面向屏幕内容视频编码关键技术的研究
发布时间：2021-06-18 12:10
与自然图像不同,屏幕内容图像不受摄像机的物理限制,往往含有一些重复的图案、大量平坦的区域、有限的颜色数目等特征。为了更好对屏幕内容视频进行编码、压缩,新的HEVC-SCC标准于2016年制定完成,大幅增加屏幕内容视频的编码效率。然而,屏幕内容序列中往往包含着大量的场景突变帧和静止帧,这一特性使得HEVC参考软件中的码率控制方法并不能很好的控制屏幕内容视频压缩后的码率。此外,新引入的编码模式也大幅增加了编码器的计算复杂度。如何为新引入的模式设计快速,并行化的算法是当前编码界研究的热门话题。本文针对低延时的应用场景,对屏幕内容视频的编码算法进行了深入研究,主要的贡献及创新如下:本文提出了延时限制下基于屏幕内容的码率控制算法。针对屏幕内容视频中的不连续性,本文在编码器中引入了预分析的机制,在当前帧编码之前对即将进入编码器的若干帧进行分析,根据预分析器中所有帧的复杂度来分配总的比特数。再根据每一帧的复杂度进行加权分配,提高了比特分配的准确性和合理性,避免了缓存器上溢或下溢的现象。然而,预分析机制的引入会增加编码系统端到端的延迟。对此,本文为新提出的码率控制算法推导出了延迟限制条件,有效的对预分...
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１?ＨＥＶＣ编码框架??２．１．１帧内预测模块??
相同的帧内预测模式进行预测，这也是帧内预测中ＴＵ不会越过ＰＵ边界的原??因。ＨＥＶＣ共支持３５种预测模式，它们可以被分为３大类：ＤＣ模式，Ｐｌａｎａｒ模??式和３３种角度模式Ｉ３＇所有的预测模式都采用图２－５所示的预测模板对当前快??内像素进行预测，其中Ｐ［－ｌ］［ｄ和Ｐ［－ｌ］［ｙ］〇，ｙｅ?［－１，２＃－１］）分别为当前??ＮｘＮ的ＴＵ横向和纵向的参考像素。??ｐ［〇?［－１］?ｐ［Ａ／－１］［－１］…ｐ［２Ａ／－１］［－１］???＾?Ｉ??外劉二三－二?＾￣?￣ｈ??ｐ［－ｉ］［／ｖ－ｉ］?—■?Ｉ?Ｍ?Ｍ?Ｍ?＿??（??ｐｆ－１１ｆ２ＡＡ１１?—??图２－５?ＨＥＶＣ帧内预测模式预测模板??当采用３３种角度模式对当前ＴＵ进行预测时，编码器会按照所选的方向使??用ＴＵ周围的重建像素对当前像素进行预测。如果当前进行预测的ＴＵ周围的参??考像素部分不可用（在图片边界等情况），编码器会自动填充临近可用的重建像??素，以确保每个ＴＵ都会有４Ｎ－１个参考像素。相比于Ｈ．２６４／ＡＶＣ中的８种角度??预测模式，ＨＥＶＣ将可选的方向增加到了如图２－６所示的３３种，可以更好的适??应视频图像中多变的纹理，提高预测的准确度，增加编码效率。??除了角度预测模式之外，ＨＥＶＣ中还有针对于平滑变化内容的模式：ＤＣ及??Ｐｌａｎａｒ模式。ＤＣ模式通过对当前ＴＵ的上边界和左边界参考像素去均值获得预??测像素。Ｐｌａｎａｒ模式则是通过用水平方向和竖直方向的线性滤波器对参考像素进??行滤波
相同的帧内预测模式进行预测，这也是帧内预测中ＴＵ不会越过ＰＵ边界的原??因。ＨＥＶＣ共支持３５种预测模式，它们可以被分为３大类：ＤＣ模式，Ｐｌａｎａｒ模??式和３３种角度模式Ｉ３＇所有的预测模式都采用图２－５所示的预测模板对当前快??内像素进行预测，其中Ｐ［－ｌ］［ｄ和Ｐ［－ｌ］［ｙ］〇，ｙｅ?［－１，２＃－１］）分别为当前??ＮｘＮ的ＴＵ横向和纵向的参考像素。??ｐ［〇?［－１］?ｐ［Ａ／－１］［－１］…ｐ［２Ａ／－１］［－１］???＾?Ｉ??外劉二三－二?＾￣?￣ｈ??ｐ［－ｉ］［／ｖ－ｉ］?—■?Ｉ?Ｍ?Ｍ?Ｍ?＿??（??ｐｆ－１１ｆ２ＡＡ１１?—??图２－５?ＨＥＶＣ帧内预测模式预测模板??当采用３３种角度模式对当前ＴＵ进行预测时，编码器会按照所选的方向使??用ＴＵ周围的重建像素对当前像素进行预测。如果当前进行预测的ＴＵ周围的参??考像素部分不可用（在图片边界等情况），编码器会自动填充临近可用的重建像??素，以确保每个ＴＵ都会有４Ｎ－１个参考像素。相比于Ｈ．２６４／ＡＶＣ中的８种角度??预测模式，ＨＥＶＣ将可选的方向增加到了如图２－６所示的３３种，可以更好的适??应视频图像中多变的纹理，提高预测的准确度，增加编码效率。??除了角度预测模式之外，ＨＥＶＣ中还有针对于平滑变化内容的模式：ＤＣ及??Ｐｌａｎａｒ模式。ＤＣ模式通过对当前ＴＵ的上边界和左边界参考像素去均值获得预??测像素。Ｐｌａｎａｒ模式则是通过用水平方向和竖直方向的线性滤波器对参考像素进??行滤波
【参考文献】：
博士论文
[1]面向高性能视频编码标准的率失真优化技术研究[D]. 李斌.中国科学技术大学 2013
硕士论文
[1]HEVC SCC的编解码技术优化研究[D]. 叶淑睿.中国科学技术大学 2017
本文编号：3236637
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１?ＨＥＶＣ编码框架??２．１．１帧内预测模块??
