本文選題：高效視頻編碼　切入點：HEVC　出處：《華南理工大學》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：2013年3月，ITU-T的視頻編碼專家組(VCEG)和ISO/IEC的運動圖像編碼專家組(MPEG)聯(lián)合開發(fā)的下一代視頻編碼標準HEVC（High Efficiency Video Coding）正式發(fā)布。作為H.264/MPEG-4Part10AVC的后繼者，HEVC同樣基于傳統(tǒng)的混合視頻編碼框架。HEVC采用了許多先進的技術(shù)，包括基于四叉樹的塊劃分、高達32x32大小的變換單元、更加精細的幀內(nèi)預測模式、全新的運動融合技術(shù)、高處理效率的上下文自適應二進制算術(shù)編碼等等。這些技術(shù)的使用使得HEVC的壓縮性能提高了將近一倍，并特別適用于高分辨率（如4K、1080p）視頻的壓縮。 HEVC壓縮性能提高的同時，其計算復雜度也成倍增長，這很大程度上影響了標準的推廣。為了減少編碼時間，本文主要的研究工作主要從以下兩個方面展開。一是多參考幀的設(shè)置問題，通過對HM中低延時配置下參考幀的分布進行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)對于高QP值2幅圖像而言，97%以上區(qū)域的參考指向集中在前2個和前3個參考幀內(nèi)。為此，本文提出了分別舍棄高QP值圖像2個和1個參考幀的簡化方案。測試結(jié)果表明，在使用HM中已有快速算法的基礎(chǔ)上，新方案能夠繼續(xù)減少9.5%的編碼時間，而相對碼率只增加了0.57%。 二是編碼單元劃分問題。因為采用了大小靈活的編碼單元技術(shù)，編碼時間成倍增加。本文深入研究了HM中已有的塊劃分算法，針對HM中的低延時配置提出了改進的“EarlyTermination”算法。該算法通過分析低QP值圖像中不同大小塊的率失真代價來獲取相應的終止閾值，并提出了簡單的閾值更新策略。結(jié)果表明，在使用HM中已有快速算法的基礎(chǔ)上，該算法能夠繼續(xù)減少12.7%的編碼時間，而碼率增加了2.4%。 本論文內(nèi)容組織如下：第一章介紹了視頻編碼的基本原理、歷史標準，以及當前HEVC的研究熱點等；第二章對HEVC的主要關(guān)鍵技術(shù)模塊進行了詳細闡述，為后文的研究打下基礎(chǔ)；第三章在對HEVC中的多參考幀技術(shù)進行分析研究的基礎(chǔ)上，，針對低延時配置提出了簡化的參考幀設(shè)置方案，并對優(yōu)化方案進行了測試；第四章通過對HM中編碼單元劃分和模式選擇的研究，提出了改進的“EarlyTermination”算法，并對算法進行了測試。
[Abstract]:In March 2013, the next generation video coding standard, HEVC(High Efficiency Video coding, which was jointly developed by ITU-T video coding expert group and ISO/IEC moving image coding expert group, was officially released. As a successor to H.264/MPEG-4Part10AVC, HEVC(High Efficiency Video coding is also based on traditional hybrid video coding. The code frame. HEVC uses many advanced technologies, Including block partitioning based on quadtree, transform units up to the size of 32x32, more refined intra prediction mode, new motion fusion technology, Context-adaptive binary arithmetic coding with high processing efficiency and so on. The use of these techniques makes the compression performance of HEVC nearly double, and is especially suitable for high resolution video compression (such as 4KT 1080p). With the improvement of HEVC compression performance, the computational complexity increases exponentially, which greatly affects the popularization of the standard. The main research work in this paper is as follows: the first is the setting of multi-reference frames, which is based on the statistics of the distribution of reference frames in HM low-delay configuration. It is found that for two images with high QP value, the reference points of more than 97% regions are concentrated in the first 2 and the first 3 reference frames. In this paper, a simplified scheme of abandoning 2 and 1 reference frames of high QP value images is proposed respectively. The test results show that, On the basis of using the fast algorithm in HM, the new scheme can reduce the coding time by 9.5%, but the relative code rate can only increase by 0.57%. The second problem is the partition of coding units. Because the coding time is multiplied by using the technique of flexible coding units, the block partitioning algorithms in HM are deeply studied in this paper. This paper proposes an improved "EarlyTermination" algorithm for low delay configuration in HM. The algorithm obtains the corresponding termination threshold by analyzing the rate-distortion cost of different size blocks in the low QP-valued image, and proposes a simple threshold updating strategy. On the basis of using the fast algorithm in HM, the algorithm can reduce the coding time by 12.7% and increase the bit rate by 2.4%. The main contents of this thesis are as follows: the first chapter introduces the basic principle of video coding, the historical standard, and the current research hotspot of HEVC, the second chapter describes the main key technology modules of HEVC in detail, which lays the foundation for the later research. In chapter 3, based on the analysis and research of multi-reference frame technology in HEVC, a simplified reference frame setting scheme is proposed for low-delay configuration, and the optimization scheme is tested. In chapter 4, an improved "EarlyTermination" algorithm is proposed by studying the partition of coding units and mode selection in HM, and the algorithm is tested.
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN919.81

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本文編號：1646051