H.264/avc到h.265/hevc轉(zhuǎn)碼的幀內(nèi)預(yù)測模式?jīng)Q定方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種H.264/AVC到H.265/HEVC轉(zhuǎn)碼的幀內(nèi)預(yù)測模式?jīng)Q定方法，該方法包括：判斷需要決定模式的H.265/HEVC的宏塊分割模式；根據(jù)碼流中的H.264/AVC的幀內(nèi)預(yù)測模式信息，找出對應(yīng)位置的H.264/AVC宏塊的幀內(nèi)預(yù)測模式；根據(jù)所述找出的H.264/AVC宏塊的幀內(nèi)預(yù)測模式，選取特定的一組幀內(nèi)預(yù)測模式進(jìn)行率失真計(jì)算，得到最優(yōu)模式，將得到的最優(yōu)模式作為當(dāng)前H.265/HEVC子劃分的幀內(nèi)預(yù)測模式。該方法通過分析預(yù)先決定的H.265/HEVC的宏塊分割模式，以及碼流中的H.264/AVC的幀內(nèi)預(yù)測模式信息，有效利用H.264碼流中宏塊及幀內(nèi)預(yù)測信息，將得出的最優(yōu)預(yù)測模式作為當(dāng)前H.265/HEVC子劃分的幀內(nèi)預(yù)測模式，從而加快了轉(zhuǎn)碼的速度。
【專利說明】
H.264/AVC到H.265/HEVC轉(zhuǎn)碼的幀內(nèi)預(yù)測模式?jīng)Q定方法及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及數(shù)字視頻編解碼，具體地指一種H.264/AVC到H.265/HEVC轉(zhuǎn)碼的幀內(nèi)預(yù)測模式?jīng)Q定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]最近十年，高清視頻的普及和超高清注視頻的出現(xiàn)，大力推動了視頻編解碼技術(shù)的發(fā)展，ISO和ITU兩大國際組織在2013年正式發(fā)布了HEVC新一代數(shù)字視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸和高質(zhì)量視頻應(yīng)用的發(fā)展。HEVC是在H.264技術(shù)基礎(chǔ)上的進(jìn)一步延伸和拓展，自2005開始草案征集以來，由世界各國數(shù)百名專家合作研發(fā)，直至2013年由兩大國際標(biāo)準(zhǔn)組織ITU和ISO對外界公布正式成為下一代視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)，歷時(shí)達(dá)八年之久，其間經(jīng)過多次修改和完善。
[0003]視頻轉(zhuǎn)碼是對壓縮視頻流進(jìn)行端到端的處理，轉(zhuǎn)碼器的輸入/輸出都是壓縮數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)碼后的壓縮碼流更能適應(yīng)傳輸帶寬和接收端的要求。
[0004]目前，現(xiàn)有的H.264到HEVC轉(zhuǎn)碼器是在傳統(tǒng)級聯(lián)式像素域轉(zhuǎn)碼器(Cascade PixelDomain Transcoder ,CF1DT)中，解碼器和編碼器相互獨(dú)立，用此類轉(zhuǎn)碼器進(jìn)行Η.264標(biāo)準(zhǔn)向HEVC標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)碼時(shí)，先解碼H.264視頻流，然后重新編碼，最后壓縮成HEVC視頻碼流，其轉(zhuǎn)碼器結(jié)構(gòu)見圖1。在該轉(zhuǎn)碼器中，由于沒有利用H.264碼流中的有效信息來加快HEVC編碼過程，因此轉(zhuǎn)碼過程計(jì)算量大，轉(zhuǎn)碼效率受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種H.264/AVC到H.265/HEVC轉(zhuǎn)碼的幀內(nèi)預(yù)測模式?jīng)Q定方法，該方法通過分析預(yù)先決定的H.265/HEVC的宏塊分割模式，以及碼流中的H.264/AVC的幀內(nèi)預(yù)測模式信息，有效利用H.264碼流中宏塊及幀內(nèi)預(yù)測信息，將得出的最優(yōu)預(yù)測模式作為當(dāng)前H.265/HEVC子劃分的幀內(nèi)預(yù)測模式，從而加快了轉(zhuǎn)碼的速度。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是一種H.264/AVC到H.265/HEVC轉(zhuǎn)碼的幀內(nèi)預(yù)測模式?jīng)Q定方法，該方法包括:
