發(fā)布時(shí)間：2017-06-21 11:16

  本文關(guān)鍵詞：基于HEVC的快速編碼算法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近幾年來,在許多消費(fèi)領(lǐng)域數(shù)字視頻尤其是數(shù)字高清視頻已經(jīng)成為媒介內(nèi)容的主導(dǎo)格式。為了方便數(shù)字視頻的傳輸,視頻編碼是很重要的技術(shù)之一。2010年1月,ITU-T和ISO/IEC聯(lián)合成立了 JCT-VC (Joint Collaborative Team on Video Coding)聯(lián)合組織,統(tǒng)一制定下一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)HEVC (High Efficiency Video Coding)。HEVC依舊沿用了傳統(tǒng)視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的框架,并且采納了有關(guān)視頻壓縮技術(shù)的最新成果,使其編碼性能與H.264/AVC相比提高了約1倍。但是,在提高壓縮性能的同時(shí)也給編碼器帶來了極大的計(jì)算復(fù)雜度。因此,如何在不降低HEVC編碼性能的前提下降低計(jì)算復(fù)雜度,加快編碼速度,已經(jīng)成為HEVC視頻編碼研究的重要課題。本文首先對HEVC視頻編碼進(jìn)行了研究,分別介紹了HEVC標(biāo)準(zhǔn)簡介、HEVC基本框架結(jié)構(gòu)以及它所采用的關(guān)鍵技術(shù),包括基于大尺寸四叉樹的編碼分割、幀內(nèi)預(yù)測、幀間預(yù)測、變換與量化、熵編碼以及環(huán)形濾波。然后主要對HEVC視頻編碼的幀內(nèi)預(yù)測部分進(jìn)行了深入研究,包括幀內(nèi)率失真優(yōu)化過程和幀內(nèi)模式選擇流程的詳細(xì)分析。在此基礎(chǔ)上,針對HEVC編碼算法的高復(fù)雜度,本文提出了兩種HEVC編碼快速算法,大大加快了編碼速度,提高了編碼效率。首先,利用視頻序列的CU深度范圍與相鄰編碼塊之間的相關(guān)性預(yù)測當(dāng)前CU的深度,自適應(yīng)決定提前終止CU劃分或跳過某些不必要?jiǎng)澐值腃U。此外,在每個(gè)TU深度可能性的基礎(chǔ)上限制TU深度范圍并刪除TU深度選擇過程中的計(jì)算冗余。實(shí)驗(yàn)表明：基于提前終止編碼塊劃分的快速算法與HEVC原始算法相比較,碼率增加了約0.75%,峰值信噪比下降了約0.041dB,編碼時(shí)間縮短了近14%。其次,利用DCT變換計(jì)算預(yù)測塊的紋理方向,提出了一種基于整數(shù)變換的HEVC快速編碼算法,該算法利用變換域特征進(jìn)行預(yù)測模式的篩選,并根據(jù)相鄰塊預(yù)測模式的相關(guān)性,減少候選模式集數(shù)目,最后進(jìn)行RDO模式選擇,實(shí)驗(yàn)表明：基于整數(shù)變換和模式相關(guān)性的快速算法與HEVC原始算法相比,在編碼性能基本不變的前提下編碼時(shí)間縮短了約20%。最后,將提出的基于提前終止編碼塊劃分快速算法和基于整數(shù)變換的模式選擇快速算法結(jié)合起來,其實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該結(jié)合的HEVC幀內(nèi)預(yù)測快速算法取得了較好的編碼效果,在保證視頻質(zhì)量和碼率基本不變的前提下,編碼時(shí)間節(jié)省了約33%,大大加快了編碼速度,有效地提高了編碼效率。
【關(guān)鍵詞】：視頻編碼 HEVC 幀內(nèi)預(yù)測 CU深度 模式選擇
【學(xué)位授予單位】：鄭州輕工業(yè)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN919.81
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 研究背景及意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 研究目標(biāo)13
• 1.4 本文的研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排13-15
• 1.4.1 主要研究內(nèi)容13-14
• 1.4.2 論文章節(jié)安排14-15
• 第二章 HEVC高效視頻編碼15-33
• 2.1 HEVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)簡介15-16
• 2.2 HEVC基本框架結(jié)構(gòu)16
• 2.3 HEVC編碼關(guān)鍵技術(shù)16-27
• 2.3.1 基于大尺寸四叉樹的編碼分割17-19
• 2.3.2 幀內(nèi)預(yù)測19-23
• 2.3.3 幀間預(yù)測23-24
• 2.3.4 變換與量化24-25
• 2.3.5 環(huán)形濾波25-27
• 2.4 HEVC幀內(nèi)預(yù)測算法27-31
• 2.4.1 HEVC幀內(nèi)預(yù)測算法簡介27-29
• 2.4.2 率失真優(yōu)化技術(shù)29-30
• 2.4.3 幀內(nèi)模式選擇流程30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-33
• 第三章 基于提前終止編碼塊劃分的HEVC快速算法33-47
• 3.1 現(xiàn)有HEVC編碼塊劃分的優(yōu)化算法33-34
• 3.2 基于提前終止編碼塊劃分的HEVC快速算法34-39
• 3.2.1 塊類型選取的分析34-35
• 3.2.2 基于相鄰樹塊深度信息的CU劃分快速算法35-37
• 3.2.3 TU深度選擇快速算法37-39
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析39-46
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以及參數(shù)設(shè)置39
• 3.3.2 快速算法性能評(píng)價(jià)方法39-40
• 3.3.3 提前終止編碼塊劃分算法的結(jié)果分析40-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第四章 基于整數(shù)變換和模式相關(guān)性的HEVC快速算法47-63
• 4.1 現(xiàn)有HEVC模式選擇的優(yōu)化算法47
• 4.2 幀內(nèi)預(yù)測模式選擇的優(yōu)化算法47-51
• 4.2.1 利用整數(shù)變換確定紋理方向47-49
• 4.2.2 利用模式相關(guān)性提前終止模式選擇過程49-51
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析51-56
• 4.4 基于塊劃分和模式選擇的快速算法56-61
• 4.4.1 算法整體流程圖56-57
• 4.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析57-61
• 4.5 本章小結(jié)61-63
• 第五章 總結(jié)與展望63-65
• 5.1 本文的主要結(jié)論63
• 5.2 需要進(jìn)一步研究的問題63-65
• 致謝65-67
• 參考文獻(xiàn)67-73
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表情況73-75
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間科研項(xiàng)目參與情況75

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