基于HEVC/H.265的屏幕內(nèi)容編碼研究
發(fā)布時(shí)間:2021-12-17 03:42
屏幕內(nèi)容是指由電子設(shè)備生成的圖像/視頻,例如漫畫,3-D游戲,捕獲的計(jì)算機(jī)屏幕,有文字覆蓋的視頻等。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算的興起,屏幕內(nèi)容編碼受到廣泛關(guān)注,F(xiàn)有的基于預(yù)測(cè)加變換的視頻編碼技術(shù)如HEVC對(duì)屏幕內(nèi)容的壓縮效果并不好。本文對(duì)屏幕內(nèi)容的顯示原理、特性以及HEVC壓縮影響進(jìn)行了分析,并根據(jù)屏幕內(nèi)容的特性在HEVC編碼框架基礎(chǔ)上提出了一種圖案匹配模式用于提高屏幕內(nèi)容編碼效率。論文具體的研究工作如下:(1)分析了原始屏幕內(nèi)容和視頻應(yīng)用中的屏幕內(nèi)容的顯示原理。對(duì)屏幕內(nèi)容的特性進(jìn)行分析,將其與自然視頻比較,并分析了HEVC編碼框架對(duì)壓縮屏幕內(nèi)容的影響。最后用HEVC分別壓縮自然視頻和屏幕內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了基于預(yù)測(cè)加變換的HEVC編碼框架對(duì)屏幕內(nèi)容編碼效果不理想。(2)提出了一種圖案匹配模式,作為一種額外的編碼工具融合進(jìn)HEVC編碼框架中,用于提升屏幕內(nèi)容編碼效率,該模式首先對(duì)屏幕內(nèi)容進(jìn)行色彩預(yù)處理,將YUV像素值轉(zhuǎn)換為基本色和索引映射,即對(duì)應(yīng)的色彩分量和結(jié)構(gòu)分量。由于屏幕內(nèi)容的色彩分量和結(jié)構(gòu)分量有不同的特性,對(duì)其采用不同的編碼。對(duì)基本色進(jìn)行預(yù)測(cè)編碼,預(yù)測(cè)情況采用兩層分級(jí)編碼,未預(yù)測(cè)成功...
【文章來源】:南京郵電大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
典型HEVC視頻編碼器(灰色部分為解碼模塊)
依賴條分割(Depedent slice segments)的結(jié)構(gòu)允許把特定波前入口點(diǎn)或片的數(shù)據(jù)放入單獨(dú)的 NAL 單元,相比把所有的數(shù)據(jù)都編碼進(jìn)一個(gè)條內(nèi),可能以更低的時(shí)延把數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒纸M化系統(tǒng) 波前入口點(diǎn)的依賴條只能在另一個(gè)條分割的解碼過程開始后才能進(jìn)行解碼 依賴條分割在低時(shí)延編碼中很有效,而其它并行工具可能不利于壓縮性能 2.3 幀內(nèi)預(yù)測(cè)幀內(nèi)預(yù)測(cè)按 TB 的大小,根據(jù)幀內(nèi)預(yù)測(cè)的模式以及已解碼 PU 的邊界樣點(diǎn)值來形成幀內(nèi)預(yù)測(cè)信號(hào) 相比 H.264/MPEG-4AVC 中的 8 個(gè)預(yù)測(cè)方向,HEVC 定義了 33 個(gè)不同方向的角度預(yù)測(cè),對(duì)應(yīng)于 4x4 到 32x32 的 TB 大小 可能的預(yù)測(cè)方向如圖 2.5 所示 另外,也可以使用平面(Planner)預(yù)測(cè)以及直流(DC)預(yù)測(cè) 對(duì)于色度塊,HEVC 允許編碼器使用垂直,水平,平面和直流預(yù)測(cè)模式以及幀內(nèi)導(dǎo)出等五種模式 幀內(nèi)導(dǎo)出模式即指定色度的預(yù)測(cè)模式和亮度預(yù)測(cè)模式一樣
圖 3.1 屏幕內(nèi)容示例.2 屏幕內(nèi)容顯示原理原始的 Word PPT TXT 以及 PDF 等文檔中的文字即使在放大或者縮小后依然能夠清晰,這主要是由于這些文檔中的文字信息并非是以位圖圖像存儲(chǔ)的,而是根據(jù)字符編碼表,保存時(shí)將字符轉(zhuǎn)化為碼表中對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制編碼碼流,將這些二進(jìn)制編碼碼流寫入應(yīng)的文件中進(jìn)行持久化存儲(chǔ),這一過程稱之為字符編碼 常見的字符編碼的碼表有 AS表,Unicode 碼表,UTF-8 碼表以及中國(guó)的 GBK 碼表 表 3.1 列出了最經(jīng)典的 ASCII 碼的部分字符的編碼碼流,從表中可以看出按照 ASCII 碼表,在對(duì)字符 A 進(jìn)行存儲(chǔ)時(shí),實(shí)儲(chǔ)的是字符A對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼流01000001而非字符A對(duì)應(yīng)的各像素點(diǎn)的RGB或YUV值表 3.1 ASCII 碼表部分字符編碼二進(jìn)制碼流 十進(jìn)制碼流 十六進(jìn)制碼流 字符00111100 60 3C <
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]二維幀內(nèi)串匹配屏幕圖像編碼算法[J]. 陳先義,趙利平,陳治中,林濤. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2015(09)