相同的帧内预测模式进行预测，这也是帧内预测中ＴＵ不会越过ＰＵ边界的原??因。ＨＥＶＣ共支持３５种预测模式，它们可以被分为３大类：ＤＣ模式，Ｐｌａｎａｒ模??式和３３种角度模式Ｉ３＇所有的预测模式都采用图２－５所示的预测模板对当前快??内像素进行预测，其中Ｐ［－ｌ］［ｄ和Ｐ［－ｌ］［ｙ］〇，ｙｅ?［－１，２＃－１］）分别为当前??ＮｘＮ的ＴＵ横向和纵向的参考像素。??ｐ［〇?［－１］?ｐ［Ａ／－１］［－１］…ｐ［２Ａ／－１］［－１］???＾?Ｉ??外劉二三－二?＾￣?￣ｈ??ｐ［－ｉ］［／ｖ－ｉ］?—■?Ｉ?Ｍ?Ｍ?Ｍ?＿??（??ｐｆ－１１ｆ２ＡＡ１１?—??图２－５?ＨＥＶＣ帧内预测模式预测模板??当采用３３种角度模式对当前ＴＵ进行预测时，编码器会按照所选的方向使??用ＴＵ周围的重建像素对当前像素进行预测。如果当前进行预测的ＴＵ周围的参??考像素部分不可用（在图片边界等情况），编码器会自动填充临近可用的重建像??素，以确保每个ＴＵ都会有４Ｎ－１个参考像素。相比于Ｈ．２６４／ＡＶＣ中的８种角度??预测模式，ＨＥＶＣ将可选的方向增加到了如图２－６所示的３３种，可以更好的适??应视频图像中多变的纹理，提高预测的准确度，增加编码效率。??除了角度预测模式之外，ＨＥＶＣ中还有针对于平滑变化内容的模式：ＤＣ及??Ｐｌａｎａｒ模式。ＤＣ模式通过对当前ＴＵ的上边界和左边界参考像素去均值获得预??测像素。Ｐｌａｎａｒ模式则是通过用水平方向和竖直方向的线性滤波器对参考像素进??行滤波
相同的帧内预测模式进行预测，这也是帧内预测中ＴＵ不会越过ＰＵ边界的原??因。ＨＥＶＣ共支持３５种预测模式，它们可以被分为３大类：ＤＣ模式，Ｐｌａｎａｒ模??式和３３种角度模式Ｉ３＇所有的预测模式都采用图２－５所示的预测模板对当前快??内像素进行预测，其中Ｐ［－ｌ］［ｄ和Ｐ［－ｌ］［ｙ］〇，ｙｅ?［－１，２＃－１］）分别为当前??ＮｘＮ的ＴＵ横向和纵向的参考像素。??ｐ［〇?［－１］?ｐ［Ａ／－１］［－１］…ｐ［２Ａ／－１］［－１］???＾?Ｉ??外劉二三－二?＾￣?￣ｈ??ｐ［－ｉ］［／ｖ－ｉ］?—■?Ｉ?Ｍ?Ｍ?Ｍ?＿??（??ｐｆ－１１ｆ２ＡＡ１１?—??图２－５?ＨＥＶＣ帧内预测模式预测模板??当采用３３种角度模式对当前ＴＵ进行预测时，编码器会按照所选的方向使??用ＴＵ周围的重建像素对当前像素进行预测。如果当前进行预测的ＴＵ周围的参??考像素部分不可用（在图片边界等情况），编码器会自动填充临近可用的重建像??素，以确保每个ＴＵ都会有４Ｎ－１个参考像素。相比于Ｈ．２６４／ＡＶＣ中的８种角度??预测模式，ＨＥＶＣ将可选的方向增加到了如图２－６所示的３３种，可以更好的适??应视频图像中多变的纹理，提高预测的准确度，增加编码效率。??除了角度预测模式之外，ＨＥＶＣ中还有针对于平滑变化内容的模式：ＤＣ及??Ｐｌａｎａｒ模式。ＤＣ模式通过对当前ＴＵ的上边界和左边界参考像素去均值获得预??测像素。Ｐｌａｎａｒ模式则是通过用水平方向和竖直方向的线性滤波器对参考像素进??行滤波
【参考文献】：
博士论文
[1]面向高性能视频编码标准的率失真优化技术研究[D]. 李斌.中国科学技术大学 2013
硕士论文
[1]HEVC SCC的编解码技术优化研究[D]. 叶淑睿.中国科学技术大学 2017
本文编号：3236637
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