HEVC幀內編碼單元快速劃分算法

江家良　荊倩

摘要：HEVC（High Efficiency Video Coding）的編碼單元（CU，Coding Unit）是視頻編碼處理的基本單元，原有的算法通過四叉樹遞歸獲取最佳 CU 深度，在提高視頻壓縮性能的同時引入了較高的計算復雜度。針對此問題，提出了一種幀內編碼單元快速判決算法，該算法利用在時間和空間相關的CU的深度信息來快速判斷當前CU最佳編碼尺寸，以避免不必要的計算，降低計算復雜度。

關鍵詞：高效視頻編碼 編碼單元 幀內預測快速算法

中圖分類號： TN919.81 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）06-0000-00

Abstract： CU （Coding Unit）， the HEVC （High Efficiency Video Coding）s encoding unit， is the basic unit of video coding process. Its original algorithm acquired the optimal depth CU by using the quadtree recursive algorithm. Though this algorithm improved video compression performance， it caused a higher computational complexity at the same time. To solve this problem， we propose a fast intra coding unit decision algorithm. The new algorithm uses CUs depth information， which related in time and space to quickly determining the current CUs optimal encoding size. Meanwhile， it avoids unnecessary calculation and reduces computational complexity.

Key words：HEVC； coding unit； intra prediction； fast algorithm.

1引言

HEVC參考模型HM中要想確定LCU的最終劃分方式，計算復雜度非常高，大大增加了編碼時間。因此尋找一種保證編碼效率同時降低計算復雜度的快速CU 分割方法是眾多學者研究熱點[1]

2相關研究

為進一步提高HEVC編碼模式的判決速度，文獻[2]根據視頻序列的連續性，利用相鄰兩幀相同位置處CU深度信息的相關性，用前一幀CU的深度信息，跳過不必要的劃分，來加速當前幀相同位置處CU深度的判決。文獻[3]提出先利用相鄰幀CU最優劃分信息預測當前CU的最優劃分模式，然后在PU層將哈達碼變換代價較大的粗選模式排除出候選模式子集，該算法的平均碼率損失 0.09%，編碼時間節省49%，下面是本文的優化算法。

3快速編碼深度選擇算法

具體做法是，根據公式（1）計算特征值 Dpi=Depth，根據計算的特征值 Dpi 進行深度范圍選擇，當Dpi=Dexp時，深度范圍選擇[1，3]，據此來減少當前CU深度的判定。根據以上（1）和（2）的論述，可以提出本文的算法，具體做法如下所訴。

第一步，讀取當前DCU的前一幀相同位置CU圍的CU（XCU）的深度信息，并判斷前后幀相同位置處CU的相關性。根據公式計算特征Dpi，劃分深度選擇區間。

第二步，相關性強的CU從深度范圍為[0，2]的DCU從Depth-DCU=0開始，判斷與Depth=（0-3）是否相等，若相等則給出幀內DCU的深度預測范圍。若不等，深度加1繼，直到Depth-DCU=2結束。對于深度范圍為[0，3]的DCU從Depth-DCU=1開始，方法類似。

第三步，相關性弱的CU，當 DCUr>0 時，讀取相同大小相鄰 CU的深度，如 Dall均大于 DCU，當前 CU 深度加 1；否則，進行幀內預測。對于深度范圍為[0，2]的 CU，當 CU深度 DCU>=2 時終止；對于深度范圍為[1，3]的 CU，當 CU 深度CCUr>=3 時終止。第四，通過幀內預測，從而得到最佳的CU深度[5，6]如圖2所示。

5結語

本文提出了一種基于時域和空域的 HEVC 幀內編碼CU劃分模式快速判決算法，該算法提取前一幀相同位置以及當前幀的周圍的CU的深度信息，縮小CU劃分的判定區間，來對當前 CU劃分深度進行預測，提高CU劃分深度的預測速度。

參考文獻

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