HEVC屏幕内容编码的帧内预测快速算法研究

发布时间：2020-06-07 22:00

【摘要】：屏幕内容视频广泛用于多媒体应用,例如远程桌面,屏幕共享,远程桌面,无线显示等。屏幕内容编码(Screen Content Coding,SCC)作为高效率视频编码(High Efficiency Video Coding,HEVC)的一个扩展版本主要用于对屏幕内容进行压缩编码。然而,基于原HEVC遍历的模式选择策略以及新编码工具的加入使得编码复杂度较高,影响了实时的应用,因此降低HEVC-SCC的编码复杂度至关重要。本文首先对视频编码技术及其HEVC屏幕内容编码进行介绍,简要概述视频编码标准的发展历史,然后对HEVC预测编码的结构框架进行分析,着重对几项新加入的相关编码工具进行介绍,并简要列举视频快速编码算法中的几个经典算法。针对HEVC屏幕内容视频编码复杂度过高的问题,本文提出了如下两种快速算法。首先本文提出了一种基于屏幕内容的帧内预测模式决策快速算法。根据编码单位(Coding Unit,CU)内容特征,将CU分类为3个大类,分别是自然内容CU,屏幕内容完全平滑CU和屏幕内容复杂CU。然后,对于自然内容CU,选择传统的35种帧内模式为候选,跳过帧内块复制和调色板模式。对于屏幕内容完全平滑CU,选择DC模式、Planar模式、水平角度模式和垂直角度模式为模式候选,跳过IBC模式。对于屏幕内容复杂CU,则先通过帧内块复制(Intra Block Copy,IBC)预测,再通过空间相关性判断是否跳过传统的帧内预测模式。实验结果表明,在全I帧条件下,该算法相比于SCM-3.0可以平均节省30.82%左右的编码时间,大幅度降低了编码复杂度,而码率只有微小的增加。帧内块复制模式是HEVC屏幕内容编码中新加入的编码工具之一,虽然提高了对于屏幕内容视频的编码增益,但其计算过程较为复杂。为了有效的降低这个模式的计算复杂度,本文提出了一种基于hash值匹配的快速本地搜索算法,对于当前CU块首先会根据hash函数生成当前块的哈希值。然后将重建区域中的块的hash值与当前块的hash值进行比较,找到与当前块hash值相同的匹配块作为候选块。最后,进行RD代价计算,找出其RD代价最小的匹配块作为最佳预测块。实验结果显示,该算法相比于SCM-3.0编码时间减少了10%以上,但是对视频质量的影响几乎可以忽略不计。
【图文】：

帧内块复制示例

图 3.1 屏幕内容视频图像示例为了更好的编码屏幕内容视频，JCT-VC 提出了基于 HEVC 的屏幕内容扩展版本 HEVC-SCC。JCT-VC 官方提出的屏幕内容标准软件(SCM)相比于 HEVC 扩展版本(RExt)可以节省超过 50%的 BD-rate。压缩效率的提高主要得益于 SCC 中新加入
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN919.81

【参考文献】

相关期刊论文 前4条

1 陈先义;赵利平;林涛;;一种新的用于屏幕图像编码的HEVC帧内模式[J];电子与信息学报;2015年11期

2 冯立新;陶品;温江涛;杨士强;;基于模板匹配整帧屏幕视频帧内无损编码方法[J];北京航空航天大学学报;2015年07期

3 朱秀昌;李欣;陈杰;;新一代视频编码标准——HEVC[J];南京邮电大学学报(自然科学版);2013年03期

4 佟雨兵;胡薇薇;杨东凯;张其善;;视频质量评价方法综述[J];计算机辅助设计与图形学学报;2006年05期

，

本文编号：2702059