H.265/HEVC帧内预测快速算法（一）

近期在看H.265/HEVC帧内预测快速算法的论文，想寻找idea用于H.266/VVC当中。（2018年11月就写了这篇文章，但是一直没有发出去，目前已经完成了VVC的快速算法，以0.91%BDR loss换取46%编码时间下降，投稿中了MMM2020，有时间会分享这个算法。）

HEVC帧内预测优化的思路主要有以下两个：

1. CTU划分时，减少检查的CU数目——跳过某些划分的组合，提前终止/划分；
2. 模式决策时，减少检查的IPM数目（intra prediction modes）。 模式决策时，减少检查的IPM数目（intra prediction modes）。

思路1： CTU划分时，提前终止/划分

这种算法和视频序列的特性有关，更细的说——和CTU的纹理特性有关。一般而言，平坦、同质区域通常被划分成“大块”；而纹理复杂的区域通常被划分成“小块”。

在某些论文中，作者提出了一些方法来对CTU/CU的复杂性进行度量，来做到提前终止或者划分。如果某CTU被判定为简单块，可以直接不进行进一步的划分，从而避免接下来的一系列的划分开销，节省时间；如果被判定为复杂块，可以直接进行划分，不用进行cost计算，也可以节省时间。

[ISIEA2013] 使用了方差这个指标进行衡量，比较好理解——CTU/CU亮度方差较小，低于阈值，说明同质，提前终止。
实验结果ΔT_enc = 55%，BDR仅为0.63%。效果极好。

[DICTAP2014] 使用了计算得出的指标——λmode，该值反映了cost，越小说明某种预测模式越好。作者认为当λmode足够小，低于阈值时，可以停止划分了。
实验结果ΔT_enc = 31%，BDR仅为0.70%。效果较好。

[ICALIP2014] 是实验室师兄之前发表的论文，他用了编码帧相邻帧相应位置的CU信息。
实验结果ΔT_enc = 36%，BDR仅为1.20%。效果一般。

此外，还有一些论文，这里就不一一列举了。

思路2：模式决策时，减少检查的IPM数目

HEVC中，亮度分量帧内预测时，每种PU都有35中预测模式，Planar、DC和33中角度模式。这方面降低编码时间的论文也有很多。