[0007]判斷需要決定模式的H.265/HEVC的宏塊分割模式；
[0008]根據(jù)輸入碼流中的H.264/AVC的幀內(nèi)預(yù)測模式信息，找出對應(yīng)位置的H.264/AVC宏塊的幀內(nèi)預(yù)測模式；
[0009]對所述找出的H.264/AVC宏塊的幀內(nèi)預(yù)測模式進(jìn)行率失真計(jì)算，得到最優(yōu)模式，將得到的最優(yōu)模式作為當(dāng)前H.265/HEVC子劃分的幀內(nèi)預(yù)測模式。
[0010]在上述技術(shù)方案中，如所述H.265/HEVC宏塊中某子劃分大小大于16x16，則找出其對應(yīng)位置所覆蓋的所有H.264/AVC宏塊的所有的幀內(nèi)預(yù)測模式，通過率失真計(jì)算出這些模式中最優(yōu)的模式作為當(dāng)前H.265/HEVC子劃分的幀內(nèi)預(yù)測模式；[0011 ] 如所述H.265/HEVC宏塊中某子劃分大小小于16x16，則找出其對應(yīng)位置的H.264/AVC宏塊的幀內(nèi)預(yù)測模式，若該幀內(nèi)預(yù)測模式是DC或者Plane，則通過率失真比較計(jì)算DC、Planner、水平、垂直4種模式，找出最優(yōu)幀內(nèi)預(yù)測模式的作為當(dāng)前H.265/HEVC子劃分的幀內(nèi)預(yù)測模式;若該幀內(nèi)預(yù)測模式不是DC或Plane，則選取該模式及其周圍最臨近的4個(gè)模式作為候選模式，通過率失真計(jì)算所述候選模式，得出最優(yōu)預(yù)測模式作為當(dāng)前H.265/HEVC子劃分的幀內(nèi)預(yù)測模式。
[0012]此外，本發(fā)明還提供一種H.264/AVC到H.265/HEVC轉(zhuǎn)碼的幀內(nèi)預(yù)測模式?jīng)Q定系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:
[0013]H.264/AVC解碼器，用于解碼輸入的H.264視頻碼流；
[0014]宏塊分割模式模塊，用于判斷需要決定模式的H.265/HEVC的宏塊分割模式，得到宏塊的位置信息；然后根據(jù)所述輸入的H.264視頻碼流中的H.264/AVC的幀內(nèi)預(yù)測模式信息，找出對應(yīng)位置的H.264/AVC宏塊的幀內(nèi)預(yù)測模式;對所述找出的H.264/AVC宏塊的幀內(nèi)預(yù)測模式進(jìn)行率失真計(jì)算，得到最優(yōu)幀內(nèi)預(yù)測模式，
[0015]H.265/HEVC編碼器，用于根據(jù)將所述最優(yōu)模式作為當(dāng)前H.265/HEVC子劃分的幀內(nèi)預(yù)測模式進(jìn)行編碼。
[0016]本方法通過分析預(yù)先決定的H.265/HEVC的宏塊分割模式，以及碼流中的H.264/AVC的幀內(nèi)預(yù)測模式信息，有效利用了H.264碼流中宏塊及幀內(nèi)預(yù)測信息，加快了轉(zhuǎn)碼的速度，避免了現(xiàn)有技術(shù)在H.265/HEVC編碼過程中需要重新確定每個(gè)宏塊的分割模式的問題，從而減少了計(jì)算復(fù)雜度，并能保證高質(zhì)量的編碼效果。
【附圖說明】
[0017]圖1為現(xiàn)有轉(zhuǎn)碼器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為H.265/HEVC宏塊分割模式示意圖。
[0019]圖3為H.264/AVC的宏塊分割模式示意圖。
[0020]圖4為H.265/HEVC幀內(nèi)預(yù)測模式示意圖。
[0021 ]圖5為H.264/AVC幀內(nèi)預(yù)測模式示意圖。
[0022]圖6為本發(fā)明H.264/AVC到H.265/HEVC轉(zhuǎn)碼的幀內(nèi)預(yù)測模式?jīng)Q定方法的流程圖。
[0023]圖7為本發(fā)明轉(zhuǎn)碼器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0025]在詳細(xì)闡述本發(fā)明技術(shù)方案之前，首先說明以下定義:
