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Fast Intra-Prediction Mode Decision Algorithm for Versatile Video Coding Based on Gradient and Convolutional Neural Network

delete2025-05-16
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OA
AI
N
Nana Li
Z
Zhenyi Wang
Q
Qiuwen Zhang *
L
Lei He
W
Weizheng Zhang
DOI:10.3390/electronics14102031delete
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摘要

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En 中文
最新发布的通用视频编码(H.266/VVC)标准引入了QTMT结构,实现了更灵活的块分割,并显著提升了编码效率,较其前代标准高效视频编码(H.265/HEVC)有大幅改进。然而,这一新结构导致编码单元(CUs)尺寸发生变化。为适应此变化,VVC将帧内预测模式数量从35种增至67种,导致计算需求显著增加。本研究提出了一种结合梯度分析和卷积神经网络(CNN)的快速帧内预测模式选择算法。首先,采用拉普拉斯算子估计当前CU块的纹理方向,识别最可能的预测方向并跳过半数冗余候选模式,从而大幅减少模式搜索次数。其次,为进一步降低计算复杂度,开发了两种高效神经网络模型MIP-NET和ISP-NET,用于判断是否可提前终止矩阵帧内预测(MIP)和帧内子分割(ISP)模式的预测过程,避免不必要的计算。该方法在保持编码性能的同时,显著降低了帧内预测模式选择的时间复杂度。实验结果表明,该算法在编码时间上降低了35.04%,仅使BD-BR增加0.69%,在视频质量与编码效率之间取得了良好平衡。
Keyword:
versatile video coding (VVC)
mode prediction
convolutional neural network (CNN)
gradient

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Electronics
IF:
2.6
论文数:
1.0W
被引数:
4.7W

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