HEVC帧间编码单元划分快速算法研究

发布时间：2020-10-15 01:10

　　 新推出的视频编码标准高效率视频编码(High Efficiency Video Coding,HEVC)能够实现比之前的标准更卓越的压缩性能和编码质量,但其编码过程中庞大的计算量给编码器的设计带来了很大的挑战。帧间编码的复杂度在HEVC编码架构中占据了70%,因此,对HEVC帧间编码的加速技术进行研究,从帧间编码的层面降低编码系统的计算复杂度并加速编码过程,具有十分重要的现实意义。本文以现有HEVC编码技术为基础,研究面向帧间编码的快速编码技术。从帧间编码单元划分的四叉树结构入手,分析了树形编码结构中的各个语法单元、帧间编码过程中的率失真优化方法和编码单元划分流程,对HEVC现有帧间编码单元划分技术的复杂度进行了探讨。通过对不同场景、不同运动特征的视频序列展开分析,建立了帧间编码单元划分方式与时空域相关性等因素的关系,在此基础上,设计了HEVC帧间编码单元划分的快速算法。利用帧间编码单元划分方式的时空域特性,分别从视频的帧(FRAME)层面和树形编码单元(CTU)层面入手,设计了编码单元(CU)深度范围预测算法,使得帧间编码系统能够在CU的四叉树结构划分之初,预先为CU设定一个合理的深度范围,从而规避不必要的划分,降低编码过程的计算复杂度。接下来,对CU预测模式的选择过程进行了分析,根据选择过程明显的倾向性设计了CU预测模式快速选择算法,从而进一步加速HEVC帧间编码单元划分的过程。基于HM 16.5平台,本文对所设计的HEVC帧间编码单元划分快速算法进行了性能评估,相比于HM 16.5,快速算法的PSNR平均下降0.11d B,码率平均增加1.37%,编码器执行时间缩短了42.52%,整体算法对现有HEVC帧间编码技术实现了比较好的优化效果。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN919.81
【部分图文】：

在给视频信号提供高质量的解决方案的同码代价的显著提升，给编码器的设计带。编码效果更好的 HEVC 标准能够在视频编在日常生活中享受到更高效编码技术带来得非常必要。式上，HEVC 的编码可以分为帧内预测编码方式需要当前帧中已编码的信息，而帧编码的信息、参考帧中已编码的信息，还矢量（Motion Vector，MV）、 预测权重预测的方法更为复杂，因此在 HEVC 编码有着很大的“贡献”。通过统计 HEVC 各的比重情况，可以直观地看出各个模块优示出来，如图 1-1 所示。

EVC 帧间编码单元划分方式的影响因素，首先编码模式下编码完成的视频码流进行分析，编。对码流中的 CU 划分情况和深度信息进行分析单元划分方式的因素。 为 37，分辨率为 1920×1080 的视频序列 Tenni辨率为 1280×720 的视频序列 KrstenAndSara 分深度信息的影响因素进行探讨，分别如图 3-a）最佳 CU 划分方式示意图

TU 中的 CU 深度在一般情况下与周边 CTU 的在一定程度上，HEVC 帧间编码单元划分方式是视频序列 KrstenAndSara 的第 3 帧画面，同样式，而画面所对应的最佳 CU 尺寸如图 3-2 b）对应关系与图 3-1 a）相同，即 CTU 颜色越接近应的深度越大；CTU 颜色越接近黑色，表明 C。a）最佳 CU 划分方式示意图
【参考文献】

相关博士学位论文 前1条

1 何栋梁;视频无线传输的伪模拟和混合数字模拟方法研究[D];中国科学技术大学;2017年

相关硕士学位论文 前3条

1 袁益琴;遥感卫星视频图像车辆动态信息提取方法研究[D];中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所);2017年

2 吴明;关于HEVC帧内预测快速模式选择算法的研究[D];南京理工大学;2014年

3 郭颖;高效视频编码的环路去块效应滤波技术研究[D];吉林大学;2013年

本文编号：2841461