[0026]1、H.265/HEVC的塊分割模式
[0027]在H.265/HEVC中，塊的大小從H.264/AVC的16x16擴(kuò)展到了64x64，以便于高分辨率視頻的壓縮。同時(shí)，采用了更加靈活的編碼結(jié)構(gòu)來提高編碼效率，包括編碼單元(CodingUnit)、預(yù)測單元(Predict Unit)和變換單元(Transform Unit)，如圖3所不。
[0028]其中編碼單元類似于H.264/AVC中的宏塊的概念，用于編碼的過程，預(yù)測單元是進(jìn)行預(yù)測的基本單元，變換單元是進(jìn)行變換和量化的基本單元。這三個(gè)單元的分離，使得變換、預(yù)測和編碼各個(gè)處理環(huán)節(jié)更加靈活，也有利于各環(huán)節(jié)的劃分更加符合視頻圖像的紋理特征，有利于各個(gè)單元更優(yōu)化的完成各自的功能。
[0029]對于幀內(nèi)預(yù)測來講，編碼單元的劃分有2Nx2N和NxN兩種模式，因此可能存在的子劃分大小為64164、32132、16116、818以及414。
[0030]2、!1.264/^(:的宏塊分割模式如圖4所示，!1.264/^(:的幀內(nèi)劃分種類比!1.265/HEVC少，只有3種模式，在H.264/AVC的幀內(nèi)編碼中采用宏塊分割和亞分割的方法，每個(gè)塊可以按 16X16、8X8、4x4 分割。
[0031]3、幀內(nèi)預(yù)測
[0032]幀內(nèi)預(yù)測是用空域上相鄰的前面已解碼的邊界像素作為預(yù)測參考信號進(jìn)行的預(yù)測模式。
[0033]3.1、H.265/HEVC 幀內(nèi)預(yù)測模式
[0034]如圖4所示，H.265/HEVC對從4x4到32x32的塊定義了33個(gè)不同的方向性的預(yù)測，另外定義了兩個(gè)非方向性預(yù)測planar和DC模式。
[0035]3.2、H.264/AVC 幀內(nèi)預(yù)測模式
[0036]如圖5所示，H.264/AVC的4 X 4和8x8亮度塊的幀內(nèi)預(yù)測共有9種預(yù)測模式，而在16X 16亮度塊的預(yù)測模式各有4種。
[0037]如圖6所示，本發(fā)明H.264/AVC到H.265/HEVC轉(zhuǎn)碼的幀內(nèi)預(yù)測模式?jīng)Q定方法，該方法包括:
[0038]S100、判斷需要決定模式的H.265/HEVC的宏塊分割模式
[0039]在本發(fā)明的技術(shù)方案中，首先，判斷H.265/HEVC宏塊中某子分割大小是否大于16x16，如果是，即該子劃分為32x32或者64x64 ；如果不是，則該子劃分為16x16，8x8以及
4x4。
[0040]S200、根據(jù)碼流中的H.264/AVC的幀內(nèi)預(yù)測模式信息，找出對應(yīng)位置的H.264/AVC宏塊的幀內(nèi)預(yù)測模式，具體包括:
[0041 ] S201、如果H.265/HEVC宏塊中某子劃分大于16x16，則找出其對應(yīng)位置所覆蓋的所有H.264/AVC宏塊的所有的幀內(nèi)預(yù)測模式。
[0042]S202、如果H.265/HEVC宏塊中某子劃分大小不大于16x16，則找出對應(yīng)位置的H.264/AVC宏塊的幀內(nèi)預(yù)測模式。
[0043]S300、對上一步驟中找出的H.264/AVC宏塊的幀內(nèi)預(yù)測模式進(jìn)行率失真計(jì)算，得到最優(yōu)模式，將得到的最優(yōu)模式作為當(dāng)前H.265/HEVC子劃分的幀內(nèi)預(yù)測模式，具體如下:
[0044]S301、對于步驟S201中找出的幀內(nèi)預(yù)測模式，通過率失真計(jì)算出這些模式中最優(yōu)的模式作為當(dāng)前H.265/HEVC子劃分的幀內(nèi)模式。
[0045]S302、對于步驟S202中找出的幀內(nèi)預(yù)測模式，如果這個(gè)幀內(nèi)預(yù)測模式是DC或者Plane，則通過率失真比較計(jì)算DC、PIanner、水平、垂直等4種模式，得出最優(yōu)模式作為
H.265/HEVC幀內(nèi)預(yù)測模式;如果這個(gè)幀內(nèi)預(yù)測模式不是DC或Plane，則選取該模式及其周圍最鄰近4個(gè)模式作為候選模式，通過率失真計(jì)算得出最優(yōu)模式作為H.265/HEVC幀內(nèi)預(yù)測模式。
