基于HEVC标准的屏幕内容编码研究

发布时间：2017-12-09 19:03

  本文关键词：基于HEVC标准的屏幕内容编码研究

  更多相关文章： HEVC 屏幕内容编码 快速帧内编码 自适应搜索步长 帧内块复制

【摘要】：随着互联网信息技术和视频流媒体技术的不断发展,720p,1080p等高清分辨率视频逐渐的普及,以及2K分辨率、4K分辨率等超高清视频的出现,产生的视频数据量正呈现爆炸式的增长,巨大的视频数据给网络传输和存储带来了挑战。面对高清以及超高清的视频,在不降低视频质量的前提下有效的对其进行压缩是当前研究的热点问题。此外,由于移动设备、远程桌面、虚拟桌面、无线显示等应用变得越来越普及,针对这些应用中特定场景的屏幕内容视频,降低其编码复杂度,减少在网络传输过程中所需的带宽也是一个迫切的问题。高效率视频编码High Efficiency Video Coding(HEVC)主要针对自然采集的视频序列,在一定复杂度条件下,可以实现有效压缩。与自然采集的视频相比,屏幕内容视频在输入源格式等方面存在差异,针对屏幕内容视频,在HEVC编码标准基础之上扩展出了新的屏幕内容编码(SCC)。与自然采集的视频相比,屏幕内容图像中高频成分较多,图像的相关性较弱。针对屏幕内容视频的特性,屏幕内容编码SCC在HEVC的基础之上新增了帧内块复制、调色板模式、自适应颜色变换以及自适应运动向量分解等编码工具。本文主要介绍了高效率视频编码标准(HEVC)的编码框架,HEVC中基于四叉树编码结构和预测编码技术。在此基础上,又介绍了屏幕内容编码中新增的编码工具,即帧内块复制、调色板模式、自适应颜色变换以及自适应运动向量分解。针对屏幕内容视频中不同取样格式的视频输入源,运用视频质量评估方法,研究其对屏幕内容视频压缩效率的影响。结果表明,对于屏幕内容编码,当使用YUV444源代替RGB信号时,AI和LB两种配置,分别有1.2%和1.36%的SSIM损失,同时对应28.79%和33.05%的码率降低。当使用YUV420源代替RGB信号时,AI和LB两种配置,分别有3.56%和3.41%的SSIM损失,同时对应31.74%和34.49%的码率降低。针对屏幕内容编码高复杂度问题,提出了屏幕内容编码的快速帧内编码优化算法,包括基于背景检测的快速帧内模式决策和基于自适应搜索步长调整的快速块匹配方法。与现有的算法相比,使用本文方法可以大幅度提升编码性能。对于无损压缩,可以减少35%的编码时间,同时比特率仅增加0.2%；对于有损压缩,减少39%的编码时间,同时比特率仅增加了0.7%。
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN919.81

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本文编号：1271486