CN105872564A - H.264/avc到h.265/hevc转码的帧内预测模式决定方法及*** - Google Patents

H.264/avc到h.265/hevc转码的帧内预测模式决定方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种H.264/AVC到H.265/HEVC转码的帧内预测模式决定方法，该方法包括：判断需要决定模式的H.265/HEVC的宏块分割模式；根据码流中的H.264/AVC的帧内预测模式信息，找出对应位置的H.264/AVC宏块的帧内预测模式；根据所述找出的H.264/AVC宏块的帧内预测模式，选取特定的一组帧内预测模式进行率失真计算，得到最优模式，将得到的最优模式作为当前H.265/HEVC子划分的帧内预测模式。该方法通过分析预先决定的H.265/HEVC的宏块分割模式，以及码流中的H.264/AVC的帧内预测模式信息，有效利用H.264码流中宏块及帧内预测信息，将得出的最优预测模式作为当前H.265/HEVC子划分的帧内预测模式，从而加快了转码的速度。

Description

H.264/AVC到H.265/HEVC转码的帧内预测模式决定方法及***
技术领域
本发明涉及数字视频编解码，具体地指一种H.264/AVC到H.265/HEVC转码的帧内预测模式决定方法。
背景技术
最近十年，高清视频的普及和超高清注视频的出现，大力推动了视频编解码技术的发展，ISO和ITU两大国际组织在2013年正式发布了HEVC新一代数字视频编解码标准，以适应网络传输和高质量视频应用的发展。HEVC是在H.264技术基础上的进一步延伸和拓展，自2005开始草案征集以来，由世界各国数百名专家合作研发，直至2013年由两大国际标准组织ITU和ISO对外界公布正式成为下一代视频编解码标准，历时达八年之久，其间经过多次修改和完善。
视频转码是对压缩视频流进行端到端的处理，转码器的输入/输出都是压缩数据，转码后的压缩码流更能适应传输带宽和接收端的要求。
目前，现有的H.264到HEVC转码器是在传统级联式像素域转码器(Cascade Pixel Domain Transcoder，CPDT)中，解码器和编码器相互独立，用此类转码器进行H.264标准向HEVC标准的转码时，先解码H.264视频流，然后重新编码，最后压缩成HEVC视频码流，其转码器结构见图1。在该转码器中，由于没有利用H.264码流中的有效信息来加快HEVC编码过程，因此转码过程计算量大，转码效率受到限制。
发明内容
本发明目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种H.264/AVC到H.265/HEVC转码的帧内预测模式决定方法，该方法通过分析预先决定的H.265/HEVC的宏块分割模式，以及码流中的H.264/AVC的帧内预测模式信息，有效利用H.264码流中宏块及帧内预测信息，将得出的最优预测模式作为当前H.265/HEVC子划分的帧内预测模式，从而加快了转码的速度。
实现本发明目的采用的技术方案是一种H.264/AVC到H.265/HEVC转码的帧内预测模式决定方法，该方法包括：
判断需要决定模式的H.265/HEVC的宏块分割模式；
根据输入码流中的H.264/AVC的帧内预测模式信息，找出对应位置的H.264/AVC宏块的帧内预测模式；
对所述找出的H.264/AVC宏块的帧内预测模式进行率失真计算，得到最优模式，将得到的最优模式作为当前H.265/HEVC子划分的帧内预测模式。
在上述技术方案中，如所述H.265/HEVC宏块中某子划分大小大于16x16，则找出其对应位置所覆盖的所有H.264/AVC宏块的所有的帧内预测模式，通过率失真计算出这些模式中最优的模式作为当前H.265/HEVC子划分的帧内预测模式；
如所述H.265/HEVC宏块中某子划分大小小于16x16，则找出其对应位置的H.264/AVC宏块的帧内预测模式，若该帧内预测模式是DC或者Plane，则通过率失真比较计算DC、Planner、水平、垂直4种模式，找出最优帧内预测模式的作为当前H.265/HEVC子划分的帧内预测模式；若该帧内预测模式不是DC或Plane，则选取该模式及其周围最临近的4个模式作为候选模式，通过率失真计算所述候选模式，得出最优预测模式作为当前H.265/HEVC子划分的帧内预测模式。
此外，本发明还提供一种H.264/AVC到H.265/HEVC转码的帧内预测模式决定***，该***包括：
H.264/AVC解码器，用于解码输入的H.264视频码流；
宏块分割模式模块，用于判断需要决定模式的H.265/HEVC的宏块分割模式，得到宏块的位置信息；然后根据所述输入的H.264视频码流中的H.264/AVC的帧内预测模式信息，找出对应位置的H.264/AVC宏块的帧内预测模式；对所述找出的H.264/AVC宏块的帧内预测模式进行率失真计算，得到最优帧内预测模式，
