本文關(guān)鍵詞： HEVC 幀內(nèi)編碼 幀間編碼 編碼復(fù)雜度　出處：《西安電子科技大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：HEVC是繼H.264之后出現(xiàn)的新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn),其目的是為了滿足現(xiàn)在人類對于高質(zhì)量視頻的需求。HEVC編碼器在設(shè)計(jì)框架上保留了傳統(tǒng)的混合編碼框架結(jié)構(gòu),但是在相同視頻質(zhì)量的條件下,HEVC相比H.264節(jié)省了大約50%的碼率。伴隨著編碼性能的大幅度提升,編碼器的復(fù)雜度也大大增加了。因此如何在保證視頻質(zhì)量的前提下,最大限度的減少視頻編碼的復(fù)雜度是現(xiàn)在HEVC研究的主要方向。本文在深入研究了HEVC的編碼標(biāo)準(zhǔn)之后,結(jié)合已有的優(yōu)化算法,從幀內(nèi)預(yù)測和幀間預(yù)測兩個方面出發(fā)對編碼算法進(jìn)行了優(yōu)化,大大降低了視頻編碼的復(fù)雜度。為了達(dá)到降低編碼器編碼復(fù)雜度的要求,本文首先介紹了HEVC的編碼結(jié)構(gòu)以及涉及到的關(guān)鍵技術(shù),對其中復(fù)雜度較高的模塊進(jìn)行了詳細(xì)說明和分析,并根據(jù)模塊特點(diǎn)提出了優(yōu)化的大體方向；然后針對復(fù)雜度較高的幀內(nèi)和幀間模塊提出了自己的優(yōu)化方法。本文的主要工作如下：1.幀內(nèi)預(yù)測算法。本文首先介紹了幀內(nèi)模式選擇上已有的優(yōu)化算法,并對算法中存在的問題進(jìn)行了分析,并在此基礎(chǔ)之上利用PU像素值的走勢特征改進(jìn)了獲得PU邊緣主方向的方法,簡化了粗選擇(RMD)所需的模式數(shù)量；其次,對于相鄰預(yù)測單元之間預(yù)測模式的相關(guān)性進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,提出了一種利用相鄰已編碼PU預(yù)測當(dāng)前PU幀內(nèi)模式的算法；最后,利用相鄰的CU在深度選擇上的相關(guān)性,提出了一種利用相鄰已編碼CU估計(jì)當(dāng)前CU深度的提前終止算法。仿真結(jié)果表明,采用上述三種算法可以保證在碼率增加1%的前提下,編碼時間減少10%以上。2.幀間預(yù)測算法。本文首先分析了幀間編碼模式選擇的特點(diǎn),統(tǒng)計(jì)幀間模式選擇與CU劃分之間的關(guān)系,根據(jù)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)提出了一種利用幀間模式選擇來提前終止CU劃分的算法,測試結(jié)果表明該算法能夠大幅度的提升編碼的速率。最后分析發(fā)現(xiàn)系數(shù)中非零系數(shù)越多編碼所需比特?cái)?shù)就越多,本文對于測試序列中的量化單元中非零系數(shù)所占的比例進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),提出了一種利用量化單元中非零系數(shù)的比例來提前終止變換單元繼續(xù)劃分的算法。測試結(jié)果表明,變換單元的提前終止算法可以減少編碼時間,降低傳輸碼率,大大的提升視頻編碼效率。
[Abstract]:HEVC is a new generation of video coding standard after H.264. Its purpose is to meet the human needs for high-quality video. The design framework of HEVC encoder retains the traditional hybrid coding framework. But under the same video quality condition, the code rate of H. 264 is saved by about 50%. The encoder complexity increases greatly with the improvement of coding performance. So how to ensure the video quality, To minimize the complexity of video coding is the main research direction of HEVC. After deeply studying the coding standard of HEVC, this paper combines the existing optimization algorithm. The coding algorithm is optimized from the two aspects of intra prediction and inter prediction, which greatly reduces the complexity of video coding. Firstly, this paper introduces the coding structure of HEVC and the key technologies involved, explains and analyzes the modules with high complexity in detail, and puts forward the general direction of optimization according to the characteristics of the modules. Then we propose our own optimization method for intra-frame and inter-frame modules with high complexity. The main work of this paper is as follows: 1. Intra-frame prediction algorithm. Firstly, this paper introduces the existing optimization algorithms for intra-frame mode selection. Based on the analysis of the existing problems in the algorithm, the method of obtaining the main direction of pu edge is improved by using the trend feature of pu pixel value, which simplifies the number of patterns required for rough selection of RMDs. Based on the statistical analysis of the correlation of prediction patterns between adjacent prediction units, an algorithm is proposed to predict the current intra mode of pu using adjacent coded pu, and finally, the correlation between adjacent CU in depth selection is used. An early termination algorithm for estimating the current CU depth using adjacent coded CU is proposed. The simulation results show that the proposed three algorithms can guarantee that the code rate can be increased by 1%. The coding time is reduced by more than 10%. 2. Inter-frame prediction algorithm. Firstly, the characteristics of inter-frame coding mode selection are analyzed, and the relationship between inter-frame mode selection and CU partition is analyzed. Based on the statistical data, an algorithm for preemptively terminating CU partition using inter-frame mode selection is proposed. The test results show that the algorithm can greatly improve the coding rate. Finally, it is found that the more the non-zero coefficients of coefficients, the more bits are required for coding. In this paper, the proportion of non-zero coefficients of quantization units in the test sequence is counted, and an algorithm is proposed to terminate the partition of transformation units ahead of time by using the ratio of non-zero coefficients of quantization units. The test results show that, The early termination algorithm of the transform unit can reduce the coding time, reduce the transmission rate, and greatly improve the efficiency of video coding.
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN919.81

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本文編號：1526082