1.基于纹理特性的VVC多叉树结构快速决策方法,其特征在于,包括以下步骤:
101、读取输入视频帧中当前待划分CU编码单元的编码信息,判断当前CU是否为VVC多功能视频编码默认的强制划分CU,若是,当前CU由VVC原平台CU划分方法判断最佳划分模式,否则,执行步骤102;
102、采用边缘检测算子提取当前CU的梯度特征;
103、比较当前CU水平方向的平均梯度值与当前编码帧的水平方向平均梯度值,以及当前CU垂直方向的平均梯度值与当前编码帧的垂直方向平均梯度值,判断当前CU是否提前终止多叉树MTT划分,如果提前终止多叉树划分,则当前CU跳过所有MTT划分过程,否则,执行步骤104;
104、根据当前CU的梯度特征值,判断当前CU的主要纹理走向,如果当前CU的纹理走向模糊,采用VVC原平台CU划分方法判断最佳划分模式;如果当前CU纹理以水平走向为主,则选择跳过垂直方向划分方式;如果当前CU纹理以垂直走向为主,则选择跳过水平方向划分方式,然后执行步骤105;
105、计算当前CU子块的相邻边缘像素的方差;以相邻子块边缘像素方差的绝对差值,评估相邻子块的边缘差异;通过比较二叉树BT划分相邻子块边缘差异与三叉树TT划分相邻子块边缘差异大小,决定是否跳过三叉树划分方式;
106、更新当前CU的划分模式候选列表。
2.根据权利要求1所述的基于纹理特性的VVC多叉树结构快速决策方法,其特征在于,所述步骤101中,读取待划分CU的编码信息,包括当前CU的划分深度、位置、尺寸和通道等信息;
所述判断当前CU是否为VVC默认的强制划分CU,指的是编码帧边界处的CU,以及产生划分冗余的CU。编码帧边界处的CU是指超出图像右边界或下边界的CU;划分冗余是指对同一个CU,虽然划分方式和顺序不同,却产生了相同编码结构的情况。
3.根据权利要求1所述的基于纹理特性的VVC多叉树结构快速决策方法,其特征在于,所述步骤102采用边缘检测算子提取当前CU的梯度特征,具体包括:采用Sobel、拉普拉斯、Scharr、Canny中的某种算子,分别通过水平和垂直方向的算子模板与CU像素矩阵作平面卷积,以计算出的值取绝对值再除以CU像素个数,得到CU水平方向的平均梯度值Gradh和垂直方向的平均梯度值Gradv。
4.根据权利要求1所述的基于纹理特性的VVC多叉树结构快速决策方法,其特征在于,所述步骤103中,当前编码帧的水平方向平均梯度值、当前编码帧的垂直方向平均梯度值,是指视频编码器采用某种边缘检测算子,计算出当前编码帧的水平方向平均梯度值和垂直方向平均梯度值,当采用Scharr算子时,当前编码帧的水平方向和垂直方向的平均梯度值的计算方法如公式(1)和(2)所示;
在上述公式中,P是当前编码帧的像素矩阵;Ghpic是当前编码帧的水平方向平均梯度值;Gvpic是当前编码帧的垂直方向平均梯度值;W和H分别是当前编码帧的宽和高。
5.根据权利要求1所述的基于纹理特性的VVC多叉树结构快速决策方法,其特征在于,所述步骤103中,判断当前CU是否进行多叉树划分,是指如果满足当前CU的水平方向平均梯度值Gradh小于当前编码帧的水平方向平均梯度值Ghpic,且当前CU的垂直方向平均梯度值Gradv小于当前编码帧的垂直方向平均梯度值Gvpic时,当前CU不再进行多叉树划分,否则,当前CU进行多叉树划分。
6.根据权利要求1所述的基于纹理特性的VVC多叉树结构快速决策方法,其特征在于,所述步骤104中,判断当前CU的主要纹理走向,是通过公式(3)进行判断的,得到主要纹理走向后,再通过划分方向标志dir_flag进行标记;
