SHVC空间可伸缩视频编码的帧内快速算法研究

发布时间：2020-08-08 02:06

【摘要】：近年来,视频编码技术迅猛发展。但随着终端设备的多样性、网络异构性、用户需求的差异,现有的视频编码技术已经不能满足需求,可伸缩视频编码技术应运而生。SHVC是基于H.265/HEVC的可伸缩视频编码技术,编码效率得到了提高,但其编码器的复杂度也显著增加,为实际应用和硬件设备带来了极大的挑战。所以,在视频图像质量损失可以忽略的前提下,降低编码复杂度成为当前的应用研究热点之一。本文针对SHVC空间可伸缩视频编码的帧内快速算法进行了研究,提出了三种不同的快速编码算法,主要工作及创新点如下:1.提出了一种基于相邻编码单元与当前编码单元间的相关性来预测当前编码单元深度的快速编码算法。主要思想是:根据基本层的分布情况将视频划分为简单、复杂和中等视频序列;利用当前编码单元和相邻编码单元之间的相关性程度,对不同的视频序列采用不同的权值,结合相邻编码单元的深度对当前编码单元进行预测,从而排除可能性较小的深度。2.提出了一种基于残差系数分布的快速编码算法。主要思想是:利用残差系数服从拉普拉斯分布,通过拉普拉斯分布计算DCT系数中的零值块,计算出深度提前终止的判决条件,避免其中部分或是全部系数的变换、量化、反量化、反变换的计算过程。3.提出了一种基于相邻预测单元方向模式的快速编码算法。主要思想是:根据相邻预测单元的方向模式预测可能的方向模式,通过计算方向模式的权值和,结合率失真值,排除可能性较小的方向模式。为了验证本文算法的性能,论文给出了详细的实验方法和结果分析。实验结果表明,本文算法能够显著地提高编码速度,同时编码效率的损失也很小。
【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
【图文】：

四叉树,结构示意图

为 16×16。但当视频序列中出现较大面积的平缓区域时，H.264/AVC术就会对同样的数据信息重复计算，在很大程度上造成存储空间的浪费间的延长，若编码块可以根据视频序列的纹理复杂程度自动的调节大小问题就可以迎刃而解。所以在 H.265/HEVC 标准中，采用了编码结构[29，并利用灵活的四叉树对其自适应的进行循环划分。其中编码结构包括单元（Coding Tree Unit, CTU），编码单元（Coding Unit, CU），预测单元（P, PU），变换单元（Transform Unit，TU）。编码树单元是 H.265/HEVC 标准中的一个全新的概念，但作用相4/AVC 中的宏块，不同的是一个 CTU 可以根据视频图像的纹理复杂程度叉树循环划分为多个 CU，如图 2.2 所示。

模式,帧内预测,角度,亮度

帧内模式编号帧内模式名称0 Planar 模式1 DC 模式2~34 33 种角度模式，Planar 模式是在 H.264/AVC 中的 Plane 模式的基础上改进得到的，纹理变化比较缓慢的区域，Planar 模式为最佳选择。Planar 模式能够缓变换，与其他模式相比，能够更好的提升视频的主观质量[33]。而现大面积平坦的区域时，选用 DC 模式效果最佳。对于角度模式来说标准中仅定义了 8 种不同的角度预测模式，但视频序列的纹理特征仅利用 8 种角度预测模式其预测效果不佳，忽略了很多的细节，满频的应用需求；因此 8 种角度预测模式在 H.265/HEVC 中被细化为模式，使其适应视频图像中不同方向的纹理变化，如图 2.5 所示。

可伸缩,空间,基本层,增强层

空间可伸缩

【参考文献】