計(jì)算機(jī)和半導(dǎo)體技術(shù)的迅猛發(fā)展,引領(lǐng)著信息時(shí)代的跨越式前進(jìn)。大數(shù)據(jù)信息時(shí)代,圖像數(shù)據(jù)占據(jù)了相當(dāng)大的比重,在追求高分辨率,高幀頻的同時(shí),也面臨海量數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)的挑戰(zhàn)。為此許多圖像的編碼標(biāo)準(zhǔn)相繼被提出,其中視頻編碼聯(lián)合組（JCT-VC）發(fā)布的高效視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)（HEVC）,無論在視頻還是圖像編碼方面都有著優(yōu)異的性能表現(xiàn)�？紤]到人眼是大部分圖像信息的最終接收端,而傳統(tǒng)的編碼標(biāo)準(zhǔn)并沒有考慮人眼的視覺系統(tǒng)（HVS）特性,圖像編碼時(shí)會(huì)殘留大量的視覺冗余信息,不能夠充分發(fā)揮HEVC編碼標(biāo)準(zhǔn)的最佳性能。因此,在圖像編碼時(shí)融入人眼的視覺特性具有理論研究意義和現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值。選題研究的目標(biāo)是在有限的存儲(chǔ)空間和傳輸帶寬的條件下獲得感知質(zhì)量最佳的編碼圖像,研究的重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)如何將HEVC編碼標(biāo)準(zhǔn)和HVS特性結(jié)合在一起以獲得最佳的圖像編碼表現(xiàn)。研究工作基于HVS特性模型（包括恰可察失真和感興趣區(qū)域模型）,定義了一種數(shù)學(xué)意義上的像素感知失真測(cè)度,以估測(cè)圖像像素的感知失真。并將定義的像素感知失真評(píng)價(jià)方法移植到HEVC中代替默認(rèn)的客觀像素失真評(píng)價(jià)方法,創(chuàng)建HEVC編碼標(biāo)準(zhǔn)和HVS特性的關(guān)聯(lián)。HEVC編碼標(biāo)準(zhǔn)和HVS特性的聯(lián)... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)吉林省

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

H.265/HEVC視頻標(biāo)準(zhǔn)框架[51]

第2章HEVC編碼和人眼視覺特性13圖2.22N×2NCU的PU劃分方式Figure2.2PUdivisionin2N×2NCU2.1.2相關(guān)的編碼技術(shù)2.1.2.1幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)幀內(nèi)預(yù)測(cè)屬于空域預(yù)測(cè)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，同一幀圖像中鄰近的像素具有極強(qiáng)的相關(guān)性，數(shù)值比較接近。同時(shí)，幀內(nèi)預(yù)測(cè)也屬于線性預(yù)測(cè)，用若干的臨近已編碼像素疊加表示待預(yù)測(cè)的像素，可以逼近像素的準(zhǔn)確值。利用這兩種性質(zhì)，是幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼的主要理論依據(jù)。HEVC具有極高的幀內(nèi)編碼性能，一方面歸功于上面提到的靈活的編碼樹劃分方式，另一方面則歸功于其諸多的預(yù)測(cè)模式。PU作為預(yù)測(cè)的基本單元，它有35種預(yù)測(cè)模式，如圖2.3所示，HEVC包括平面（Planar）預(yù)測(cè)、直流（DC）預(yù)測(cè)和33種角度預(yù)測(cè)。Planar模式是針對(duì)紋理平滑區(qū)域設(shè)計(jì)的，對(duì)預(yù)測(cè)變化趨勢(shì)一致的區(qū)域可以有很好的效果，DC模式是針對(duì)圖像的平坦區(qū)域設(shè)計(jì)的，可以很好的降低角度預(yù)測(cè)時(shí)的復(fù)雜度。33種角度預(yù)測(cè)模式的角度是以格數(shù)刻度計(jì)算的，設(shè)計(jì)思想基于人眼的主觀特性，它在豎直和水平方向相對(duì)比較密集，在偏離豎直和水平方向相對(duì)比較稀疏，符合人眼對(duì)垂直或者水平的變化敏感，而對(duì)傾斜角度的敏感性相對(duì)較弱的事實(shí)。一般情況下，完成HEVC幀內(nèi)預(yù)測(cè)需要三步：準(zhǔn)備參考像素、對(duì)參考像素執(zhí)行平滑濾波操作、根據(jù)參考像素計(jì)算待預(yù)測(cè)像素值的大校

基于人眼視覺系統(tǒng)特性的圖像壓縮算法及實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)研究14圖2.3幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式和角度Figure2.3Modeandangleinintraprediction為了保證得到的預(yù)測(cè)像素的相對(duì)準(zhǔn)確性，HEVC做了很多技術(shù)保障工作。參考像素的準(zhǔn)確性直接關(guān)系預(yù)測(cè)像素的準(zhǔn)確性。首先，從五個(gè)位置準(zhǔn)備參考像素（左下，左，左上，上，右上，當(dāng)然這也是為了符合35種預(yù)測(cè)模式的需要），并嚴(yán)格規(guī)定了參考像素的填充方式；接著，為了使用左下方的參考像素，HEVC采用Z掃描的順序編碼圖像塊；最后，還要對(duì)填充的參考像素執(zhí)行平滑濾波操作，而且針對(duì)不同的預(yù)測(cè)塊的大小，HEVC還采用了不同的平滑濾波方式，切實(shí)有效地減少了噪聲對(duì)于預(yù)測(cè)的影響，提高了預(yù)測(cè)精度和效率。關(guān)于色度塊的預(yù)測(cè)[51]，采用和亮度塊預(yù)測(cè)相同的方法，在這里不過多介紹。2.1.2.2變換量化技術(shù)變換是基于轉(zhuǎn)換塊TU的，通常將CU到TU的劃分稱為殘差四叉樹（RQT），原因在于變換的對(duì)象是預(yù)測(cè)圖像與原始圖像的像素殘差。變換是一種數(shù)學(xué)運(yùn)算，每個(gè)函數(shù)的應(yīng)用都有特定的意義，HEVC在執(zhí)行幀內(nèi)的4×4亮度殘差變換時(shí)使用了離散正弦變換（DST），這是根據(jù)像素的空間相關(guān)性決定的。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示：對(duì)于深度為8的灰度圖像，臨近像素的差值，超過80%的信號(hào)小于20，體現(xiàn)了極強(qiáng)的像素的相關(guān)性，同時(shí)也說明了這種相關(guān)性和距離的關(guān)系，距離越近，相關(guān)性越強(qiáng)，反之距離越遠(yuǎn)，相關(guān)性越弱。在幀內(nèi)預(yù)測(cè)過程中，存在確定的規(guī)律，離

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3252229