HEVC低复杂度帧内编码优化算法研究

发布时间：2017-06-25 05:01

  本文关键词：HEVC低复杂度帧内编码优化算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：新一代高效视频编解码标准,HEVC(High Efficiency Video Coding),实现了在同等视频质量的前提下比上一代标准H.264节省约一半码流的目标。但在实现高效压缩的同时,由于其引入了四叉树编码结构和更多的预测模式选择导致了较高的编码复杂度,这使得HEVC无法适用到实时编解码的应用中去。为此,本文重点研究降低HEVC编码复杂度的帧内编码优化算法。主要研究成果如下：(1)本文提出了基于CU编码比特数的提前终止划分算法。该算法通过研究HEVC编码单元CU(Coding Unit)的图像复杂度与CU尺寸及CU是否划分之间的关系、CU块的图像复杂度与CU的编码比特总数之间的关系而提出。通过建立最小损失函数数学模型在不同CU尺寸不同量化参数(QP)的前提下确定了一组阂值,在当前编码单元块的编码比特数小于选取的阈值时,当前编码单元块将终止划分,跳过其所有子CU的率失真代价(RD-Cost)的计算过程,否则将继续向下划分。与参考代码相比编码时间平均节省32%,质量下降忽略不计。(2)在提前终止划分算法的基础上,本文提出了LCU最小深度粗略预测算法。针对在提前终止算法的实验过程中实验效果不好的序列进行分析,发现这些序列本身就很复杂,最终的CU都是尺寸较小、深度较大的,因此之前提出的CU终止算法起不了作用,没有多少子CU的RD-Cost的计算过程可以被跳过。在这样的思路的指引下,利用图像空间的相关性提出了LCU最小深度粗略预测算法。在当前LCU率失真代价计算开始之前,以当前LCU上方或左边LCU的最小深度来预测当前LCU的最小深度,并在LCU的计算过程中跳过深度小于LCU最小预测深度的CU的RD-Cost的计算,进一步降低编码复杂度。通过上述两个点,最终实验结果与参考代码相比编码时间平均节省约50%,BD-Rate上升1.1%,Y分量PSNR降低0.04,在质量下降忽略不计的情况下降低了编码复杂度。
【关键词】：HEVC 帧内编码 快速算法 复杂度
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN919.81
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 研究背景和意义8-10
• 1.2 国内外研究现状及分析10-11
• 1.3 本文的研究内容以及章节安排11-12
• 第二章 HEVC标准及屏幕编码简介12-34
• 2.1 HEVC的发展历程12-14
• 2.2 HEVC关键技术简介14-30
• 2.2.1 视频编码原理14-15
• 2.2.2 编码树结构和编码单元15-18
• 2.2.3 预测单元与变换单元18-20
• 2.2.4 帧内预测编码20-24
• 2.2.5 帧间预测编码24-26
• 2.2.6 变换与量化26-28
• 2.2.7 环路滤波28-30
• 2.3 HEVC范围扩展标准30-34
• 第三章 提前终止CU划分算法的研究34-41
• 3.1 低复杂编码算法概述34-35
• 3.2 基于编码比特数的提前终止划分算法的提出35-36
• 3.3 阈值的选取36-39
• 3.4 实验结果39-41
• 第四章 LCU最小深度粗略预测算法41-46
• 4.1 LCU最小深度粗略预测算法的提出41-42
• 4.2 深度预测过程42-43
• 4.3 实验结果43-46
• 第五章 结论与展望46-47
• 5.1 本文结论46
• 5.2 展望46-47
• 参考文献47-51
• 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文51-52
• 致谢52

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本文编号：480799