基于視頻特征分析的HEVC幀內(nèi)預(yù)測(cè)自適應(yīng)算法的研究.pdf

1、科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展使人們獲取信息的方式變得前所未有的方便和快捷，而視頻憑借其直觀高效等優(yōu)勢(shì)成為人們獲取信息的主要手段之一。視頻采集、圖像顯示等技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，則推動(dòng)了高清以及超高清視頻的應(yīng)用，這也對(duì)視頻傳輸和存儲(chǔ)產(chǎn)生了巨大的壓力。在此背景下，最新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)High Efficiency Video Coding（HEVC）應(yīng)運(yùn)而生。在上一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，HEVC針對(duì)各個(gè)編碼模塊作了許多優(yōu)化和改進(jìn)，引入了更多前沿的技術(shù)，在

2、保證視頻編碼質(zhì)量不變的條件下，可將編碼視頻的比特率降低50％左右，將視頻壓縮的效率提升了一個(gè)層次。然而，如此高效的編碼壓縮性能，是以大幅增加編碼時(shí)間復(fù)雜度為代價(jià)而實(shí)現(xiàn)的，這嚴(yán)重阻礙了基于無線移動(dòng)通信的各類實(shí)時(shí)視頻應(yīng)用的推廣。因此，研究如何有效降低編碼時(shí)間復(fù)雜度同時(shí)確保優(yōu)良的編碼質(zhì)量成為視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)中的主要研究?jī)?nèi)容之一。而幀內(nèi)預(yù)測(cè)作為視頻編碼技術(shù)的核心技術(shù)之一，是視頻編碼的初始環(huán)節(jié)，在整個(gè)視頻序列的壓縮編碼過程中占據(jù)著舉足輕重的地位。因此

3、，針對(duì)HEVC幀內(nèi)預(yù)測(cè)過程的快速算法研究成為視頻編碼領(lǐng)域中十分重要的研究課題之一。
　　本文首先簡(jiǎn)要介紹了視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展歷程及其整體框架，對(duì) HEVC標(biāo)準(zhǔn)的編解碼框架和相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)作了簡(jiǎn)單介紹。然后針對(duì) HEVC幀內(nèi)預(yù)測(cè)過程作了詳細(xì)介紹和深入研究，針對(duì)該過程中導(dǎo)致編碼時(shí)間復(fù)雜度增加的原因作了詳細(xì)分析。最后對(duì)簡(jiǎn)要對(duì)比分析并總結(jié)了近年針對(duì) HEVC幀內(nèi)預(yù)測(cè)過程的快速算法研究情況。
　　針對(duì) HEVC幀內(nèi)預(yù)測(cè)過程，本文提出了一

4、種基于多種視頻圖像復(fù)雜度特征及編碼參數(shù)的快速自適應(yīng)判決算法。該算法針對(duì)視頻本身的特征及 HEVC幀內(nèi)預(yù)測(cè)的編碼結(jié)構(gòu)，提取了多種圖像復(fù)雜度特征及編碼參數(shù)作為初始變量，在基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法的基礎(chǔ)上，建立了高效的編碼單元及預(yù)測(cè)單元復(fù)雜度分類模型。針對(duì)被判決為圖像簡(jiǎn)單的宏塊，算法執(zhí)行提前結(jié)束該編碼單元繼續(xù)劃分的策略；針對(duì)被判決為圖像復(fù)雜的宏塊，則執(zhí)行跳過當(dāng)前宏塊模式預(yù)測(cè)過程的策略。該算法有效地對(duì)編碼塊進(jìn)行了復(fù)雜度判斷，減少了不必要的幀內(nèi)預(yù)測(cè)環(huán)節(jié)，

5、在降低幀內(nèi)預(yù)測(cè)過程的編碼時(shí)間復(fù)雜度方面取得了顯著的成果。實(shí)驗(yàn)表明，該算法在較好的確保編碼質(zhì)量及編碼碼率的條件下，可降低60%左右的HEVC編碼時(shí)間。
　　本文針對(duì) HEVC幀內(nèi)預(yù)測(cè)過程的快速算法合理利用了被編碼視頻本身的圖像信息及編碼協(xié)議本身的結(jié)構(gòu)信息，使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)圖像編碼塊的復(fù)雜程度作了較為準(zhǔn)確的判斷，有效優(yōu)化了幀內(nèi)預(yù)測(cè)的編碼塊劃分過程，最終取得了較好的視頻編碼效果。因此，該算法對(duì)視頻編碼相關(guān)研究及基于無線通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)視