視頻編碼的變換技術(shù)和率失真優(yōu)化技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-11 06:54
視頻編碼技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了幾十年,為人們的日常生活帶來(lái)了許多便利。但是仍有兩個(gè)問(wèn)題亟待解決,實(shí)時(shí)性不足和編碼性能不足。HEVC和VVC采納了許多新技術(shù),導(dǎo)致復(fù)雜度過(guò)高,編解碼的速度不足;視頻清晰度越來(lái)越高,現(xiàn)有的視頻編碼技術(shù)所能提供的編碼性能不足。本文將從H.265/HEVC和H.266/VVC兩個(gè)編碼標(biāo)準(zhǔn)出發(fā),對(duì)視頻編碼的變換和率失真優(yōu)化兩方面的技術(shù)進(jìn)行深入地探究,從而實(shí)現(xiàn)減少視頻編碼復(fù)雜度、對(duì)視頻進(jìn)行更優(yōu)質(zhì)壓縮的目的,主要研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:1.針對(duì)變換技術(shù)中的DCT-4/DST-4矩陣提出了基于矩陣分解的快速計(jì)算方法。具體分析了DCT-4/DST-4矩陣的特點(diǎn),分析了其相較于DCT-2矩陣的不足之處和其仍能進(jìn)行快速計(jì)算的原因是因?yàn)槠湓诓豢紤]正負(fù)號(hào)的情況下具有原點(diǎn)對(duì)稱性。在此基礎(chǔ)上首先提出了基于4×4矩陣的快速計(jì)算方法,可以減少43.75%的乘法次數(shù),后又整體考慮所有4×4矩陣的快速計(jì)算,找到其中重復(fù)計(jì)算的中間變量,可以進(jìn)一步減少所需的加法次數(shù)。在前面方法的基礎(chǔ)上又提出基于2×2矩陣的快速計(jì)算方法,乘法次數(shù)可以減少為原有方法的(3/4)
【文章來(lái)源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
HEVC編碼框架[20]
第二章H.266視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)研究概述13本文的第四章將會(huì)對(duì)率失真優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行深入介紹,并且在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分析做出優(yōu)化。2.2H.266編碼標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵技術(shù)目前H.266編碼標(biāo)準(zhǔn)還未制定完成,從2015年開(kāi)始,官方發(fā)布的編碼器版本VTM已經(jīng)更新至7.0版本,其中新添了許多新技術(shù),包括:QTBT塊劃分結(jié)構(gòu)[30],幀內(nèi)跨分量線性(Cross-Componentlinearmod-el,CCLM)預(yù)測(cè)和自適應(yīng)多核變換(AdaptiveMultipleTransform,AMT)技術(shù)[31],矩陣加權(quán)幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)(MIP)[32],基于模式匹配的運(yùn)動(dòng)矢量導(dǎo)出FRUC技術(shù)[31],基于光流的雙向運(yùn)動(dòng)(Bi-directionalopticalflow,BIO)補(bǔ)償[33]和仿射(Affine)運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)技術(shù)[34],SubPU級(jí)運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)技術(shù)[35],依賴標(biāo)量量化技術(shù)(DependentScalarQuantizationquantization)[36],低頻不可分離變換技術(shù)LFNST[37],多參考行幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)(MRLP)等。2.2.1H.266中QTBT塊劃分結(jié)構(gòu)H.266已經(jīng)確定采用混合樹結(jié)構(gòu)(MT),即由四叉樹(QT),二叉樹(BT)和三叉樹(TT)結(jié)構(gòu)組成。這種劃分結(jié)構(gòu)比之前非常靈活,極大的提高了編碼性能。CTU首先進(jìn)行四叉樹結(jié)構(gòu)劃分,即CTU塊可以不劃分或遞歸地劃分成4個(gè)相同大小的子塊。然后,在QT的葉節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)二叉樹或三叉樹結(jié)構(gòu)進(jìn)一步劃分。二叉樹和三叉樹劃分可以交錯(cuò)并遞歸進(jìn)行。但是,一旦應(yīng)用二叉樹或三叉樹劃分,就不再進(jìn)行四叉樹的劃分了。二叉樹和三叉樹有水平和垂直兩種劃分類型。二叉樹劃分比例是1:1,三叉樹劃分的比例為1:2:1。圖2-5表示出了不同的劃分類型。圖2-5QTBT劃分類型
矩陣加權(quán)幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)示意圖[32]
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于率失真優(yōu)化的HEVC幀內(nèi)編碼模式選擇[J]. 喬莉,李博,劉偉杰. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2018(12)
