HEVC二进制算术编码器的实现与CABAC算法改进

发布时间：2022-07-15 12:33

　　多媒体技术催生了高清视频的发展,视频分辨率需求逐渐增长为1080p高清电视（HDTV）、3840x2160p超高清电视（UHDTV）以及更高,在庞大的视频数据规模下,视频编码技术也在逐渐发展。H.265/HEVC标准于2013年起成为当前最为通用高效的视频编码标准,其带来超高压缩效率的同时也造成了编码运算复杂度的大大增加,因此优化H.265/HEVC的编码计算是当前国内外研究的重点。CABAC作为HEVC的熵编码算法,是整个编码流程的吞吐瓶颈,本文基于H.265/HEVC视频编码标准,对CABAC熵编码的算法提出了编码速度上的改进方案,并对CABAC二进制算术编码器进行了高效的FPGA实现。本文主要工作由以下两点构成:（1）在算法改进部分,本文提出了一种基于HEVC的CABAC概率估计更新加速算法,通过将编码数据进行分组打包,仅在每组符号编码完成后进行一次概率估计更新,在对编码效率影响较小的前提下,可对编码速度造成一定幅度的提升。实验结果表明,对HEVC视频图像的编码,该改进算法在平均提高11.3%~19.5%的编码速度的情况下,平均仅使编码效率下降2.15%~3.05%,用小幅度的编... 

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
符号说明表
第1章 引言
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 国内外研究动态
        1.2.1 CABAC算术编码器算法研究现状
        1.2.2 基于FPGA的二进制算术编码器研究现状
    1.3 本文主要工作与论文结构安排
        1.3.1 本文主要工作
        1.3.2 论文结构安排
第2章 HEVC编码技术研究与分析
    2.1 HEVC编码架构
        2.1.1 HEVC编码算法结构
        2.1.2 HEVC编码单元
        2.1.3 HEVC编码帧
    2.2 CABAC熵编码原理
        2.2.1 传统算术编码
        2.2.2 CABAC熵编码
        2.2.3 二值化
        2.2.4 上下文建模及概率估计更新
        2.2.5 CABAC二进制算术编码
    2.3 HEVC的档次标准与量化参数
        2.3.1 HEVC的档次、级别与层
        2.3.2 HEVC的量化参数
    2.4 本章小结
第3章 CABAC概率估计更新的加速算法研究
    3.1 研究目的
    3.2 CABAC基于概率估计更新的加速算法
    3.3 概率估计加速算法在HM中的应用
        3.3.1 HM软件编码框架
        3.3.2 测试环境搭建
        3.3.3 仿真测试及结果分析
    3.4 本章小结
第4章 CABAC二进制算术编码器的FPGA实现与硬件算法优化
    4.1 CABAC编码器整体硬件架构
    4.2 概率估计更新加速算法的FPGA优化
    4.3 二进制算术编码器的FPGA实现
    4.4 二进制算术编码器功能仿真验证与逻辑综合
        4.4.1 功能仿真与性能分析
        4.4.2 综合实现分析
    4.5 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 本文总结
    5.2 研究展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3662057