基于时空相关性的HEVC帧处理研究与实现

发布时间：2020-06-04 21:46

【摘要】：随着高清和超高清视频的发展,视频编码标准也在不断的发展,2013年高效视频编码标准(High Efficiency Video Coding,HEVC)正式公布。与H.264/AVC相比,在保证同等视频质量的情况下,HEVC标准能够节省一半左右的码率,但是编码复杂程度的增加导致无法实现实时编码。因此,如何提高编码的速度,是一个急需解决的问题。对HEVC标准的研究,主要是帧内预测和帧间预测两个方面。本文研究了帧内编码块的划分和多参考帧快速选择,主要内容和创新点如下:(1)介绍了HEVC编码框架,编码新技术和编码块划分过程。研究了编码块的快速划分算法,提出了基于时空相关性的编码块快速划分算法。HEVC标准基于率失真优化的编码块遍历划分算法,增加了计算复杂度。本文首先利用空间相邻CTU(Coding Tree Unit)的深度预测值和时间相邻同位CTU的深度值,来判断当前编码块是否对深度0进行编码;然后利用同位CTU的深度值来确定当前编码块的深度编码范围;最后根据同位CTU之间的率失真代价值、同位CU(Coding Unit)之间标准方差值来确定是否在前一帧基础上进行合并与分割。实验结果表明,与HM16.7相比,视频质量几乎不变,视频码率平均增加1.4%,编码时间减少约40%。(2)介绍了HEVC多参考帧管理技术。研究了多参考帧快速选择算法,提出了基于预测模式相关性、视频参考帧之间时空相关性的多参考帧快速选择算法。改变HEVC原来的帧间预测模式执行顺序,在merge模式后首先执行PART_N×2N预测模式,利用PART_N×2N最佳参考帧来建立PART_2N×2N候选参考帧列表。接着将参考帧0至PART_N×2N最佳参考帧最大值之间的参考帧作为PART_2N×N候选参考帧列表。最后将参考帧0,时间相邻同位PU最佳参考帧、空间相邻PU最佳参考帧和对应PU最佳参考帧按照概率从大到小排列,选择概率较大的两个最佳参考帧加入到AMP(Asymmetric Motion Partitioning)模式的参考帧列表中。实验结果表明,与HM16.7相比,本算法在低延时配置下,在视频质量几乎没有下降的情况下,减少18%的编码时间。
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN919.81

【参考文献】