[2]基于HEVC屏幕圖像編碼的哈希表的優(yōu)化算法[J]. 金小娟,張培君,林濤. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2014(17)
[3]結(jié)合全色度HEVC和有損字典算法的屏幕圖像編碼[J]. 張培君,金小娟,王淑慧,周開倫,林濤. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2014(03)
[4]新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)——HEVC[J]. 朱秀昌,李欣,陳杰. 南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(03)
[5]融合全色度LZMA與色度子采樣HEVC的屏幕圖像編碼[J]. 張培君,王淑慧,周開倫,林濤. 電子與信息學(xué)報(bào). 2013(01)
本文編號(hào):3539345
【文章來源】:南京郵電大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
典型HEVC視頻編碼器(灰色部分為解碼模塊)
依賴條分割(Depedent slice segments)的結(jié)構(gòu)允許把特定波前入口點(diǎn)或片的數(shù)據(jù)放入單獨(dú)的 NAL 單元,相比把所有的數(shù)據(jù)都編碼進(jìn)一個(gè)條內(nèi),可能以更低的時(shí)延把數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒纸M化系統(tǒng) 波前入口點(diǎn)的依賴條只能在另一個(gè)條分割的解碼過程開始后才能進(jìn)行解碼 依賴條分割在低時(shí)延編碼中很有效,而其它并行工具可能不利于壓縮性能 2.3 幀內(nèi)預(yù)測(cè)幀內(nèi)預(yù)測(cè)按 TB 的大小,根據(jù)幀內(nèi)預(yù)測(cè)的模式以及已解碼 PU 的邊界樣點(diǎn)值來形成幀內(nèi)預(yù)測(cè)信號(hào) 相比 H.264/MPEG-4AVC 中的 8 個(gè)預(yù)測(cè)方向,HEVC 定義了 33 個(gè)不同方向的角度預(yù)測(cè),對(duì)應(yīng)于 4x4 到 32x32 的 TB 大小 可能的預(yù)測(cè)方向如圖 2.5 所示 另外,也可以使用平面(Planner)預(yù)測(cè)以及直流(DC)預(yù)測(cè) 對(duì)于色度塊,HEVC 允許編碼器使用垂直,水平,平面和直流預(yù)測(cè)模式以及幀內(nèi)導(dǎo)出等五種模式 幀內(nèi)導(dǎo)出模式即指定色度的預(yù)測(cè)模式和亮度預(yù)測(cè)模式一樣
圖 3.1 屏幕內(nèi)容示例.2 屏幕內(nèi)容顯示原理原始的 Word PPT TXT 以及 PDF 等文檔中的文字即使在放大或者縮小后依然能夠清晰,這主要是由于這些文檔中的文字信息并非是以位圖圖像存儲(chǔ)的,而是根據(jù)字符編碼表,保存時(shí)將字符轉(zhuǎn)化為碼表中對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制編碼碼流,將這些二進(jìn)制編碼碼流寫入應(yīng)的文件中進(jìn)行持久化存儲(chǔ),這一過程稱之為字符編碼 常見的字符編碼的碼表有 AS表,Unicode 碼表,UTF-8 碼表以及中國(guó)的 GBK 碼表 表 3.1 列出了最經(jīng)典的 ASCII 碼的部分字符的編碼碼流,從表中可以看出按照 ASCII 碼表,在對(duì)字符 A 進(jìn)行存儲(chǔ)時(shí),實(shí)儲(chǔ)的是字符A對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼流01000001而非字符A對(duì)應(yīng)的各像素點(diǎn)的RGB或YUV值表 3.1 ASCII 碼表部分字符編碼二進(jìn)制碼流 十進(jìn)制碼流 十六進(jìn)制碼流 字符00111100 60 3C <
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]二維幀內(nèi)串匹配屏幕圖像編碼算法[J]. 陳先義,趙利平,陳治中,林濤. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2015(09)
[2]基于HEVC屏幕圖像編碼的哈希表的優(yōu)化算法[J]. 金小娟,張培君,林濤. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2014(17)
[3]結(jié)合全色度HEVC和有損字典算法的屏幕圖像編碼[J]. 張培君,金小娟,王淑慧,周開倫,林濤. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2014(03)
[4]新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)——HEVC[J]. 朱秀昌,李欣,陳杰. 南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(03)
[5]融合全色度LZMA與色度子采樣HEVC的屏幕圖像編碼[J]. 張培君,王淑慧,周開倫,林濤. 電子與信息學(xué)報(bào). 2013(01)
本文編號(hào):3539345
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