本文選題：高效視頻編碼 + 熵編碼�。� 參考：《北京郵電大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：高效視頻編碼(HEVC)是H.264/AVC的下一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)由ITU-T的視頻編碼專家組(VCEG)和ISO/IEC的運(yùn)動(dòng)圖像編碼專家組(MPEG)組成的視頻編碼聯(lián)合組(JCT-VC)聯(lián)合開發(fā)。其核心目標(biāo)是在H.264/AVC的基礎(chǔ)上,將視頻的壓縮效率再提升一倍,即用相同的碼率實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的視頻壓縮。 HEVC中使用的熵編碼技術(shù)是基于上下文的自適應(yīng)二進(jìn)制算術(shù)編碼(CABAC),這種技術(shù)與H.264/AVC中的CABAC編碼技術(shù)從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是一脈相承的。不同于H.264/AVC中分別應(yīng)用與基本檔和高檔編碼配置的兩種熵編碼算法,HEVC僅采用這一種熵編碼模式。 HEVC以算法的復(fù)雜度的上升來(lái)?yè)Q取壓縮效率的提高,目前難以滿足實(shí)際應(yīng)用中實(shí)時(shí)編碼的需求。從總體編碼框架來(lái)看,熵編碼模塊由于數(shù)據(jù)間的強(qiáng)相關(guān)性成為了整個(gè)編碼框架并行加速的瓶頸。本文基于對(duì)HEVC熵編碼關(guān)鍵技術(shù)和編碼流程的分析,提出了相應(yīng)的熵編碼優(yōu)化算法和熵編碼并行處理策略。 本文首先對(duì)HEVC熵編碼的編碼流程進(jìn)行了全面的分析。針對(duì)熵編碼模塊中存在的計(jì)算方式有待優(yōu)化、未能考慮人眼主觀特性的問題,本文給出了一種二進(jìn)制算術(shù)編碼器的優(yōu)化算法和一種基于熵編碼預(yù)估計(jì)的感知率失真優(yōu)化算法。試驗(yàn)結(jié)果表明算術(shù)編碼器優(yōu)化算法對(duì)熵編碼器有3%到12%的加速,而壓縮效率損失在0.02%以內(nèi)；率失真優(yōu)化算法得到的編碼圖像相比于HEVC官方參考代碼在主觀質(zhì)量上有較明顯的提高。 同時(shí),考慮到HEVC熵編碼模塊高度串行化的特點(diǎn),本文從三個(gè)層面對(duì)并行處理的可行性進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上,本文利用多線程計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)了一種HEVC熵編碼并行計(jì)算框架。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該并行算法框架相對(duì)于傳統(tǒng)的串行算法框架具有65%到70%加速效果,同時(shí)在編碼圖像的主客觀質(zhì)量上并沒有太大的損失。
[Abstract]:Efficient video coding (HEVC) is the next generation video coding standard of H.264 / AVC. This standard is jointly developed by ITU-T Video coding expert Group (VCEG) and ISO / IEC Motion Image coding expert Group (MPEG), a joint video coding group (JCT-VC). Its core goal is to double the efficiency of video compression based on H.264 / AVC. The entropy coding technique used in HEVC is context-based adaptive binary arithmetic coding (CABAC), which is essentially the same as the CABAC coding technique in H.264 / AVC. Different from the two entropy coding algorithms used in H.264 / AVC, such as basic coding and high-grade coding configuration, HEVC only uses this entropy coding mode. HEVC gains compression efficiency by increasing the complexity of the algorithm. At present, it is difficult to meet the demand of real-time coding in practical applications. From the point of view of the overall coding framework, the entropy coding module has become the bottleneck of parallel acceleration of the whole coding framework because of the strong correlation between the data. Based on the analysis of the key techniques and coding flow of HEVC entropy coding, the corresponding entropy coding optimization algorithm and entropy coding parallel processing strategy are proposed in this paper. Firstly, the coding flow of HEVC entropy coding is analyzed. Aiming at the problem that the calculation method in entropy coding module needs to be optimized and the subjective characteristics of human eyes are not considered, a binary arithmetic encoder optimization algorithm and a perceptual rate-distortion optimization algorithm based on entropy coding preestimation are presented in this paper. The experimental results show that the arithmetic encoder optimization algorithm accelerates the entropy encoder by 3% to 12%, and the compression efficiency is less than 0.02%. Compared with the official reference code of HEVC, the coding image obtained by the rate-distortion optimization algorithm has a better subjective quality than that of the HEVC official reference code. At the same time, considering the characteristics of high serialization of HEVC entropy coding module, this paper analyzes the feasibility of parallel processing from three aspects. On this basis, a parallel computing framework of HEVC entropy coding is implemented by using multithread computing technology. The experimental results show that the parallel algorithm framework has 65% to 70% acceleration effect compared with the traditional serial algorithm framework, and there is no great loss in the subjective and objective quality of the coded image.
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN919.81

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本文編號(hào)：2117185