基于視頻紋理分析的高效幀內(nèi)預(yù)測快速算法的研究.pdf

1、隨著移動通信進程的不斷推進，多媒體應(yīng)用技術(shù)將朝著網(wǎng)絡(luò)化、交互性和真實感的方向發(fā)展，其中，視頻由于其豐富的內(nèi)容表現(xiàn)形式及生動直觀的觀賞效果等特點受到了廣泛地關(guān)注和研究。另一方面，通過不斷的研究和開發(fā)，視頻編碼協(xié)議的編碼效果也有了質(zhì)的飛躍。多尺寸預(yù)測塊、多預(yù)測模式及率失真優(yōu)化等技術(shù)（Rate distortion optimization，RDO）的引入，使得目前最為主流的視頻編碼協(xié)議H.264/AVC同上一代的H.263相比編碼性能（編碼

2、質(zhì)量及比特流控制等性能）提升了50％以上。而最新一代視頻編碼標準HEVC由于在H.264/AVC基礎(chǔ)上進一步擴展了編碼塊尺寸及其預(yù)測模式種類使得在保證圖像編碼質(zhì)量的前提下將輸出比特率再降低了50%來進一步減輕傳輸壓力。然而，這種優(yōu)質(zhì)的編碼性能卻導(dǎo)致了編碼復(fù)雜度以指數(shù)級飆升，使得一般設(shè)備尤其是未來無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下較為普及的移動智能設(shè)備無法完成實時編碼。因此在保持視頻質(zhì)量和壓縮效率的前提下，如何盡可能的降低編碼計算復(fù)雜度成為視頻編碼標準中的研

3、究熱點。
　　本文在介紹了視頻編碼標準的發(fā)展歷程及其技術(shù)框架之后，深入研究和分析了H.264/AVC及HEVC視頻編碼標準中的關(guān)鍵技術(shù)，尤其是針對導(dǎo)致編碼復(fù)雜度劇增的幀內(nèi)預(yù)測過程，為高質(zhì)量低復(fù)雜度的幀內(nèi)預(yù)測算法的提出奠定了基礎(chǔ)。
　　針對H.264/AVC幀內(nèi)編碼過程，本文提出了一種基于能量分布的H.264/AVC幀內(nèi)快速模式判決算法。首先，通過分析宏塊及其子塊的能量分布特性來選擇預(yù)測塊尺寸，然后利用預(yù)測塊的方向信息來減少各

4、預(yù)測塊中的預(yù)測模式。經(jīng)實驗表明，該算法在較好的維持 H.264/AVC編碼性能的同時，可以極大地降低編碼計算復(fù)雜度（約降低84%的編碼時間）。
　　針對HEVC幀內(nèi)編碼過程，本文提出了一種基于視頻紋理分析的HEVC幀內(nèi)快速模式判決算法。該算法先根據(jù)各編碼深度的紋理復(fù)雜程度選擇其編碼狀態(tài)（停止劃分、正常編碼或者直接跳過）從而減少預(yù)測塊選擇過程的計算復(fù)雜度。隨后通過分析預(yù)測塊的紋理方向性減少RMD及RDO過程中冗余的預(yù)測模式。實驗表明