H.265/HEVC编码器，用于根据将所述最优模式作为当前H.265/HEVC子划分的帧内预测模式进行编码。
本方法通过分析预先决定的H.265/HEVC的宏块分割模式，以及码流中的H.264/AVC的帧内预测模式信息，有效利用了H.264码流中宏块及帧内预测信息，加快了转码的速度，避免了现有技术在H.265/HEVC编码过程中需要重新确定每个宏块的分割模式的问题，从而减少了计算复杂度，并能保证高质量的编码效果。
附图说明
图1为现有转码器的结构示意图。
图2为H.265/HEVC宏块分割模式示意图。
图3为H.264/AVC的宏块分割模式示意图。
图4为H.265/HEVC帧内预测模式示意图。
图5为H.264/AVC帧内预测模式示意图。
图6为本发明H.264/AVC到H.265/HEVC转码的帧内预测模式决定方法的流程图。
图7为本发明转码器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
在详细阐述本发明技术方案之前，首先说明以下定义：
1、H.265/HEVC的块分割模式
在H.265/HEVC中，块的大小从H.264/AVC的16x16扩展到了64x64，以便于高分辨率视频的压缩。同时，采用了更加灵活的编码结构来提高编码效率，包括编码单元(Coding Unit)、预测单元(Predict Unit)和变换单元(Transform Unit)，如图3所示。
其中编码单元类似于H.264/AVC中的宏块的概念，用于编码的过程，预测单元是进行预测的基本单元，变换单元是进行变换和量化的基本单元。这三个单元的分离，使得变换、预测和编码各个处理环节更加灵活，也有利于各环节的划分更加符合视频图像的纹理特征，有利于各个单元更优化的完成各自的功能。
对于帧内预测来讲，编码单元的划分有2Nx2N和NxN两种模式，因此可能存在的子划分大小为64x64、32x32、16x16、8x8以及4x4。
2、H.264/AVC的宏块分割模式如图4所示，H.264/AVC的帧内划分种类比H.265/HEVC少，只有3种模式，在H.264/AVC的帧内编码中采用宏块分割和亚分割的方法，每个块可以按16×16、8×8、4x4分割。
3、帧内预测
帧内预测是用空域上相邻的前面已解码的边界像素作为预测参考信号进行的预测模式。
3.1、H.265/HEVC帧内预测模式
如图4所示，H.265/HEVC对从4x4到32x32的块定义了33个不同的方向性的预测，另外定义了两个非方向性预测planar和DC模式。
3.2、H.264/AVC帧内预测模式
如图5所示，H.264/AVC的4×4和8x8亮度块的帧内预测共有9种预测模式，而在16×16亮度块的预测模式各有4种。
如图6所示，本发明H.264/AVC到H.265/HEVC转码的帧内预测模式决定方法，该方法包括：
S100、判断需要决定模式的H.265/HEVC的宏块分割模式
在本发明的技术方案中，首先，判断H.265/HEVC宏块中某子分割大小是否大于16x16，如果是，即该子划分为32x32或者64x64；如果不是，则该子划分为16x16，8x8以及4x4。
S200、根据码流中的H.264/AVC的帧内预测模式信息，找出对应位置的H.264/AVC宏块的帧内预测模式，具体包括：
S201、如果H.265/HEVC宏块中某子划分大于16x16，则找出其对应位置所覆盖的所有H.264/AVC宏块的所有的帧内预测模式。
S202、如果H.265/HEVC宏块中某子划分大小不大于16x16，则找出对应位置的H.264/AVC宏块的帧内预测模式。
S300、对上一步骤中找出的H.264/AVC宏块的帧内预测模式进行率失真计算，得到最优模式，将得到的最优模式作为当前H.265/HEVC子划分的帧内预测模式，具体如下：
S301、对于步骤S201中找出的帧内预测模式，通过率失真计算出这些模式中最优的模式作为当前H.265/HEVC子划分的帧内模式。
S302、对于步骤S202中找出的帧内预测模式，如果这个帧内预测模式是DC或者Plane，则通过率失真比较计算DC、Planner、水平、垂直等4种模式，得出最优模式作为H.265/HEVC帧内预测模式；如果这个帧内预测模式不是DC或Plane，则选取该模式及其周围最邻近4个模式作为候选模式，通过率失真计算得出最优模式作为H.265/HEVC帧内预测模式。
实现上述方法所采用的***结构如图7所示，包括：
H.264/AVC解码器，用于解码输入的H.264视频码流。
宏块分割模式模块，用于判断需要决定模式的H.265/HEVC的宏块分割模式，得到宏块的位置信息；然后根据所述输入的H.264视频码流中的H.264/AVC的帧内预测模式信息，找出对应位置的H.264/AVC宏块的帧内预测模式；对所述找出的H.264/AVC宏块的帧内预测模式进行率失真计算，得到最优帧内预测模式。该模块中通过软件或硬件模块实现上述步骤S100～S300中的过程。
H.265/HEVC编码器，用于根据将所述最优模式作为当前.265/HEVC子划分的帧内预测模式进行编码。