其中,ThD为判断当前CU纹理走向的阈值,可通过实验统计或学习得到;
若dir_flag=0,当前CU纹理以垂直走向为主,选择跳过水平方向(包括HBT和HTT)划分方式;若dir_flag=1,当前CU纹理以水平走向为主,选择跳过垂直方向(包括VBT和VTT)划分方式;若dir_flag=‑1,表明当前CU纹理走向模糊,不能判断出当前CU纹理的主要走向,采用VVC原平台CU划分方法判断最佳划分模式。
7.根据权利要求1所述的基于纹理特性的VVC多叉树结构快速决策方法,其特征在于,所述步骤105中,计算当前CU相邻子块边缘像素的方差,具体包括:对当前CU进行水平方向或垂直方向划分时,计算该CU子块相邻边缘像素的方差,如果判断出当前CU纹理以水平走向为主,计算水平方向三叉树和二叉树相邻子块的相邻边缘像素的方差值。对于水平方向三叉树从上往下的三个子块,计算第一个子块最下面一行的边缘像素方差值,得到计算第二个子块最上面一行和最下一行的边缘像素方差值,得到和 计算第三个子块最上面一行的边缘像素方差值,得到 对于水平
方向二叉树从上往下的二个子块,计算第一个子块最下面一行的边缘像素方差值,得到计算第二个子块最上面一行的边缘像素方差值,得到 如果判断出当前CU纹理以垂直走向为主,计算垂直方向三叉树和二叉树相邻子块的相邻边缘像素的方差值。对于垂直方向三叉树从左往右的三个子块,计算出第一个子块最右边一列的边缘像素方差值,得到 计算第二个子块最左边一列和最右边一列的边缘像素方差值,得到 和 计算第三个子块最左边一列的边缘像素方差值,得到对于垂直方向二叉树从左往右的二个子块,计算出第一个子块最右边一列的边缘像素方差值,得到 计算第二个子块最左边一列的边缘像素方差值,得到
8.根据权利要求7所述的基于纹理特性的VVC多叉树结构快速决策方法,其特征在于,所述步骤105中,以相邻子块边缘像素方差的绝对差值,评估相邻子块的边缘差异,是指通过公式(4)计算水平方向相邻子块相邻子块相邻边缘的像素方差的绝对差值,或通过(5)计算垂直方向相邻子块相邻边缘的像素方差的绝对差值,以绝对差值的大小评估相邻子块边缘的差异;
在上述公式中, 是水平二叉树相邻子块相邻边缘的像素方差的绝对差值;
和 分别是水平三叉树相邻子块相邻边缘的像素方差的绝对差值;
是垂直二叉树相邻子块相邻边缘的像素方差的绝对差值; 和
分别是垂直三叉树相邻子块相邻边缘的像素方差的绝对差值。
9.根据权利要求8所述的基于纹理特性的VVC多叉树结构快速决策方法,其特征在于,所述步骤105中,通过比较二叉树BT划分相邻子块边缘差异与三叉树TT划分相邻子块边缘差异大小,决定是否跳过三叉树划分方式;对于水平方向多叉树通过公式(6)进行判断,对于垂直方向多叉树则通过公式(7)进行判断的;如果水平二叉树(HBT)或垂直二叉树VBT划分相邻子块边缘差异大于水平三叉树(HTT)或垂直三叉树VTT划分相邻子块边缘差异的最小值,则当前CU跳过水平三叉树或垂直三叉树划分方式;
在上述公式中,ttskip为是否跳过三叉树划分的标志。如果ttskip=1,表示当前CU跳过水平三叉树或垂直三叉树划分方式;如果ttskip=0,表示当前CU不跳过水平三叉树或垂直三叉树划分方式。
10.一种存储介质,其特征在于,该存储介质内部存储计算机程序,所述计算机程序被处理器读取时,执行上述权利要求1~9任一项的方法。