HEVC视频编码码率控制技术研究

发布时间：2020-02-12 23:39

【摘要】：高效视频编码HEVC（High Efficiency Video Coding）是JCT-VC组织正在研究的新一代视频编码标准，随着标准的日趋完善和逐渐成熟，其优异的编码性能必将使HEVC在越来越多的高清、超清视频的应用场合被广泛采用。而在实际的应用场合，如何在有限的带宽资源下保证编码后视频的质量，即码率控制技术，也就成为了需要研究的一个重要问题。现有的标准测试模型中采用了JCTVC-H0213提案中的码率控制算法，本文对该算法的原理和性能进行了分析和研究，并在此基础上对不同的算法模块提出了改进措施。 在对已有的算法进行分析和评价的基础上，，本文对算法中采用的基于像素的统一二阶RQ（Rate-Quantization）模型提出了相应的改进措施，并提出了优化的RQ模型，包括修正了模型中采用的量化参数、增加了新的模型参数，以及提出了预测码率中的非纹理比特数的方法，从而使模型中采用分配的纹理比特数。实验结果显示，改进后的模型准确性更高，而算法中采用改进后的模型，码率控制的结果更加精确，而编码后视频的质量也较好。此外，论文提出了基于图像内容特性的比特分配算法，包括考虑帧的位置特性的帧层比特分配算法，以及基于图像复杂度的零纹理比特预测算法。通过对不同位置的帧采用不同的分配算法，以及预测编码后纹理比特为0的LCU（Largest Code Unit），能够使比特分配的误差变小，从而提高码率控制的性能。实验结果证明，采用改进后的比特分配算法，能够有效提高控制的准确性和编码后的视频质量。
【图文】：

(c)图 2.8 比特分配结果 2.8 看出，JCTVC-H0213 算法对每一帧所需的编码比特进行估计时比实际编码比特数多，经过对算法的分析，其主要原因为：算法中是根据当前 GOP 的剩余比特对每一帧进行平均分配，然后在此基和度进行调整，而实际中，若编码一帧产生的比特较少时，缓冲区特较多，此时便会给剩余的帧分配较多的比特，这种没有考虑图像法必然会造成不准确性。而后续帧的实际比特数能否与目标比特接确度有关，如果算法中使用的 RQ 模型能够准确的反映编码码率与么使用计算出的 QP 用于编码，产生的比特数应该与码率模型中输估计的比特与实际编码的比特数有很大差异的原因包括比特分配及没有使用合适的 QP 进行编码，从而导致编码结果无法达到预期用 LCU 层的码率控制，因为其比特分配的原理与帧层相同，因此配算法的分析同样适用于 LCU 层，而在其比特分配时会考虑到帧帧层比特分配的不准确，会恶化 LCU 层的比特分配性能。

(c)图 2.9 帧层 MAD 预测结果示意图 2.9 可以看出，MAD 预测结果与实际值的趋势基本一致，一般情型能够较准确的预测图像的复杂度，但是对于图像内容有较大变化进行准确的预测，若已编码图像复杂度突变，会使预测模型的不准 LCU 层进行复杂度预测时，其原理与帧层相同，都是利用了连续U 的预测复杂度直接采用了前一帧相同位置 LCU 的实际值，因此相
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TN919.81

【参考文献】

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1 万帅;常义林;杨付正;罗忠;;一种新的视频编码二次率失真模型及其性能分析[J];电子与信息学报;2007年05期

本文编号：2578967