發(fā)布時(shí)間：2020-10-31 14:50

　　 近年來,智能移動(dòng)終端設(shè)備的廣泛普及使得視頻應(yīng)用愈加多樣化和高清化,人們已不再滿足于傳統(tǒng)標(biāo)清視頻所帶來的視覺體驗(yàn),而是對超高分辨率的視頻有了更多的需求,從而導(dǎo)致了視頻數(shù)據(jù)量的快速膨脹。雖然網(wǎng)絡(luò)傳輸與存儲技術(shù)也在迅速發(fā)展,但還是面臨著超大帶寬、低傳輸延時(shí)的挑戰(zhàn)。新型視頻應(yīng)用領(lǐng)域急需更高壓縮性能的編碼技術(shù),HEVC便因此產(chǎn)生。HEVC實(shí)現(xiàn)了對以往視頻編碼技術(shù)的質(zhì)的飛躍,它能夠在基本不造成圖像主觀質(zhì)量損失的前提下,實(shí)現(xiàn)壓縮效率的成倍提升。但超高的運(yùn)算復(fù)雜度致使其編碼器很難達(dá)到實(shí)時(shí)應(yīng)用的要求。因此本文針對如何提高其編碼速率這一目標(biāo)進(jìn)行了研究開展。本文首先利用多核DSP處理器的強(qiáng)大運(yùn)算性能,選擇C6678為硬件開發(fā)平臺,實(shí)現(xiàn)了基于DSP的HEVC編碼器的代碼移植,而且在移植前還對編碼其源代碼進(jìn)行了適當(dāng)修改,使之能更好的適應(yīng)DSP平臺。同時(shí)主要采用線性匯編方法對幀內(nèi)預(yù)測中絕對變換誤差和計(jì)算過程進(jìn)行了優(yōu)化,增加了指令執(zhí)行的并行性,有效提升了該模塊的運(yùn)算速度。鑒于視頻圖像序列的時(shí)空域關(guān)聯(lián)性,本文針對幀內(nèi)預(yù)測提出了一種快速編碼塊劃分決策算法。算法依據(jù)當(dāng)前CTU與其時(shí)空域鄰近CTU劃分深度相似率的統(tǒng)計(jì)分布,利用時(shí)空域鄰近CTU的劃分深度進(jìn)行了當(dāng)前CTU深度范圍的決策,且命中率高達(dá)95%。從而縮小了CTU的深度遍歷范圍,跳過了某些深度層次編碼塊的預(yù)測計(jì)算,實(shí)現(xiàn)了編碼塊劃分的提前終止。同時(shí)還利用時(shí)空域鄰近編碼塊的深度信息對當(dāng)前編碼塊深度進(jìn)行了預(yù)判斷,從而進(jìn)一步減少了編碼塊預(yù)測計(jì)算的次數(shù),實(shí)現(xiàn)了快速編碼塊劃分的目標(biāo)。對于CABAC熵編碼,本文提出了一種并行CABAC常規(guī)編碼策略。由于常規(guī)編碼過程中存在相鄰二元位使用同一種上下文概率模型的情況,此時(shí)后一個(gè)二元位的概率模型可通過前一個(gè)二元位概率模型的自適應(yīng)更新得到,所以前后兩個(gè)二元位的概率模型能夠同時(shí)獲得,從而實(shí)現(xiàn)并行編碼,不再繼續(xù)采用原有串行編碼方式。在該并行編碼算法的實(shí)現(xiàn)過程中,本文首先進(jìn)行了并行編碼框架的確定,然后推導(dǎo)了并行編碼時(shí)編碼區(qū)間、區(qū)間下限和概率模型的計(jì)算公式。最終選擇標(biāo)準(zhǔn)測試視頻序列,在不同量化參數(shù)下對本文優(yōu)化算法性能進(jìn)行了優(yōu)化測試。通過優(yōu)化前后編碼時(shí)間和編碼性能的對比,驗(yàn)證了本文優(yōu)化算法的有效性。
【學(xué)位單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN919.81
【部分圖文】：

圖3.2 TMS320C6678LE EVM 系統(tǒng)框圖圖3.3 TMS320C6678LE EVM 實(shí)物圖于 DSP 的 HEVC 編碼器實(shí)現(xiàn).1 HEVC 編碼器源碼分析65 源代碼僅適用于 PC 平臺，部分代碼并不兼容 DSP 平臺，因此首適當(dāng)修改使之能夠適應(yīng) DSP。在此之前，需要對其編碼過程進(jìn)行深入

圖3.3 TMS320C6678LE EVM 實(shí)物圖于 DSP 的 HEVC 編碼器實(shí)現(xiàn).1 HEVC 編碼器源碼分析65 源代碼僅適用于 PC 平臺，部分代碼并不兼容 DSP 平臺，因此首適當(dāng)修改使之能夠適應(yīng) DSP。在此之前，需要對其編碼過程進(jìn)行深入圖 3.4 的 x265 編碼實(shí)現(xiàn)框架中可以看出，x265 源代碼是基于命令行行視頻圖像編碼之前，通過命令行進(jìn)行相關(guān)編碼參數(shù)的指定。程序后便可獲得相應(yīng)的編碼配置信息，如幀率、分辨率、幀類型、幀數(shù)、輸入和輸出文件名等。這些配置信息會被用來進(jìn)行編碼參數(shù)對應(yīng)aram 的初始化，初始化后的結(jié)構(gòu)體會傳入后續(xù)編碼模塊中用以實(shí)現(xiàn)造和初始化，主要包括：為編碼器實(shí)例分配存儲空間、設(shè)置檔次、層圖像參數(shù)集和序列參數(shù)集等語法元素的值。成功構(gòu)造和初始化編碼器實(shí)例，便可以進(jìn)入循環(huán)編碼過程對輸入的視

35=11935 次 SCost 計(jì)算、最少(1+4+16) 3+(64+256) 8=2623 次和最多(1+4+16)5+(64+256) 10=3305 次的 RCost 計(jì)算，整體運(yùn)算量非常龐大。圖4.3 不同分辨率下 RMD 與 RDO 運(yùn)行時(shí)間比例分布RMD 模式粗選和 RDO 模式細(xì)選都是幀內(nèi)預(yù)測中至關(guān)重要的部分，它們共同實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)選擇過程。SCost 的計(jì)算相對快捷，但是需要對所有的預(yù)測模式進(jìn)行決策，因此運(yùn)算量非常龐大；RCost 的計(jì)算雖然只針對部分預(yù)測模式進(jìn)行，但需要?dú)v經(jīng)整個(gè)編碼流程，因此運(yùn)算復(fù)雜度非常高。為了深入驗(yàn)證哪一部分才是制約幀內(nèi)預(yù)測編碼效率的關(guān)鍵，本文在不同分辨率下對 RMD 粗選和 RDO 細(xì)選的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，從圖 4.3 所示的比例分布餅圖中可以看出 RMD 約占 35%，RDO 約占 65%
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2864093