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专利号: 2019107448492
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于DWT的3D-HEVC快速DMM预测决策方法,其特征在于包括如下步骤:步骤1.基于3D-HEVC,在进行预测块划分后,首先得到该预测块在35种传统帧内预测模式下的残差信号,再对残差信号进行Hadamard变换计算SATD值,并利用SATD值计算每种传统预测模式的率失真代价;

步骤2.对不同大小的PU块,利用小波变换计算当前预测块的DWT系数矩阵,保存为一个矩阵;

步骤3.对当前系数块的右下角系数进行求和,若其和的值为零则直接判断该预测块是平缓的,没有边缘,并且跳转步骤5,若其和的值不等于零,跳转步骤4;

步骤4.对当前的PU块进行求周围方差,即对其第一行,最后一行,第一列,最后一列总计4N-4个数字求方差,其中N为PU的宽度;若方差大于1,则判断其存在边缘,否则不存在边缘,跳转步骤5;

步骤5.若预测块没有边缘则不计算该预测块在DMMs下所有模式的率失真代价,反之则计算该预测块在DMMs下所有模式的率失真代价,并将DMMs模式加入预测候选列表;

步骤6.从预测候选列表中选取率失真代价最小的几种模式为预测模式集,并且将当前预测块的已编码相邻块的预测模式补充到预测模式集中,得到最终的预测模式集合rd-cost;

步骤7.遍历预测模式集合rd-cost中的所有模式,并对每个预测模式的残差信号进行熵编码,并且计算每个预测模式下的率失真代价RD-Cost;从预测模式集合rd-cost中的所有模式中选取率失真代价最小的预测模式,即最优的帧内预测模式作为该预测块中亮度块选取的最优模式,并保存最优模式的所有数据;通过得到当前预测块的最优帧内预测模式对当前预测块进行变换、量化;

步骤8.当预测块中亮度块选取的最优模式式选定后,把该最优模式以及传统帧内预测模式种的DC、planars、水平方向、垂直方向模式作为预测块中色度块的候选列表,同样遍历预测模式候选列表,计算预测模式候选列表中每个预测模式的率失真代价,选取率失真代价最小的预测模式,即最优的帧内预测模式作为色度块的最优模式;通过得到的最优帧内预测模式对当前预测块进行变换、量化;

步骤9.继续下一个预测块的帧内预测。

2.根据权利要求1所述的基于DWT的3D-HEVC快速DMM预测决策方法,其特征在于步骤1所述的具体实现如下:

Hadamard矩阵:

SATD是指将残差信号进行Hadamard变换后再求各元素绝对值之和,设某残差信号方阵为X,则SATD为:

其中,M为方阵的大小,H为归一化的M*M Hadamard矩阵;

率失真代价=SATD+λ*ModeBitx

其中,λ由限定码率ModeBits预测编码单元的量化参数映射关系确定。

3.根据权利要求2所述的基于DWT的3D-HEVC快速DMM预测决策方法,其特征在于步骤2所述的整数DWT转换如下:

在二维的情况下,需要一个尺度函数 和三个二维小波ψH(x,y),ψV(x,y),ψD(x,y),其中ψH(x,y)度量沿列方向的变化,ψV(x,y)度量沿行方向的变化,ψD(x,y)度量沿对角线方向的变化,我们定义一个尺度和平移基函数:其中i∈{H,V,D},于是大小为M*N的图像f(x,y)的离散小波变换如下:j0是一个任意的开始尺度, 系数定义f(x,y)在尺度j0处的近似,系数对尺度j≥j0附加了水平、垂直、对角线方向的细节,通过一些变换求得一个二维的小波变换,简化为如下过程:

首先定义一些变量与滤波器:

x[m,n]:输入的离散信号即预测矩阵;

g[n]:Low pass filter低通滤波器,将输入信号的高频部分过滤而输出低频部分;

h[n]:High pass filter高通滤波器,将输入信号的低频部分过滤而输出高频部分;

↓Q:Downsampling filter降采样滤波器,如果以x[n]为输入,则输出y[n]=x[Q n];

DWT变换过程:对于输入的x[m,n],先让其通过低通滤波器g[n],再沿着n的方向进行降采样得到v1,L[m,n],再让其通过高通滤波器h[n],再沿着n的方向进行降采样得到v1,H[m,n],这是经过一次滤波后得到的系数,同样把v1,L[m,n],v1,H[m,n]作为输入信号执行上一步同样的操作,但是在采样的时候是沿着m方向,得到四个部分x1,L[m,n],x1,H1[m,n],x1,H2[m,n],x1,H3[m,n],其中x1,L[m,n]是低频区域,给出信号的特征,而x1,H1[m,n],x1,H2[m,n],x1,H3[m,n]是高频区域,给出信号的细节,依据高频信号来判断是否存在边缘,给出转换的公式如下:其中x1,L[m,n],x1,H1[m,n],x1,H2[m,n],x1,H3[m,n]分别与 ψH(x,y),ψV(x,y),ψD(x,y)一一对应,代表整体信息、水平方向信息、垂直方向信息以及对角线方向信息,利用平方向信息、垂直方向信息以及对角线方向信息来进行判断其是否存在边缘。

4.根据权利要求3所述的基于DWT的3D-HEVC快速DMM预测决策方法,其特征在于步骤4过程如下:

首先对x1,H1[m,n],x1,H2[m,n],x1,H3[m,n]的值求和,若其值为零则判断该PU不存在边缘,若不为零则对该PU即输入矩阵x[m,n]四周的值求方差,求方差的数据为x[0,0]~x[0,n],x[m-1,0]~x[m-1,n],x[1,0]~x[m-2,n],x[1,n]~x[m-2,n]得到其方差var,若var大于1,判断其存在边缘,否则不存在边缘。