缩，相比于H.264/AVC标准具有优异性能，编码效率提高了一倍。预测过程在HEVC中占据着极其重要的作用。HEVC分为帧内编码和帧间编码两种。对于帧内编码，它采用的是四叉树划分结构来编码视频。最大的编码单元大小是64x64，每一个64x64的编码单元可以划分为4个32x32的编码单元，然后递归划分直至最小尺寸为8x8。对于预测单元来说，它的大小等于编码单元大小。只有当编码单元划分至8x8时，预测单元大小可以是8x8或者4x4。对于每一个预测单元，他有35种帧内模式进行预测。其中模式0是Planar，适用于均匀光滑的区域。模式1是DC，适用于渐变平滑的区域。模式2到模式34是33种角度模式。

随着3D视频技术的进步，3D行业迅速兴起。基于HEVC的3D视频编码作为HEVC标准的扩展部分，其标准已于2015年2月最终确定。3D-HEVC采用的是多视点加深度图的格式来进行3D视频编码。这仅需编码2到3个视点以及相应的深度图就可以编码3D视频。深度图的特点与普通视图截然不同，它具有光滑的大片区域和锐利的边界。3D-HEVC作为HEVC的扩展版本，其帧内编码仍延续使用HEVC的四叉树划分结构。与HEVC不同的是，3D-HEVC中深度图的预测单元是NxN，其中N最大等于32，最小等于4。为了满足深度图的特点，在原有的35种帧内模式的基础上，新加入了两种深度模式DMMs。一种是楔形划分模式DMM1，它通过边界上的像素点来确定明确的起点和终点。另外一种是廓形划分模式DMM4，它将普通视图四个角的像素平均值设置为门限，大于门限的像素点划分为一块，小于门限的像素点划分为一块，形成廓形划分。

3D-HEVC深度图每个预测单元的帧内预测编码过程分为两部分：粗选和细选。其中：

粗选计算流程：先计算每个预测单元在35种普通帧内模式下的代价值，得到粗选代价值最小的3到8种模式，将其加入最佳模式候选列表中。若当前预测单元最佳模式候选列表中最小代价值对应的模式不是模式0或该预测单元的像素值方差大于阈值，则计算当前预测单元的两种深度模式的代价值，并将其加入最佳模式候选列表中；否则跳过深度模式的计算。

细选计算流程：计算当前预测单元最佳模式候选列表中的所有模式，得到代价值最小的一种模式作为最佳模式，该代价值将作为当前预测单元的最终代价，并用以进行层级划分比较。

3D-HEVC对于层级划分采用的是递归四叉树划分结构，如图1所示。最大预测单元为32x32，允许其在编码中不断的递归划分为四个等大小的子预测单元，直到划分到最小预测单元4x4为止。其具体过程可以理解为一个深度优先搜索的迭代过程。首先对NxN(N＝32)大小的预测单元进行预测编码，再确定其最佳预测模式和最终代价；其次，划分其为四个子预测单元，将N更新为N/2，并进行依次处理。在处理中，对每个子预测单元，进行预测编码和再次划分及处理，直到N等于4时停止划分。需要说明的是，每次处理完四个子模块后，需要进行比较其未划分情况下模块的最终代价和划分情况下四个子模块的最终代价，以选择最佳划分情况。