[2]AVS2視頻編碼關(guān)鍵技術(shù)[J]. 周蕓,郭曉強(qiáng),王強(qiáng). 廣播電視信息. 2015(09)
[3]AVS視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)回顧及最新進(jìn)展[J]. 馬思偉. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2015(01)
[4]AVS2標(biāo)準(zhǔn)及未來(lái)展望[J]. 黃鐵軍. 電視技術(shù). 2014(22)
博士論文
[1]基于率失真優(yōu)化的視頻編碼方法研究[D]. 高艷博.電子科技大學(xué) 2018
本文編號(hào):3224055
【文章來(lái)源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
HEVC編碼框架[20]
第二章H.266視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)研究概述13本文的第四章將會(huì)對(duì)率失真優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行深入介紹,并且在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分析做出優(yōu)化。2.2H.266編碼標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵技術(shù)目前H.266編碼標(biāo)準(zhǔn)還未制定完成,從2015年開(kāi)始,官方發(fā)布的編碼器版本VTM已經(jīng)更新至7.0版本,其中新添了許多新技術(shù),包括:QTBT塊劃分結(jié)構(gòu)[30],幀內(nèi)跨分量線性(Cross-Componentlinearmod-el,CCLM)預(yù)測(cè)和自適應(yīng)多核變換(AdaptiveMultipleTransform,AMT)技術(shù)[31],矩陣加權(quán)幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)(MIP)[32],基于模式匹配的運(yùn)動(dòng)矢量導(dǎo)出FRUC技術(shù)[31],基于光流的雙向運(yùn)動(dòng)(Bi-directionalopticalflow,BIO)補(bǔ)償[33]和仿射(Affine)運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)技術(shù)[34],SubPU級(jí)運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)技術(shù)[35],依賴標(biāo)量量化技術(shù)(DependentScalarQuantizationquantization)[36],低頻不可分離變換技術(shù)LFNST[37],多參考行幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)(MRLP)等。2.2.1H.266中QTBT塊劃分結(jié)構(gòu)H.266已經(jīng)確定采用混合樹結(jié)構(gòu)(MT),即由四叉樹(QT),二叉樹(BT)和三叉樹(TT)結(jié)構(gòu)組成。這種劃分結(jié)構(gòu)比之前非常靈活,極大的提高了編碼性能。CTU首先進(jìn)行四叉樹結(jié)構(gòu)劃分,即CTU塊可以不劃分或遞歸地劃分成4個(gè)相同大小的子塊。然后,在QT的葉節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)二叉樹或三叉樹結(jié)構(gòu)進(jìn)一步劃分。二叉樹和三叉樹劃分可以交錯(cuò)并遞歸進(jìn)行。但是,一旦應(yīng)用二叉樹或三叉樹劃分,就不再進(jìn)行四叉樹的劃分了。二叉樹和三叉樹有水平和垂直兩種劃分類型。二叉樹劃分比例是1:1,三叉樹劃分的比例為1:2:1。圖2-5表示出了不同的劃分類型。圖2-5QTBT劃分類型
矩陣加權(quán)幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)示意圖[32]
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于率失真優(yōu)化的HEVC幀內(nèi)編碼模式選擇[J]. 喬莉,李博,劉偉杰. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2018(12)
[2]AVS2視頻編碼關(guān)鍵技術(shù)[J]. 周蕓,郭曉強(qiáng),王強(qiáng). 廣播電視信息. 2015(09)
[3]AVS視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)回顧及最新進(jìn)展[J]. 馬思偉. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2015(01)
[4]AVS2標(biāo)準(zhǔn)及未來(lái)展望[J]. 黃鐵軍. 電視技術(shù). 2014(22)
博士論文
[1]基于率失真優(yōu)化的視頻編碼方法研究[D]. 高艷博.電子科技大學(xué) 2018
本文編號(hào):3224055
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