ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕТОДА КОДИРОВАНИЯ ВНУТРИКАДРОВЫМ ПРЕДСКАЗАНИЕМ В СТАНДАРТЕ H.265/HEVC

Исследованы методы кодирования видеоданных внутрикадровым предсказанием в современном стандарте Н.265/HEVC. Предложена схема быстрого принятия решения для внутрикадрового предсказания. По предлагаемой схеме сначала вычисляется сложность текстуры блока кодирования и устанавливается пороговое значение для быстрого выбора размера блока кодирования. Это позволяет уменьшить число возможных режимов предсказания. Существующий и предложенный методы кодирования протестированы на нескольких видеопоследовательностях путем моделирования в среде VisualC++. Для оценки методов использованы критерии качества видеопоследовательности (по PSNR), битрейт и время кодирования. Результаты показали, что по сравнению с эталонным программным обеспечением HEVC – HM16.0 предлагаемая схема позволяет сократить время кодирования примерно на 13,6%, в то время как схема страдает незначительной средней потерей PSNR (0,0033 дБ). Применение предложенного подхода вместо традиционного кодирования в современном видеокодеке H.265/HEVCпозволяет значительно снизить время кодирования и может быть рекомендовано для дальнейшего исследования совместной команде по видеокодированию JCT-VC(JointCollaborativeTeamonVideoCoding).

1. Wiegand T., Sullivan G.J., Bjontegaard G., Luthra A. Overview of the H,264/AVC video coding standard // IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology. 2003. V. 13. N 7. P. 560–576. doi: 10.1109/TCSVT.2003.815165
2. Sullivan G.J., Ohm J.-R., Han W.-J., Wiegand T. Overview of the high efficiency video coding (HEVC) standard // IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology. 2012. V. 22. N 12. P. 1649–1668. doi: 10.1109/TCSVT.2012.2221191
3. Ohm J.-R., Sullivan G.J., Schwarz H., Tan T.K., Wiegand T. Comparison of the coding efficiency of video coding
   standards-including High Efficiency Video Coding (HEVC) // IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology. 2012. V. 22. N 12. P. 1669–1684. doi: 10.1109/TCSVT.2012.2221192
4. Нгуен В.Ч. Анализ методов и алгоритмов кодирования в современном гибридном видеокодеке H.265/HEVC// Сборник трудов VIВсероссийского конгресса молодых ученых. СПб., 2017. С. 151–153.
5. Lainema J., Bossen F., Han W.-J., Min J., Ugur K. Intra coding of the HEVC standard // IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology. 2012. V. 22. N 12.
   P. 1792–1801. doi: 10.1109/TCSVT.2012.2221525
6. Helle P., Oudin S., Bross B., Marpe P. et al. Block merging for quadtree-based partitioning in HEVC // IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology. 2012. V. 22. N 12. P. 1720–1731. doi: 10.1109/TCSVT.2012.2223051
7. Piao Y., Min J., Chen J. Encoder improvement of unified intra prediction // JCT-VC, C207. Guangzhou, CN, 2010.
8. Pan F., Lin X., Rahardja S., Lim K., Li Z., Wu D. et al. Fast mode decision algorithm for intraprediction in H.264/AVC video coding // IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology. 2005. V. 15. N 7. P. 813–822. doi: 10.1109/TCSVT.2005.848356
9. Tsai A.-C., Wang J.-F., Yang J.-F., Lin W.-G. Effective subblock based and pixel-based fast direction detections for H.264 intra prediction // IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology. 2008. V. 18. N 7. P. 975–982. doi: 10.1109/TCSVT.2008.920742
10. Huang Y.-H., Ou T.-S., Chen H. Fast decision of block size, prediction mode, and intra block for H.264 intra prediction // IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology. 2010. V. 20. N 8. P. 1122–1132. doi: 10.1109/TCSVT.2010.2057018
11. Bharanitharan K., Liu B.-D., Yang J.-F., Tsai W.-C. A low complexity detection of discrete cross differences for fast H.264/AVC intra prediction // IEEE Transactions on Multimedia. 2008. V. 10. N 7. P. 1250–1260. doi: 10.1109/TMM.2008.2004904
12. Tsai A.-C., Paul A., Wang J.-C., Wang J.-F. Intensity gradient technique for efficient intra-prediction in H.264/AVC // IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology. 2008. V. 18. N 5. P. 694–698. doi: 10.1109/TCSVT.2008.919113
13. Zeng H., Ma K.-K., Cai C. Hierarchical intra mode decision for H.264/AVC // IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology. 2010. V. 20. N 6. P. 907–912. doi: 10.1109/TCSVT.2010.2045802
14. Tan Y.H., Yeo C., Tan H.L., Li Z.G. On residual quad-tree coding in HEV // Proc. IEEE 13^th Int. Workshop on Multimedia Signal Processing. Hangzhou, 2011. 4 p. doi: 10.1109/MMSP.2011.6093805
15. Bjontegaard G. Calculation of average PSNR differences between RD-curves. Technical Report VCEG-M33 – ITU-T SG16/Q6. Austin, USA, 2001 [Электронныйресурс]. Режим доступа: http://wftp3.itu.int/av-arch/video-site/0104_Aus/VCEG-M33.docсвободный (дата обращения: 20.12.2017).
16. Zhao L., Zhang L., Ma S., Zhao D., Gao W. Further encoder improvement of intra mode decision. JCTVC-D283. Daegu, KR, 2011.
17. Shen L., Liu Z., Zhang X., Zhao W., Zhang Z. An effective CU size decision method for HEVC encoders // IEEE Transactions on Multimedia. 2013. V. 15. N 2. P. 465–470. doi: 10.1109/TCSVT.2010.2045802
18. Zhang H., Ma Z. Early termination schemes for fast intra prediction in high-efficiency video coding // Proc. IEEE International Symposium on Circuits and Systems. 2013. P. 45–48. doi: 10.1109/ISCAS.2013.6571778
19. Tseng C.-F., Lai Y.-T. Fast coding unit decision and mode selection for intra-frame coding in high-efficiency video coding // IET Image Processing. 2016. V. 10. N 3. P. 215–221. doi: 10.1049/iet-ipr.2015.0154
20. Xin L., Xiao N., Martin G., Hu Y., Jin X. Fast intra coding implementation for high efficiency video coding (HEVC) // Proc. Data Compression Conference. Snowbird, USA, 2017. P. 201–210. doi: 10.1109/DCC.2017.4
21. Tian G., Goto S. Content adaptive prediction unit size decision algorithm for HEVC intra coding // Proc. Picture Coding Symposium. Krakow, Poland,2012. P. 405–408. doi: 10.1109/PCS.2012.6213317
22. Siast J., Stankowski J., Domanski M. Hierarchical fast selection of intraframe prediction mode in HEVC // International Journal of Electronics and Telecommunications. 2016. V. 62. N 2. P. 147–151. doi: 10.1515/eletel-2016-0020

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License