面向H.265/HEVC的计算复杂度控制算法研究

发布时间：2020-12-31 09:14

　　为满足高清视频的编码需求,高效视频编码标准H.265/HEVC通过在各个环节引入新的编码技术来提高编码效率。这些编码技术在提高编码性能的同时,不可避免地增加了编码的计算复杂度。在实际中,有些应用(如基于医疗设备的视频播放器)对编码质量要求高,但计算复杂度方面有一定的冗余空间;而有些应用(如基于移动终端的视频应用)由于功耗和带宽都有限,对计算复杂度则有较高要求。在此背景下,本课题重点研究了面向H.265/HEVC的计算复杂度控制算法,以实现在复杂度满足实际应用需求前提下编码质量最优的目的。本文具体研究内容如下:(1)提出一种基于编码单元间误差传递关系和层次性预测结构的运动估计快速算法,为后续实现计算复杂度控制奠定基础。本文首先分析了视频帧内相邻编码单元间的误差传递规律,在此基础上设计了运动估计搜索半径调整方案,避免因误差传递导致的编码质量损伤。此外,根据H.265/HEVC的层次性预测结构,率先利用层间系数对搜索半径的预测值进行动态调整,从而实现计算复杂度基本不变前提下的编码质量提升。(2)提出面向多视点视频的计算复杂度三级(视点级、视频帧级及编码单元级)非均匀分配方案。传统的均分方案未... 

【文章来源】：福州大学福建省 211工程院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１?Ｈ．２６５／ＨＥＶＣ视频编码框架??在Ｈ．２６５／ＨＥＶＣ视频编码框架中，所有输入的视频信号都要被划分为若干个编码块

２．１．２?Ｈ．２６５／ＨＥＶＣ?编码顺序??Ｈ．２６５／ＨＥＶＣ提供二种不同的预测编码结构，分别为Ｉｎｔｒａ－Ｏｎｌｙ、Ｌｏｗ－Ｄｅｌａｙ?（ＬＤ）??和Ｒａｎｄｏｍ?Ａｃｃｅｓｓ?（ＲＡ）。图２－２和图２－３分别给出常用的ＲＡ和ＬＤ预测结构示意图。??＾?Ｌ?＾?ｔ?ｌ??图２－２?ＲＡ预测结构示意图??如图２－２所示，在ＲＡ预测结构中，编码器以８个视频帧组成的一个图像组（Ｇｒｏｕｐ??ｏｆ?Ｐｉｃｔｕｒｅ，ＧＯＰ）作为编码单位。视频序列中的第一巾贞为及时解码图像（Ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ??Ｄｅｃｏｄｉｎｇ?Ｒｅｆｒｅｓｈ，?ＩＤＲ），在编码的过程中不参考相邻帧。需要注意的是，在ＲＡ预测??结构中，视频巾贞的顺序（Ｐｉｃｔｕｒｅ?Ｏｒｄｅｒ?Ｃｏｕｎｔ，ＰＯＣ）与编码（Ｄｅｃｏｄｉｎｇ?Ｏｒｄｅｒ）的顺序??不同。如图２－２所示，每个方向只有一个参考帧，带箭头的虚线表示分层结构之间的预??测关系。层次性的预测结构能更加清晰的阐述各个帧之间的参考关系，低层的编码帧可??作为高层的参考，高层的视频帧由低层预测而得。此特性可作为本文研宄视点内率失真??依赖模型的基础。??如图２－３所示

ＬＣＵ可根据编码需要继续划分为大小３２Ｘ３２的四个子ＣＵ，每个ＣＵ还可继续??递归划分为四个１６Ｘ１６甚至８Ｘ８大小的ＣＵ，直至编码条件满足或是达到最大编码深??度（Ｈ．２６５／ＨＥＶＣ—般规定最大的编码深度为３）。图２－４是视频帧的划分结构示意图。??＾??ＣＴＵｏ?ｃｒｕ，?ｃｔｕ２?ｃｔｕ３?ｃｔｕ４?ＣＴＵ，??ｃｔｕ６?ｃｔｕ７?ｃｔｕ８?ｃｔｕ，?ｃｔｕ，？?ｃｔｕ？?＾??ＣＴＵＵ?ｃｔｕ１３?ｃｔｕ１４?ｃｔｕ１５?ｃｔｕ１６?ｃｔｕ１７?１＾＾??ｌ?孤??图２－４划分结构示意图??在图２－４中，一个图像帧首先被划分为多个互不重合的ＣＴＵ，接着每个ＣＴＵ再继续划??分为多个ＣＵ。??在实际的编码过程中，编码器会根据实际的视频图像特性，选取率失真代价（Ｒａｔｅ??Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ?ｃｏｓｔ，ＲＤｃｏｓｔ）最小的分割模式。图２－５展示了不同尺寸的ＣＵ在实际编码中??的应用。??（２）

【参考文献】：
硕士论文
[1]基于一致性的HEVC快速PU模式选择算法研究[D]. 何艳坤.西安电子科技大学 2015
[2]计算复杂度受限时H.265/HEVC的率失真优化算法研究[D]. 张新.西安电子科技大学 2015
[3]基于多视点视频编码的快速模式判定算法研究[D]. 陶沛.西安电子科技大学 2014



本文编号：2949363