【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)視頻產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,視頻內(nèi)容存儲和傳輸?shù)膲毫υ絹碓酱?高效率的視頻壓縮編碼技術(shù)顯得尤為重要。目前,國際最新一代的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)是HEVC,而國內(nèi)具有自主科技產(chǎn)權(quán)的AVS系列編碼標(biāo)準(zhǔn)也已經(jīng)發(fā)展到AVS2。但是,新的視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)由于采用了更精細(xì)的編碼技術(shù),其編碼復(fù)雜度很高,這限制了它們在實際應(yīng)用中的普及。對此,需要對視頻編碼器進行優(yōu)化,在保持較高壓縮性能的同時提高編碼運算速度。編碼器的優(yōu)化通常包括兩個方向:一是工程實現(xiàn)上的優(yōu)化,二是算法層面的優(yōu)化。兩者相輔相成,互相補充。本文中,我們在多個視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)上對編碼器的優(yōu)化方法進行了探究。首先,針對AVS+低碼率實時編碼的應(yīng)用場景,提出了基于Skip判決流程和主觀編碼的綜合優(yōu)化方法,在保持x AVS編碼器實時編碼速度的前提下,大大提高了低碼率編碼的質(zhì)量。其次,本文對AVS2編碼器中的一些計算密集型模塊,包括幀內(nèi)預(yù)測、變換、亞像素插值和雙向SATD,使用最新的SIMD指令集AVX2進行了工程加速,在不損失任何編碼性能的同時大大提高了模塊計算速度。最后,本文針對HEVC幀內(nèi)預(yù)測CU劃分模式判決,提出了一種基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的的快速判決方法,通過卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對LCU的完整劃分進行預(yù)測并指導(dǎo)快速編碼,算法相比于原始HM編碼器,在平均增加1.509%BDBR的情況下,可以節(jié)省58.35%的編碼時間。
【圖文】：

兩個：一個是 ITU-T 下的視頻編碼專家組（Video Coding Experts Group, VCEG），另一個是 ISO/IEC 組織的運動圖像專家組（Moving Picture Experts Group, MPEG）。兩大組織獨立以及合作制定了一系列視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，如圖1 1前三行所示。ITU-T 推動了 H.261、H.263 等標(biāo)準(zhǔn)的制定，而 ISO/IEC 則負(fù)責(zé)推動了 MPEG 系列標(biāo)準(zhǔn)的推廣應(yīng)用。自 2001年起，兩大組織合作建立了聯(lián)合視頻工作組（Joint Video Team, JVT），致力于共同研究和執(zhí)行新的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。2003 年正式發(fā)布的 H.264/AVC 以及 2013 年正式發(fā)布的HEVC/H.265 已經(jīng)成為當(dāng)前工業(yè)界的主流視頻壓縮方案，推動了視頻相關(guān)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。圖 1 1 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展歷史Fig 1 1 The history of video compression standard在國內(nèi)方面，AVS 系列標(biāo)準(zhǔn)是我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的編解碼技術(shù)，它打破了國外在視頻編解碼領(lǐng)域的技術(shù)壟斷，為國內(nèi)的數(shù)字視頻產(chǎn)業(yè)帶來了不可估量的經(jīng)濟收益。AVS 系列標(biāo)準(zhǔn)包括 AVS

1.3.1 HEVC 視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)作為新一代的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，HEVC 依舊沿用了基于塊分割的混合編碼結(jié)構(gòu)。一個典型的 HEVC 視頻編碼框架如圖1 2所示，包含了幀內(nèi)預(yù)測、幀間預(yù)測、變換量化、環(huán)路濾波、高級熵編碼等編碼流程。圖 1 2 HEVC 編碼器結(jié)構(gòu) [1]Fig 1 2 The structure of HEVC encoder[1]雖然總體的編碼框架上沒有明顯的改變，但 HEVC 標(biāo)準(zhǔn)在編碼的各個環(huán)節(jié)引入了一系列新技術(shù)。例如：用編碼單元（Coding Unit，CU）和預(yù)測單元（Prediction Unit，PU）的概念代替了宏塊（Macroblock,MB）的概念，使用基于四叉樹結(jié)構(gòu)的單元分割方式；對應(yīng)的模式搜索層數(shù)由三層 MB（16x16 到 4x4）拓展到 4 層 CU（64x64 到 8x8）和 1 層PU；幀內(nèi)預(yù)測的模式從 9 種拓展到 35 種；幀間預(yù)測新增了 Merge 模式，，并修改了 MVP的預(yù)測方式；對應(yīng)增加了 16x16 和 32x32 的 DCT 變換以及 4x4 的 DST 變換；環(huán)路濾波的改進，包括去塊濾波的調(diào)整和使用了樣本自適應(yīng)偏移（Sample Adaptive Offset
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN919.81

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 黃鐵軍;;AVS2標(biāo)準(zhǔn)及未來展望[J];電視技術(shù);2014年22期

本文編號：2638356