[发明专利]一种基于无损编码的HEVC码率优化方法

权利要求书

1.一种基于无损编码的HEVC码率优化方法，其特征在于：

(1)获取当前预测单元(PU)的帧内预测模式；

(2)根据当前PU的帧内预测模式确定三点预测的邻近像素位置，具体判断规则如下：若当前PU的帧内预测模式为模式0、模式1或模式10-18，则选取当前像素的左、左上和上方位置的像素分别作为a、b和c像素；若当前PU的帧内预测模式为模式2-9，则选取左、左下和上方位置的像素分别作为a、b和c像素；若当前PU的帧内预测模式为模式19-26，则选取上、左上和左方位置的像素分别作为a、b和c像素；若当前PU的帧内预测模式为模式27-34，则选取上、右上和左方位置的像素分别作为a、b和c像素；

(3)根据PU的帧内预测不同模式，对步骤(2)中的a、b和c位置像素分配不同的预测权重p₁、p₂和p₃，从而对当前像素的值进行预测，通过预测公式x＝p₁·a+p₂·b+p₃·c进而获得当前像素的预测值；

(4)根据(3)中的预测值与原始像素值获得预测残差，并对预测残差开始进行熵编码过程；

(5)在熵编码过程中，首先在编码端对预测残差的幅值信息进行编码：对一个系数组(Coefficient Group，CG)内非零系数的语法元素coeff_abs_level_greater1_flag进行编码，对于幅值绝对值等于1的非零系数，则不编码其语法元素coeff_abs_level_greater2_flag；而对幅值绝对值大于1的非零系数，则对其语法元素coeff_abs_level_greater2_flag进行编码，以判断它们的幅值绝对值是否大于2；如果存在幅值绝对值大于2的非零系数，需要对这些系数的幅值绝对值的剩余部分coeff_abs_level_remaining进行哥伦布莱斯编码；而对于幅值绝对值等于2的非零系数，则不再编码其语法元素coeff_abs_level_remaining；

(6)在对当前非零系数的语法元素coeff_abs_level_remaining进行哥伦布莱斯编码之后，利用之前所有已编码的非零系数的幅值信息更新下一个待编码的非零系数所需的莱斯参数k，优化改进后的莱斯参数更新过程如下公式(1)和(2)所示：

其中value_average_coded表示在对下一个待编码的非零系数的语法元素coeff_abs_level_remaining进行哥伦布莱斯编码时，之前已编码的非零系数的均值，j表示之前已编码的非零系数总个数，absCoeffLevel[i]表示第i个已编码的非零系数的幅值绝对值；

(7)在解码端对码流中所有非零系数coeff_abs_level_greater1_flag进行解码，如果coeff_abs_level_greater1_flag语法元素值为0，表示当前非零系数的幅值绝对值为1，则不需要解码该系数的coeff_abs_level_greater2_flag语法元素，若coeff_abs_level_greater1_flag值为1，则该系数的幅值绝对值大于1，需解码其语法元素coeff_abs_level_greater2_flag，从而判断当前系数的幅值绝对值是否大于2，如果coeff_abs_level_greater2_flag值为0，则表示当前非零系数的幅值绝对值为2，不需要再解码该系数的语法元素coeff_abs_level_remaining，反之，利用之前已解码的非零系数的幅值信息更新当前待解码的非零系数的莱斯参数k，需要继续解码coeff_abs_level_remaining，进而判断该非零系数的剩余幅值绝对值；

(8)通过上述帧内的邻近三点预测和对HEVC无损编码模式熵编码的改进，最终获得最后的输出码流，并对码率、运行时间和输出文件数据大小等数据进行分析处理。