本文選題：HEVC　切入點：3D-HEVC　出處：《吉林大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著顯示技術(shù)的進(jìn)步,視頻已經(jīng)逐步邁入高清、超高清時代,但是清晰度的提升伴隨著數(shù)據(jù)量的大幅增加,這給視頻的存儲與網(wǎng)絡(luò)傳輸帶來負(fù)擔(dān),現(xiàn)行的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)H.264/AVC已很難滿足視頻編碼的壓縮率要求,新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)High Efficiency Video Coding(HEVC)應(yīng)運而生,除此之外,因近年來3D技術(shù)的進(jìn)步,出現(xiàn)了眾多新型3D顯示技術(shù),例如,多視點顯示技術(shù),自由視點顯示技術(shù)等等,伴隨著這些新興技術(shù)而來的是更大的數(shù)據(jù)量,因此3D視頻編碼也成為了研究熱點,而HEVC編碼標(biāo)準(zhǔn)也在3D編碼方面進(jìn)行了擴展,提出了3D-HEVC編碼標(biāo)準(zhǔn)。HEVC通過加入眾多新編碼工具使得編碼壓縮率相對于H.264/AVC提升了一倍,同時保持了視頻的質(zhì)量,代價是大幅增加了編碼的復(fù)雜度。而3D-HEVC更是加入了深度圖編碼技術(shù),使得這種復(fù)雜度成倍增長,使HEVC以及3D-HEVC的應(yīng)用受到阻礙,因此降低HEVC以及3D-HEVC編碼復(fù)雜度,優(yōu)化編碼算法至關(guān)重要。本文首先對視頻編碼技術(shù)及其3D擴展進(jìn)行介紹,簡要概述視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展歷史,然后對HEVC預(yù)測編碼的結(jié)構(gòu)框架進(jìn)行分析,著重對影響編碼復(fù)雜度的相關(guān)編碼工具進(jìn)行介紹,并簡要列舉視頻快速編碼算法中的熱點。針對HEVC以及3D-HEVC視頻預(yù)測編碼中編碼單元尺寸選擇過程,以及編碼單元預(yù)測模式選擇過程中計算復(fù)雜度過高的問題,提出了如下三種快速算法:1.提出一種HEVC快速幀間編碼算法,利用視頻圖像邊緣信息與時空間相鄰編碼單元的編碼信息來降低HEVC編碼復(fù)雜度,該算法包括了一種快速全2N×2N模式選擇算法,一種快速編碼單元深度層次劃分算法和一種快速預(yù)測單元模式選擇算法。通過邊緣信息來表達(dá)編碼單元的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度,利用當(dāng)前編碼單元與時空間相鄰編碼單元之間的邊緣信息差值來反映編碼單元內(nèi)的邊緣相似性和邊緣移動性,并將邊緣相似性和邊緣移動性與時空間相鄰編碼單元的深度層次信息與預(yù)測單元的率失真代價值相結(jié)合,實現(xiàn)編碼單元分割形式以及預(yù)測單元模式的提前判斷。實驗結(jié)果表明,這一快速幀間編碼算法,在隨機接入(RA)模式和低延遲B幀(LD-B)模式下,在與HEVC原編碼算法的對比中,分別提升平均53.7%和54.9%的編碼速度。2.提出一種基于視頻內(nèi)容的HEVC快速編碼算法,對視頻內(nèi)容進(jìn)行分析,得出3種能夠反映視頻內(nèi)容的參數(shù),分別是編碼單元內(nèi)像素的均值、方差以及邊緣梯度幅值,并與相鄰編碼單元的編碼信息相結(jié)合,實現(xiàn)快速編碼單元尺寸選擇以及快速編碼單元模式選擇。實驗結(jié)果表明,所提快速算法可以在RA模式和LD-B模式下,較HEVC原編碼算法分別提升平均58.9%和57.6%的編碼速度。3.提出了一種基于深度圖的3D-HEVC快速編碼算法,來降低紋理視頻的編碼復(fù)雜度。在這一快速算法中我們將深度圖編碼單元中不同深度值的個數(shù)以及深度值的均方誤差作為兩個參數(shù),并通過這兩個參數(shù)實現(xiàn)編碼單元尺寸的提前決定以及Skip模式的提前判斷。最后總結(jié)本文的各項研究成果,并預(yù)測了視頻編碼領(lǐng)域未來的研究方向。
[Abstract]:With the development of display technology, video has gradually entered the era of Ultra HD, HD, but enhance the clarity of data with a substantial increase in volume, the burden of storage and network transmission of video, H.264/AVC video encoding standards have been difficult to meet the requirements of video encoding compression ratio, a new generation of video encoding standard High Efficiency Video Coding (HEVC) came into being, in addition, due to the progress of 3D technology, there are many new 3D display technology, for example, multi view display technology, display technology and free viewpoint, accompanies these emerging technologies is the larger amount of data, so 3D video encoding has also become a hot topic however, the HEVC encoding standard in 3D encoding is extended, proposed the 3D-HEVC encoding standard.HEVC by adding many new encoding tools makes the encoding compression rate relative to H.264/AVC upgrade One times, while maintaining the video quality, the price is a substantial increase in the complexity of encoding. While 3D-HEVC is added to the depth map encoding technology, the complexity of exponential growth, the HEVC and 3D-HEVC application is blocked, thus reducing HEVC and 3D-HEVC encoding complexity, optimization is crucial in this paper encoding algorithm. Introduction of video encoding technology and 3D expansion, a brief overview of development history of video encoding standard, then the HEVC prediction analysis frame encoding, encoding tools focus on the impact of the complexity of encoding is introduced, and a brief list of hot video fast encoding algorithm. The HEVC and 3D-HEVC video encoding in the encoding unit size prediction the selection process, calculation complexity and encoding unit prediction mode selection process, put forward the following three algorithms proposed: 1. A fast inter frame encoding algorithm HEVC, to reduce the complexity of HEVC encoding the encoding information of video image edge information and spatial adjacent encoding unit, the algorithm includes a fast 2N * 2N mode selection algorithm, a fast encoding unit depth partitioning algorithm and a fast prediction mode selection algorithm. By using edge information expression structure encoding unit complexity, using edge information difference between the current encoding unit and the spatial adjacent encoding unit to reflect encoding units within the edge similarity and edge mobility, and the distortion generation value of combining depth information and prediction unit edge similarity and edge mobility and spatial adjacent encoding unit rate, advance judge encoding unit segmentation form and prediction unit model. The experimental results show that this algorithm is a fast inter frame encoding, In the random access mode (RA) and low latency B frames (LD-B) mode, in comparison with the original HEVC encoding algorithm, an average of 53.7% and 54.9% respectively improve the encoding speed of.2. and presents a fast encoding algorithm of HEVC based on video content, video content analysis, it can reflect the 3 kinds of video content parameters are the mean pixel encoding unit, and the variance of the edge gradient magnitude, and encoding information with adjacent encoding unit combined with fast encoding unit size and fast encoding mode selection unit. The experimental results show that the proposed fast algorithm in RA mode and LD-B mode, a HEVC encoding algorithm. An average of 58.9% and 57.6% increase the encoding speed of.3. presents a fast encoding algorithm of 3D-HEVC based on the depth chart, to reduce the texture video encoding complexity. We will be in this depth map fast algorithm The mean square error of different depth value encoding unit in the number and depth value as two parameters, and through these two parameters to achieve early to judge the cell size is decided in advance and the encoding mode of Skip. Finally, the research results of this paper, and forecasts the video encoding field directions for future research.

【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN919.81

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本文編號：1586960