本文關(guān)鍵詞： 3D-HEVC 幀內(nèi)預測 幀間預測 深度圖編碼 快速算法　出處：《華僑大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：為了提高3D視頻的編碼性能,立體視頻編碼聯(lián)合組制定了3D-HEVC編碼標準。3D-HEVC除了沿用與HEVC類似的混合編碼框架和技術(shù)外,還加入了如視點間預測、深度圖編碼等立體視頻編碼新技術(shù)。與以往的基于H.264的立體視頻編碼標準比較,3D-HEVC具有更高的編碼性能。但是,優(yōu)秀的編碼性能是用巨大地計算復雜度換取的,而計算復雜度的提高嚴重限制了3D-HEVC的實際應(yīng)用。因此,研究如何降低3D-HEVC編碼過程的計算復雜度,是一個重要研究課題。本文通過對3D-HEVC的編碼框架以及其中的關(guān)鍵編碼技術(shù)進行分析,對其中復雜度較高的幀內(nèi)預測過程和幀間預測過程進行了一系列的優(yōu)化,從而實現(xiàn)降低3D-HEVC編碼過程的計算復雜度的目的。在幀內(nèi)預測優(yōu)化方面,本文提出了兩種算法。首先,通過分析深度視頻序列編碼塊的平滑程度與該編碼塊的最佳預測模式之間的關(guān)系,提出一種深度序列幀內(nèi)快速模式選擇算法SOG-FIMD(Sum-of-Gradient Based Fast Intra Depth Mode Decision)。當編碼塊足夠平滑時,便可以跳過對一些不必要模式的計算,因為這些模式在編碼塊平滑時幾乎不會被取到。為了判斷編碼塊是否平滑,本文采用了計算Roberts梯度和的方式進行判定,如果梯度和小于某一閾值,則認為該編碼塊平滑。實驗結(jié)果表明:與原始算法相比,本算法平均減少7.44%的編碼時間,而BD-rate只增加0.01%。其次,通過對編碼單元分割過程中采用的率失真優(yōu)化函數(shù)的分析,提出一種深度序列編碼單元快速分割算法SOG-FCUP(Sum-of-Gradient Based Fast CU Partition)。對于位于完全平坦區(qū)域的深度圖編碼塊,直接終止其進一步的分割,從而降低編碼器的計算開銷。實驗結(jié)果表明:本算法平均減少16.17%的編碼時間,并且合成視點的BD-rate減少0.01%。在幀間預測優(yōu)化方面,本文提出了兩種算法。首先,通過對立體視頻幀間預測模式分布特性進行分析,提出一種幀間預測Skip模式提前判決算法DSMD(Dependent View Skip Mode Early Determination)。利用視點相關(guān)性,根據(jù)獨立視點中對應(yīng)位置編碼塊和相鄰編碼塊的最佳預測模式提前判決非獨立視點中編碼塊的預測模式。實驗結(jié)果表明:本算法平均減少6.50%的編碼時間,而合成視點的BD-rate只增加0.08%。其次,利用視頻紋理特性與預測模式之間的關(guān)系,提出一種幀間預測對稱運動分割和非對稱運動分割模式選擇性跳過算法SASK(SMPAMP Mode Selectively Skip)。實驗結(jié)果表明:本算法平均減少12.71%的編碼時間,而合成視點的BD-rate僅增加0.10%。綜上所述,本文所提出的優(yōu)化算法能夠減少3D視頻編碼過程的計算開銷,同時保持優(yōu)異的編碼性能。
[Abstract]:In order to improve the performance of 3D video coding, the 3D-HEVC coding standard. 3D-HEVC is developed by the stereo video coding group. Besides, the hybrid coding framework and technology similar to HEVC are used. New stereo video coding techniques, such as interview prediction, depth map coding and so on, have been added. Compared with the previous stereo video coding standard based on H.264, 3D-HEVC has higher coding performance. Excellent coding performance is exchanged for huge computational complexity, and the increase of computational complexity seriously limits the practical application of 3D-HEVC. It is an important research topic to study how to reduce the computational complexity of 3D-HEVC coding process. This paper analyzes the coding framework and key coding technology of 3D-HEVC. In order to reduce the computational complexity of 3D-HEVC coding process, the intra prediction process and inter prediction process with high complexity are optimized. In this paper, two algorithms are proposed. Firstly, the relationship between the smoothness of the deep video sequence coding block and the best prediction mode of the block is analyzed. A fast mode selection algorithm SOG-FIMD (SOG-FIMD) is proposed for depth sequence intra frame selection (SOG-FIMD). Sum-of-Gradient Based Fast Intra Depth Mode decision. When the encoding block is smooth enough. It is possible to skip the calculation of unnecessary patterns, which are rarely taken when the encoding block is smooth, in order to determine whether the block is smooth or not. In this paper, the Roberts gradient sum is calculated. If the gradient sum is less than a threshold, the coding block is considered smooth. The experimental results show that the proposed algorithm is compared with the original algorithm. The average coding time of this algorithm is reduced by 7.44%, while the BD-rate is only increased by 0.01. Secondly, the rate-distortion optimization function used in the segmentation of the coding unit is analyzed. A Fast Segmentation algorithm SOG-FCUP(Sum-of-Gradient Based Fast CU Partition for Deep sequence coding Unit. For a depth map block located in a completely flat region. The further segmentation is directly terminated to reduce the computational cost of the encoder. The experimental results show that the algorithm reduces the coding time by 16.17% on average. In the aspect of inter-frame prediction optimization, two algorithms are proposed in this paper. Firstly, the characteristics of prediction mode distribution between stereo video frames are analyzed. DSMD(Dependent View Skip Mode Early determination algorithm for interframe predictive Skip mode is proposed. Make use of the relevance of the viewpoint. According to the best prediction mode of corresponding position coding block and adjacent coding block in independent view, the prediction mode of coding block in independent view is determined in advance. The experimental results show that:. The average coding time of this algorithm is reduced by 6.50%. However, the BD-rate of synthetic view only increases by 0.08. Secondly, the relationship between video texture characteristics and prediction mode is used. A selective skipping algorithm SASK(SMPAMP Mode Selectively Skip-Predictive symmetric Motion Segmentation and asymmetric Motion Segmentation Mode between frames is proposed. The experimental results show that the algorithm reduces the coding time by 12.71% on average. In conclusion, the proposed optimization algorithm can reduce the computational overhead of 3D video coding process while maintaining excellent coding performance.
【學位授予單位】：華僑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN919.81

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