HEVC的模式判决转码算法研究及滤波模块的并行实现

发布时间：2017-06-01 20:19

  本文关键词：HEVC的模式判决转码算法研究及滤波模块的并行实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：HEVC是最新一代的视频编码标准,相比前一代标准H.264能节省50%的码率,因此正在成为业界视频压缩的主流标准。HEVC超高清并行编码是当前的研究热点之一。此外,目前有大量的H.264编码格式的内容需要转换为HEVC格式,H.264转码HEVC快速算法也具有很高的实际应用价值。本文工作主要包括以下两个方面:第一是HEVC编码器去块滤波并行设计与实现,第二是H.264转码HEVC模式判决算法研究。去块滤波能有效减少编码器的块效应,对编码性能的提升显著。本文通过对去块滤波先后依赖性的分析,对去块滤波进行数据分解,提出了一种可行的去块滤波CTU级并行方案,并对去块滤波数据存储进行设计,在众核处理器上以较低复杂度设计实现了去块滤波模块。转码算法方面,本文首先提出了一种基于残差同质性的模式判决转码算法。不仅利用零残差(zero SAR)和残差同质性(RHI)协助判决编码单元(CU)提前终止分割,还利用RHI对CU进行具体分类,提出快速预测单元(PU)模式判决算法。本算法以平均码率上升2.3%的代价,比全解全编的转码节省56%的运算时间。之后本文又提出了一种基于预测同质性的模式判决转码算法。不仅引入运动同质性提高快速PU模式判决的准确性,还采用了2Nx2N模式的编码块标志CBF系数作为新的指标,进行CU提前终止分割判决。此转码算法以平均码率上升2.08%的代价,比全解全编的转码可以节省50%的转码时间。
【关键词】：HEVC编码 去块滤波 HEVC转码 模式判决 同质性
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN919.81
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-13
• 1 第一章 绪论13-29
• 1.1 引言13-14
• 1.2 HEVC视频压缩编码标准简介14-17
• 1.2.1 HEVC视频编码标准的一些基本概念14-16
• 1.2.2 HEVC视频编码框架16-17
• 1.3 HEVC视频编码关键技术17-25
• 1.3.1 帧内预测17-18
• 1.3.2 帧间预测18-22
• 1.3.3 环路滤波22-24
• 1.3.4 并行处理结构24-25
• 1.4 视频转码算法研究现状25-27
• 1.4.1 转码器结构体系25-26
• 1.4.2 转码算法26-27
• 1.5 研究工作和成果27-28
• 1.6 本文内容安排与结构28-29
• 2 第二章 HEVC去块滤波和模式判决转码算法分析29-45
• 2.1 HEVC去块滤波模块29-38
• 2.1.1 HEVC去块滤波模块与H.264标准分析对比29-30
• 2.1.2 HEVC标准中的去块滤波流程30-38
• 2.2 HEVC去块滤波软件实现现状38-41
• 2.2.1 HM参考软件编码器中的实现38-39
• 2.2.2 X265开源软件编码器中的实现39-41
• 2.3 H.264转HEVC模式判决转码算法研究现状41-43
• 2.3.1 利用MVVD进行模式判决的转码算法41-42
• 2.3.2 利用PS-RDO模型的模式判决转码算法42-43
• 2.4 本章小结43-45
• 3 第三章 基于众核平台的HEVC编码器滤波模块并行设计与实现45-65
• 3.1 Tile众核平台简介45-47
• 3.1.1 Tile-Gx36处理器简介45-46
• 3.1.2 Tilera任务调度器46-47
• 3.2 去块滤波CTU级别并行方案设计47-53
• 3.2.1 编码器并行方案47-48
• 3.2.2 去块滤波功能分解方案48-49
• 3.2.3 去块滤波CTU级别数据分解方案49-53
• 3.3 基于众核处理器的并行滤波实现53-60
• 3.3.1 去块滤波执行流程53-55
• 3.3.2 去块滤波存储设计55-60
• 3.4 性能仿真与分析60-64
• 3.4.1 去块滤波对RD性能影响60-63
• 3.4.2 去块滤波运算复杂度仿真与分析63-64
• 3.5 本章小结64-65
• 4 第四章 H.264转码HEVC模式判决算法65-91
• 4.1 H.264转码HEVC关键65-67
• 4.1.1 HEVC模式判决流程65-67
• 4.1.2 模式判决转码关键和难点67
• 4.2 残差同质性和运动同质性67-70
• 4.3 基于残差同质性的模式判决转码算法设计70-77
• 4.3.1 Depth为0和 1 时的快速PU模式判决72-74
• 4.3.2 Depth为0和 1 时基于zero SAR的快速CU分割模式判决74-75
• 4.3.3 Depth为2和 3 时基于模式映射的快速预测单元模式判决75-77
• 4.4 基于预测同质性的模式判决转码算法设计77-83
• 4.4.1 包含Intra模式时快速算法80
• 4.4.2 基于预测同质性的快速PU模式判决80-82
• 4.4.3 基于 2Nx2N模式的CBF的快速CU提前终止分割82-83
• 4.5 H.264转码HEVC模式判决算法仿真实验及结果83-89
• 4.5.1 实验平台和仿真实验参数设置83
• 4.5.2 转码性能评价指标83-84
• 4.5.3 算法分类识别准确性分析84-85
• 4.5.4 转码仿真结果性能分析85-89
• 4.6 本章小结89-91
• 5 第五章 总结与展望91-95
• 5.1 总结91-92
• 5.2 展望92-95
• 参考文献95-99
• 致谢99-101
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文101-103

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本文编号：413425