面向HEVC的碼率控制技術(shù)研究.pdf

1、高清、超高清視頻由于畫面清晰細(xì)膩，能夠給觀眾帶來(lái)視覺上的享受，得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。然而其含有的數(shù)據(jù)量巨大，對(duì)視頻的存儲(chǔ)及帶寬傳輸帶來(lái)了挑戰(zhàn)。如何在有限的網(wǎng)絡(luò)帶寬下提高視頻的編碼質(zhì)量，并使輸出碼流適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的變化，成為視頻編碼中的關(guān)鍵問題，解決這類問題的有效技術(shù)是碼率控制技術(shù)。為此，本文針對(duì)新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)（High Efficiency Video Coding，HEVC），首先從率失真優(yōu)化角度出發(fā)，結(jié)合人眼的視覺感知特性，對(duì)率失真

2、優(yōu)化策略作進(jìn)一步的改進(jìn)。然后融合圖像特征，對(duì)幀內(nèi)幀間的碼率控制算法作了改進(jìn)。
　　1)針對(duì)HEVC率失真優(yōu)化中失真測(cè)度采用的是均方誤差和絕對(duì)誤差和，兩者并不能從主觀上反映視覺感知這一問題，提出了一個(gè)融合視覺感知特性的HEVC率失真優(yōu)化算法。根據(jù)人類視覺系統(tǒng)對(duì)視頻圖像的背景亮度變化、時(shí)域運(yùn)動(dòng)性、空域活動(dòng)性以及紋理復(fù)雜度等感知特性，以編碼樹單元為單位對(duì)拉格朗日乘子進(jìn)行了自適應(yīng)調(diào)整，同時(shí)量化參數(shù)也做了進(jìn)一步修正。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明提出的算法在

3、編碼率失真性能方面有所提升，當(dāng)重建視頻的質(zhì)量用結(jié)構(gòu)相似度進(jìn)行評(píng)測(cè)時(shí)，率失真性能在隨機(jī)訪問和低延時(shí)配置下分別能提高3.1％，4.9%，最大能提升9.0%。
　　2)針對(duì)HEVC的碼率控制算法在比特分配時(shí)沒有考慮圖像特征這一問題，提出了一種融合圖像特征的碼率控制算法。通過分析圖像復(fù)雜度、像素比特深度以及量化步長(zhǎng)之間的關(guān)系，建立了幀內(nèi)的碼率-圖像復(fù)雜度-量化模型。在幀層，根據(jù)視頻內(nèi)容的復(fù)雜度進(jìn)行比特分配。在編碼單元層，根據(jù)編碼單元有無(wú)參

4、考編碼單元的特點(diǎn)，選擇不同的比特分配策略。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，視頻在本算法下進(jìn)行編碼，PSNR平均能提高0.15dB，最大能提高0.67dB、編碼碼率偏差只有0.38kb/s、同時(shí)編碼質(zhì)量也得到了顯著提升。
　　3)針對(duì) HEVC在量化過程中沒有考慮人類視覺系統(tǒng)對(duì)視頻圖像的失真敏感度這一問題，提出了一種基于HEVC的時(shí)空域量化感知編碼策略。首先，對(duì)輸入的視頻序列在空域做離散余弦變換之后求取恰可察覺失真(Just Noticeable D