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专利号: 2017108819556
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-08-22
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于时空相关性的快速屏幕内容编码方法,其特征在于包括基于时空相关性的编码单元(CU)划分模块、基于时空相关性的模式选择模块和基于编码比特的CU划分模块;

基于时空相关性的CU划分模块是先计算当前帧CU与前一帧同位置的CU的绝对帧差,将CU划分为两类;然后根据当前帧CU与其时空相邻的CU在深度和帧内预测模式上的相关性,判定当前CU提前结束划分,或者判定当前CU只做PLT模式预测;基于时空相关性的模式选择模块是利用当前CU与其时空相邻CU的模式相关性,跳过特定的预测模式;基于编码比特的CU划分模块是先通过CU击中率与编码比特的曲线图得到各深度下CU编码比特的阈值,若当前CU的编码比特小于该阈值,则提前结束CU的划分。

2.根据权利要求1所述的一种基于时空相关性的快速屏幕内容编码方法,其特征在于基于时空相关性的CU划分模块的实现过程如下:步骤(I)、计算当前CU与前一帧同位置CU的绝对帧差值AFD,以描述两者的相似度;AFD的计算公式如下:其中,Pcur(i,j)表示在当前CU位置(i,j)的像素Y分量值,而Pcol(i,j)表示在前一帧同位置CU位置(i,j)的像素Y分量值,W和H分别表示当前CU的宽和高;

步骤(II)、根据相似度大小将CU分为两类:I类和II类;I类CU与前一帧同位置CU的相似度比较高,而II类CU与前一帧同位置处CU的相似度较低;具体分类规则如下:其中,η为调整参数,根据实验确定为1;因此上述式(2)中的AFD的阈值实际上就是当前CU的尺寸;

步骤(Ⅲ)对I类CU和II类CU进行相应划分优化,设置标记Flag_ns并初始化为0,作为CU是否提前结束划分的条件。

3.根据权利要求1所述的一种基于时空相关性的快速屏幕内容编码方法,其特征在于针对I类CU,采用前一帧同位置CU的深度来对当前CU的划分进行优化,规则如下:

1)当前CU深度Depthcur小于前一帧同位置CU深度Depthcol,即Depthcur<Depthcol,对当前CU只作PLT模式预测,跳过CIP模式和IBC模式;

2)当前CU深度Depthcur大于或等于当前一帧同位置CU深度Depthcol,即Depthcur≥Depthcol,且前一帧同位置CU的预测模式不为PLT模式,则判定当前CU提前结束划分,设定标记Flag_ns为1。

4.根据权利要求1所述的一种基于时空相关性的快速屏幕内容编码方法,其特征在于针对II类CU,采用时空相邻CU的深度来对当前CU的划分规则进行优化,规则如下:

1)获取时空相邻CU的深度信息,设当前帧Ft中的CU块CUcur的左邻CU、上邻CU、左上邻CU和其前一帧Ft-1同位置的CU分别表示为CUlef,CUabv,CUabl,CUcol,这四个CU对应的深度为Depthlef、Depthabv、Depthabl、Depthcol;并计算相邻CU的最大深度值Depthmax和最小深度值Depthmin:Depthmax=max(Depthlef,Depthabv,Depthabl,Depthcol)     (3)Depthmin=min(Depthlef,Depthabv,Depthabl,Depthcol)     (4)

2)确定当前CU的深度范围,当Depthcur<Depthmin,当前CU只做PLT模式预测,跳过CIP模式和IBC模式;当Depthcur>Depthmax,判定当前CU提前结束划分,设定标记Flag_ns为1。

5.根据权利要求1所述的一种基于时空相关性的快速屏幕内容编码方法,其特征在于基于时空相关性的模式选择模块的实现过程如下:步骤(1)、对每个CU,获取时空相邻CU的帧内预测模式;

设当前帧Ft中的CU块CUcur的左邻CU、上邻CU、左上邻CU和其前一帧Ft-1同位置的CU分别表示为CUlef,CUabv,CUabl,CUcol,这四个CU对应的预测模式分别记为Mlef、Mabv、Mabl、Mcol;

步骤(2)、对每个CU采用Sobel算子计算边缘点的数目GN,并统计具有不同亮度分量值的像素数目PVN;

步骤(3)、根据相邻CU的帧内预测模式、GN以及PVN,对当前CU的帧内模式选择进行相应的优化,跳过特定的预测模式。

6.根据权利要求1所述的一种基于时空相关性的快速屏幕内容编码方法,其特征在于基于编码比特的CU划分模块的实现过程如下:对于深度小于3的CU,若编码比特Biti小于阈值ti,则当前CU提前结束划分,否则继续划分CU。

7.如权利要求5所述的一种基于时空相关性的快速屏幕内容编码方法,其特征在于,步骤(2)中的边缘点数GN的计算方法为:a、根据Sobel边缘检测算子,分别计算每个像素梯度的水平分量和垂直分量,当前CU位置为(i,j)的像素P(i,j)的梯度分量计算公式如下:其中,i=2,3,…,W-1,j=2,3,…,H-1;W和H分别是CU的宽度和高度;

b、得到每个像素的梯度幅值G(i,j),其简化计算公式如下:

G(i,j)=|Gx(i,j)|+|Gy(i,j)|        (7)c、统计当CU的梯度幅值大于阈值的像素点数目,即边缘点数目GN:

其中,δ(G(i,j))定义为:

其中,λ为阈值,根据实验确定为128。

8.如权利要求5所述的一种基于时空相关性的快速屏幕内容编码方法,其特征在于,步骤(3)中的模式选择优化规则为:如下所示,给出了模式条件(3a)、(3b)、(3c),若当前CU满足模式条件(3a)时,则预测模式选择时跳过IBC模式;若当前CU满足模式条件(3b)时,则预测模式选择时跳过CIP模式;若当前CU满足模式条件(3c)时,则预测模式选择时跳过IBC模式和CIP模式;

模式条件(3a) 跳过IBC模式,只做CIP 模式预测和PLT模

式预测;

模式条件(3b) 跳过CIP模式,只做IBC模式预测和PLT模

式预测;

模式条件(3c) 跳过IBC模式和CIP模式,只做PLT模式预

测;

其中,α、β、γ为调整参数,根据实验确定为0.1、0.5、10;W、H分别表示当前CU块的宽和高。

9.如权利要求1所述的一种基于时空相关性的快速屏幕内容编码方法,其特征在于不同深度CU的编码比特阈值是不同的;通过计算CU击中率与编码比特的关系来确定各深度的阈值ti(i=0,1,2);

CU击中率定义为:采用本发明提出的基于编码比特的CU划分方法,将获取的判定为提前结束划分的CU深度,与原始SCC编码得到的CU深度相比较,统计具有相同深度值的CU数目,然后将其除以提前结束划分的总CU数目,就得到CU的击中率;

CU各深度的阈值ti(i=0,1,2)的具体计算方法如下:

①采用20帧视频格式为YUV 4:4:4的4个视频序列Kimono1、sc_robot、sc_programming和BasketballScreen序列,统计每个CU深度下当QP取22、27、32、37,编码比特位于[0,300]区间时的CU击中率,得到4个CU击中率与编码比特的曲线图;

②对于每一个深度的CU,将其对应在4个QP下的CU击中率与编码比特的曲线图数据进行平均,最后得到该深度下的平均CU击中率与编码比特的曲线图;根据这个平均CU击中率与编码比特的曲线图,选择一个最小的编码比特阈值ti,使得其对应的4个视频序列的CU击中率都大于90%;从而深度为i=0,1,2下的CU的编码比特阈值ti就能够分别确定为40,25,

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