Claims (3)

1.一种H.264/AVC到H.265/HEVC转码的帧内预测模式决定方法，其特征在于，包括：
判断需要决定模式的H.265/HEVC的宏块分割模式；
根据输入码流中的H.264/AVC的帧内预测模式信息，找出对应位置的H.264/AVC宏块的帧内预测模式；
对所述找出的H.264/AVC宏块的帧内预测模式进行率失真计算，得到最优模式，将得到的最优模式作为当前H.265/HEVC子划分的帧内预测模式。
2.根据权利要求1所述H.264/AVC到H.265/HEVC转码的帧内预测模式决定方法，其特征在于：
如所述H.265/HEVC宏块中某子划分大小大于16x16，则找出其对应位置所覆盖的所有H.264/AVC宏块的所有的帧内预测模式，通过率失真计算出这些模式中最优的模式作为当前H.265/HEVC子划分的帧内预测模式；
如所述H.265/HEVC宏块中某子划分大小小于16x16，则找出其对应位置的H.264/AVC宏块的帧内预测模式，若该帧内预测模式是DC或者Plane，则通过率失真比较计算DC、Planner、水平、垂直4种模式，找出最优帧内预测模式的作为当前H.265/HEVC子划分的帧内预测模式；若该帧内预测模式不是DC或Plane，则选取该模式及其周围最临近的4个模式作为候选模式，通过率失真计算所述候选模式，得出最优预测模式作为当前H.265/HEVC子划分的帧内预测模式。
3.一种H.264/AVC到H.265/HEVC转码的帧内预测模式决定***，其特征在于，包括：
H.264/AVC解码器，用于解码输入的H.264视频码流；
宏块分割模式模块，用于判断需要决定帧内预测模式的H.265/HEVC的宏块分割模式，得到宏块的位置信息；然后根据所述输入的H.264视频码流中的H.264/AVC的帧内预测模式信息，找出对应位置的H.264/AVC宏块的帧内预测模式；对所述找出的H.264/AVC宏块的帧内预测模式进行率失真计算，得到最优帧内预测模式，
H.265/HEVC编码器，用于根据将所述最优模式作为当前H.265/HEVC子划分的帧内预测模式进行编码。
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