發(fā)布時(shí)間：2019-08-28 08:07

【摘要】：針對(duì)屏幕內(nèi)容視頻幀間編碼的高復(fù)雜度問題,提出了一種基于時(shí)空域特性的幀間快速編碼算法。首先,根據(jù)運(yùn)動(dòng)靜止檢測(cè)算法將待編碼幀分為靜止幀和運(yùn)動(dòng)幀;然后,對(duì)運(yùn)動(dòng)和靜止幀分別采用不同的編碼策略。對(duì)于靜止幀,在統(tǒng)計(jì)分析時(shí)域?qū)?yīng)編碼單元(CU)分割深度和預(yù)測(cè)模式的基礎(chǔ)上,確定CU最佳分割深度和最優(yōu)預(yù)測(cè)模式。對(duì)于運(yùn)動(dòng)幀中的靜止最大編碼單元(LCU),利用時(shí)域相關(guān)特性提前終止CU分割,模式選取則只針對(duì)大尺寸模式進(jìn)行預(yù)測(cè);對(duì)于運(yùn)動(dòng)幀中的運(yùn)動(dòng)LCU,根據(jù)其相鄰LCU的運(yùn)動(dòng)靜止特性確定CU分割深度以及預(yù)測(cè)模式。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所提算法相比原始編碼平臺(tái),在BDBR平均上升3.65%的情況下,編碼時(shí)間平均節(jié)省46.40%。所提算法在率失真性能損失可接受的前提下,有效地降低了屏幕內(nèi)容視頻幀間編碼復(fù)雜度,有利于屏幕內(nèi)容視頻的實(shí)時(shí)應(yīng)用。
【圖文】：

Ｊ降難∪?1復(fù)雜度分析HEVC采用遞歸方式對(duì)LCU進(jìn)行四叉樹結(jié)構(gòu)的劃分，在一個(gè)LCU內(nèi)遞歸遍歷0～3深度的CU，根據(jù)率失真優(yōu)化模型選擇最佳的CU分割尺寸。在確定最優(yōu)CU劃分深度的過程中，需要進(jìn)行85次遞歸過程，這使得編碼復(fù)雜度大大增加。預(yù)測(cè)編碼過程中，不同尺寸的CU可以繼續(xù)劃分成不同大小PU。針對(duì)每個(gè)PU塊，HEVC需要遍歷Skip、Merge和2種幀內(nèi)模式以及8種幀間模式，其中interN×N和intraN×N只有當(dāng)前CU深度值為3時(shí)才可用。HEVC-SCC的預(yù)測(cè)過程還增加了IBC和PLT模式，其中當(dāng)CU尺寸為64×64時(shí)，PLT模式不存在，如圖1所示。圖1PU模式Fig．1ModesofPUHEVC-SCC編碼新技術(shù)的加入降低了碼率，但同時(shí)也引入了更大的編碼復(fù)雜度。為了更清楚地了解編碼新技術(shù)的加入對(duì)編碼性能的影響，本文分別在全幀內(nèi)、低延時(shí)和隨機(jī)訪問配置下測(cè)試了Map、CADWaveform、WordEditing和PCBLayout共4個(gè)屏幕內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試序列的編碼情況。圖2中BDBＲ(Bj錙ntegaardDeltaBitＲate)［18］表示相同圖像質(zhì)量條件下碼率的變化百分比，Δt表示編碼時(shí)間的改變，其計(jì)算公式為:Δt=tSCC/tno-SCC(1)其中:tSCC表為增加SCC新編碼技術(shù)所用的編碼時(shí)間，tno-SCC表示未增加新技術(shù)所用的編碼時(shí)間。圖2不同編碼配置下編碼新技術(shù)引起的編碼性能變化Fig．2Changesforcodingperformanceowingtonewtechnologiesindifferentconfigurations由圖2可以看出，，在不同的配置下碼率均是下降的，而編碼時(shí)間是上升的。全幀內(nèi)編碼時(shí)，編碼時(shí)間平均上升321．73%，碼率平均下降62．74%;低延時(shí)編碼時(shí)，編碼時(shí)間平均上升113．49%，碼率平均下降53．88%;隨機(jī)訪問編碼時(shí)，編碼時(shí)間平均上升121．17%，碼率平均下降59．74%。2HEVC-SCC幀間快速編碼算法HEVC-SCC中，每個(gè)CU深度級(jí)和模式?jīng)Q策

U。針對(duì)每個(gè)PU塊，HEVC需要遍歷Skip、Merge和2種幀內(nèi)模式以及8種幀間模式，其中interN×N和intraN×N只有當(dāng)前CU深度值為3時(shí)才可用。HEVC-SCC的預(yù)測(cè)過程還增加了IBC和PLT模式，其中當(dāng)CU尺寸為64×64時(shí)，PLT模式不存在，如圖1所示。圖1PU模式Fig．1ModesofPUHEVC-SCC編碼新技術(shù)的加入降低了碼率，但同時(shí)也引入了更大的編碼復(fù)雜度。為了更清楚地了解編碼新技術(shù)的加入對(duì)編碼性能的影響，本文分別在全幀內(nèi)、低延時(shí)和隨機(jī)訪問配置下測(cè)試了Map、CADWaveform、WordEditing和PCBLayout共4個(gè)屏幕內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試序列的編碼情況。圖2中BDBＲ(Bj錙ntegaardDeltaBitＲate)［18］表示相同圖像質(zhì)量條件下碼率的變化百分比，Δt表示編碼時(shí)間的改變，其計(jì)算公式為:Δt=tSCC/tno-SCC(1)其中:tSCC表為增加SCC新編碼技術(shù)所用的編碼時(shí)間，tno-SCC表示未增加新技術(shù)所用的編碼時(shí)間。圖2不同編碼配置下編碼新技術(shù)引起的編碼性能變化Fig．2Changesforcodingperformanceowingtonewtechnologiesindifferentconfigurations由圖2可以看出，在不同的配置下碼率均是下降的，而編碼時(shí)間是上升的。全幀內(nèi)編碼時(shí)，編碼時(shí)間平均上升321．73%，碼率平均下降62．74%;低延時(shí)編碼時(shí)，編碼時(shí)間平均上升113．49%，碼率平均下降53．88%;隨機(jī)訪問編碼時(shí)，編碼時(shí)間平均上升121．17%，碼率平均下降59．74%。2HEVC-SCC幀間快速編碼算法HEVC-SCC中，每個(gè)CU深度級(jí)和模式?jīng)Q策過程都需要計(jì)算率失真代價(jià)，這使得計(jì)算復(fù)雜度非常高。如果跳過不必要的深度級(jí)和預(yù)測(cè)模式的率失真代價(jià)計(jì)算，則可以有效地降低編碼復(fù)雜度。2．1運(yùn)動(dòng)靜止檢測(cè)與HEVC標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試序列相比，HEVC-SCC的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試序列時(shí)域相關(guān)性較強(qiáng)。在幀間編碼過程中，運(yùn)動(dòng)和靜止區(qū)域的編碼特性不同，因此本文?
【作者單位】： 寧波大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院;
【基金】：浙江省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(LY16F010002,LY15F010005,LY17F010005) 寧波市自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2015A610127,2015A610124) 寧波大學(xué)科研基金(理)/學(xué)科項(xiàng)目(xkxl1502)~~
【分類號(hào)】：TN919.81

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本文編號(hào)：2530030