An Early Termination Algorithm of Prediction Unit (PU) Search for Fast HEVC Encoding

The latest video coding standard, high efficiency video coding (HEVC) achieves high coding efficiency by employing a quadtree-based coding unit (CU) block partitioning structure which allows recursive splitting into four equally sized blocks. At each depth level, each CU is partitioned into variable sized blocks of prediction units (PUs). However, the determination of the best CU partition for each coding tree unit (CTU) and the best PU mode for each CU causes a dramatic increase in computational complexity. To reduce such computational complexity, we propose a fast PU decision algorithm that early terminates PU search. The proposed method skips the computation of R-D cost for certain PU modes in the current CU based on the best mode and the rate-distortion (RD) cost of the upper depth CU. Experimental results show that the proposed method reduces the computational complexity of HM12.0 to 18.1% with only 0.2% increases in BD-rate.

HEVC 고속 부호화를 위한 PU 탐색 조기 종료 기법

최신 비디오 부호화 표준인 HEVC(High Efficiency Video Coding)에서는 재귀적으로 동일한 4개의 블록으로 분할될 수 있는 쿼드 트리 기반의 부호화단위(CU: Coding Unit) 구조를 적용하여 높은 부호화 효율을 얻는다. 각 깊이(depth) 레벨에서 각 CU는 가변 크기의 예측단위(PU: Prediction Unit)로 분할된다. 하지만 각 부호화트리단위(CTU: Coding Tree Unit) 마다 최적의 CU 분할구조와 각 CU 마다 최적의 PU 모드를 결정하기 위한 상당한 계산 복잡도 증가를 야기한다. 본 논문에서는 이러한 계산 복잡도를 줄이기 위하여 PU 탐색을 조기 종료하는 고속 PU 결정 기법을 제시한다. 제한 기법은 상위 깊이 CU의 최적 모드와 부호화 율-왜곡 비용을 이용해서 현재 깊이 CU에서의 특정 모드의 율-왜곡 비용 계산을 생략함으로써 PU 탐색을 조기 종료한다. 실험결과 제안기법은 HM 12.0 대비 0.2%의 비트 증가에 18.1%의 계산시간 감소 효과를 얻을 수 있음을 확인하였다.