كاهش پيچيدگي محاسباتي واحد پيش‌گويي بين‌قابي در استاندارد كدكننده‌ي ويدئويي پر بازده مبتني بر ويژگي‌هاي مكاني و زماني

Reduction of Computational Complexity of Inter Prediction Unit in High Efficiency Video Coding (HEVC) Standard Based on Spatial and Temporal Features

استاندارد كد‌كننده‌ي ويدئويي پربازده، آخرين استاندارد بين‌المللي فشرده‌سازي ويدئو مي‌باشد كه اولين نسخه آن در سال 2013 منتشر شد. در اين استاندارد به دليل افزايش تعداد بلوك‌هاي مورد ارزيابي و افزايش تعداد حالت‌هاي پيش‌‌گويي، پيچيدگي محاسباتي افزايش يافته است. لذا، استفاده از روش‌هايي كه باعث كاهش حالت‌هاي پيش‌گويي و كاهش پيچيدگي محاسباتي شوند، ضروري است. براي اين منظور، در اين مقاله جهت كاهش پيچيدگي محاسبات روشي ارائه شده است كه با توجه به افزونگي زماني بين فريم‌ها، تعداد بلوك‌هاي مورد ارزيابي و با توجه به افزونگي مكاني تعداد حالت‌هاي پيش‌گويي درون‌قابي كاهش مي‌يابد. ابتدا بلوك با بيشترين هم‌بستگي كه بيشترين شباهت به بلوك جاري دارد و در اطراف بلوك هم مكانش در فريم مرجع مي‌باشد به‌عنوان همبسته‌ترين بلوك معرفي شده و با توجه به اندازه آن بلوك، در مورد اندازه بلوك جاري تصميم‌گيري مي‌شود و از ارزيابي تعدادي از بلوك‌ها كه شانس كمتري جهت انتخاب شدن دارند صرف‌نظر مي‌گردد. سپس با توجه به شباهت پيكسل‌ها در جهت افقي يا عمودي تعداد حالت‌هاي پيش‌گويي كاهش مي‌يابد. روش پيشنهادي با 10 ويدئو با رزولوشن‌هاي مختلف كه داراي بافت‌هاي متفاوت مي‌باشند ارزيابي شده است. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهد كه روش پيشنهادي مي‌تواند زمان كد كردن را به‌طور متوسط 28.8 درصد كاهش دهد، در حالي كه نرخ بيت داراي افزايش ناچيزي در حدود 0.9 درصد است.

High efficiency video coding standard is the latest standard of international video compression whose first version was released in 2013. In this standard, computational complexity has increased due to the increase in the number of evaluated blocks and prediction modes. Therefore, it is necessary to use methods that reduce the computational complexity and prediction modes. In this paper, in order to reduce the computational complexity, a method has been proposed in which due to the temporal redundancy between frames, the number of evaluated blocks and spatial redundancy, the number of intra-frame prediction modes decreases. First, the block with the highest correlation and similarity to the current block and is around the co-located block within the reference frame is considered as the most correlated block and according to the size of that block, the size of the current block is determined, and evaluating a number of blocks having less chance to be selected is ignored. Then, due to the similarity of pixels in the horizontal or vertical direction, the number of prediction modes decreases. The proposed method is evaluated with 10 different video resolutions having different textures. The simulation results show that the proposed method can reduce the coding time 28.8 % on average, while the BD-rate has a slight increase of 0.9 %.