[0046]實(shí)現(xiàn)上述方法所采用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖7所示，包括:
[0047]H.264/AVC解碼器，用于解碼輸入的H.264視頻碼流。
[0048]宏塊分割模式模塊，用于判斷需要決定模式的H.265/HEVC的宏塊分割模式，得到宏塊的位置信息；然后根據(jù)所述輸入的H.264視頻碼流中的H.264/AVC的幀內(nèi)預(yù)測模式信息，找出對應(yīng)位置的H.264/AVC宏塊的幀內(nèi)預(yù)測模式;對所述找出的H.264/AVC宏塊的幀內(nèi)預(yù)測模式進(jìn)行率失真計(jì)算，得到最優(yōu)幀內(nèi)預(yù)測模式。該模塊中通過軟件或硬件模塊實(shí)現(xiàn)上述步驟SlOO?S300中的過程。
[0049]H.265/HEVC編碼器，用于根據(jù)將所述最優(yōu)模式作為當(dāng)前.265/HEVC子劃分的幀內(nèi)預(yù)測模式進(jìn)行編碼。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種H.264/AVC到H.265/HEVC轉(zhuǎn)碼的幀內(nèi)預(yù)測模式?jīng)Q定方法，其特征在于，包括: 判斷需要決定模式的H.265/HEVC的宏塊分割模式； 根據(jù)輸入碼流中的H.264/AVC的幀內(nèi)預(yù)測模式信息，找出對應(yīng)位置的H.264/AVC宏塊的幀內(nèi)預(yù)測模式； 對所述找出的H.264/AVC宏塊的幀內(nèi)預(yù)測模式進(jìn)行率失真計(jì)算，得到最優(yōu)模式，將得到的最優(yōu)模式作為當(dāng)前H.265/HEVC子劃分的幀內(nèi)預(yù)測模式。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述H.264/AVC到H.265/HEVC轉(zhuǎn)碼的幀內(nèi)預(yù)測模式?jīng)Q定方法，其特征在于: 如所述H.265/HEVC宏塊中某子劃分大小大于16x16，則找出其對應(yīng)位置所覆蓋的所有H.264/AVC宏塊的所有的幀內(nèi)預(yù)測模式，通過率失真計(jì)算出這些模式中最優(yōu)的模式作為當(dāng)前H.265/HEVC子劃分的幀內(nèi)預(yù)測模式； 如所述H.265/HEVC宏塊中某子劃分大小小于16x16，則找出其對應(yīng)位置的H.264/AVC宏塊的幀內(nèi)預(yù)測模式，若該幀內(nèi)預(yù)測模式是DC或者Plane，則通過率失真比較計(jì)算DC、Planner、水平、垂直4種模式，找出最優(yōu)幀內(nèi)預(yù)測模式的作為當(dāng)前H.265/HEVC子劃分的幀內(nèi)預(yù)測模式;若該幀內(nèi)預(yù)測模式不是DC或Plane，則選取該模式及其周圍最臨近的4個(gè)模式作為候選模式，通過率失真計(jì)算所述候選模式，得出最優(yōu)預(yù)測模式作為當(dāng)前H.265/HEVC子劃分的幀內(nèi)預(yù)測模式。3.一種H.264/AVC到H.265/HEVC轉(zhuǎn)碼的幀內(nèi)預(yù)測模式?jīng)Q定系統(tǒng)，其特征在于，包括: H.264/AVC解碼器，用于解碼輸入的H.264視頻碼流； 宏塊分割模式模塊，用于判斷需要決定幀內(nèi)預(yù)測模式的H.265/HEVC的宏塊分割模式，得到宏塊的位置信息;然后根據(jù)所述輸入的H.264視頻碼流中的H.264/AVC的幀內(nèi)預(yù)測模式信息，找出對應(yīng)位置的H.264/AVC宏塊的幀內(nèi)預(yù)測模式;對所述找出的H.264/AVC宏塊的幀內(nèi)預(yù)測模式進(jìn)行率失真計(jì)算，得到最優(yōu)幀內(nèi)預(yù)測模式， H.265/HEVC編碼器，用于根據(jù)將所述最優(yōu)模式作為當(dāng)前H.265/HEVC子劃分的幀內(nèi)預(yù)測模式進(jìn)行編碼。
【文檔編號】H04N19/147GK105872564SQ201610363865
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】劉凌志, 何輝, 汪志冰
【申請人】武漢拓寶科技股份有限公司