本文来自ICIP2020论文《COMPLEXITY ANALYSIS OF VVC INTRA CODING》

VVC帧内编码分析

上图Fig.1是VVC帧内预测流程。MRL、MIP、MPM、ISP可以参考以前的文章。Rough Mode Decision(RMD)和Most Probabla Modes(MPM)和HEVC类似。在VVC中RMD分为两步（RMD-1,RMD-2）以避免对所有67种帧内预测模式做估计。RMD-1只评估planar模式、DC模式和HEVC中的33种角度模式，计算原始块和帧内预测块的SATD将SATD小的几种模式加入RD-list。RMD-2再对RD-list中角度模式的相邻角度进行评估。

实验和分析

第一个实验是比较VTM7.0和HM16.20在all-intra配置下的编码时间。使用5条测试序列，分辨率从240p到4K每条序列编码40帧。QP为22，27，32，37。时域子采样因子为8。

上图Fig.2是VTM相当于HM编码时间提升倍数，可以看见QP为22时VTM编码时间是HM的56倍。最好情况为QP为37时的ParkRunning序列VTM是HM的21倍。

第二个实验使用了所有测试序列，并且每个序列编码160帧。下图Fig.3在QP为22和37时亮度和色度分量的时间分布。

这个实验是因为VVC允许帧内预测时亮度和色度分量分别进行。可以看到亮度分量复杂度更高。

下表是分别禁用二叉树划分（BT）和三叉树划分（TT）后时间复杂度降低的情况。可以看见禁用BT时间复杂度平均降低75%，禁用TT时间复杂度平均降低48%，BT和TT全部禁用时间复杂度平均降低92%。

由于VVC亮度分量复杂度更高，下个实验考虑不同块尺寸对亮度分量复杂度的影响。

上图Fig.4中（a）是QP为22，（b）QP为37，x轴代表块尺寸。可以看见当QP较小时复杂度集中在小的块。当QP较大时复杂度比较分散。这是因为QP影响压缩率和质量，当QP较小时会更精细的编码以保留更多细节。

上图Fig.5是不同尺寸块和QP下帧内编码工具复杂度分布。其中熵编码时间算在TQ中。首先可以看出复杂度分布受块尺寸影响较小。而且对于不同QP和不同块尺寸TQ都是最耗时的部分，在QP为22和37时TQ时间占比分别为80%和70%。这意味着MTS和LFNST大幅提升了残差编码复杂度。在剩下的工具在RMD-1最复杂，在QP为22和37时时间占比分别为11%和17%。

更详细的细节可以参考ICIP2020论文《COMPLEXITY ANALYSIS OF VVC INTRA CODING》

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