HEVC視頻幀內(nèi)預(yù)測編碼策略研究.pdf

1、高效視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn) HEVC是繼 H.264/AVC之后的最新一代國際視頻壓縮編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，主要針對高清視頻、超高清視頻、3D視頻等應(yīng)用。HEVC的目標(biāo)是在 H.264/AVC高級檔次的基礎(chǔ)上，視頻壓縮編碼效率提高一倍，即在保證相同視頻壓縮編碼質(zhì)量的前提下，視頻編碼碼率下降為原來的50％。然而，HEVC視頻編碼的高性能是以更高的復(fù)雜度為代價(jià)的，這也是 HEVC編碼標(biāo)準(zhǔn)走向?qū)崟r(shí)視頻應(yīng)用的關(guān)鍵與瓶頸，因此如何在保證編碼性能的基礎(chǔ)上，降低編

2、碼復(fù)雜度，減少編碼時(shí)間，提高編碼速度已經(jīng)成為 HEVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的研究熱點(diǎn)。
　　幀內(nèi)預(yù)測編碼是 HEVC編碼標(biāo)準(zhǔn)的重要組成部分，直接關(guān)系到壓縮后的視頻編碼質(zhì)量和編碼碼率。本文詳細(xì)介紹了HEVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)及其關(guān)鍵技術(shù)，深入研究 HEVC幀內(nèi)預(yù)測編碼的原理和過程。在此基礎(chǔ)上利用粗選過程相關(guān)統(tǒng)計(jì)信息、視頻本身紋理方向與幀內(nèi)預(yù)測模式的相關(guān)性、視頻圖像紋理復(fù)雜性來進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測模式的快速選擇或者幀內(nèi)預(yù)測快速編碼，從而降低幀內(nèi)編碼復(fù)雜度，

3、減少編碼時(shí)間。
　　本論文開展的研究工作主要包括以下幾個(gè)方面：
　　1、深入分析了HEVC視頻編解碼技術(shù)，主要對 HEVC編碼框架與結(jié)構(gòu)、HEVC關(guān)鍵技術(shù)，如幀間預(yù)測編碼、整數(shù)變換與量化、熵編碼等技術(shù)進(jìn)行了概述，并給出了HEVC編碼性能研究，緊接著詳細(xì)研究剖析了HEVC幀內(nèi)預(yù)測編碼中編碼單元遞歸四叉樹劃分過程和幀內(nèi)亮度預(yù)測模式選擇過程，并指出了HEVC幀內(nèi)預(yù)測編碼巨大的計(jì)算復(fù)雜度，為接下來提出的快速算法提供理論依據(jù)和理論基礎(chǔ)

4、。
　　2、提出了兩個(gè)HEVC幀內(nèi)預(yù)測模式快速選擇算法。算法一以縮減粗選列表中預(yù)測模式數(shù)量為出發(fā)點(diǎn)，充分挖掘粗選過程中預(yù)測模式和代價(jià)值的相關(guān)統(tǒng)計(jì)特性，考慮到基于SATD代價(jià)值能夠很好的表征當(dāng)前預(yù)測模式的率失真性能，分情況直接篩減或者利用代價(jià)閾值法篩選掉粗選模式中可能性較小的幀內(nèi)預(yù)測模式，簡化幀內(nèi)預(yù)測模式選擇過程。算法二是在算法一的基礎(chǔ)上，利用粗選幀內(nèi)預(yù)測模式號的連續(xù)性來反映當(dāng)前預(yù)測單元的紋理方向，從而縮小相應(yīng)粗選預(yù)測模式選擇列表范

5、圍，同時(shí)考慮到相鄰 PU單元空間相關(guān)性，結(jié)合最有可能預(yù)測模式與粗選模式的相關(guān)性進(jìn)一步減少進(jìn)行率失真代價(jià)計(jì)算的幀內(nèi)預(yù)測模式數(shù)量，減少幀內(nèi)編碼時(shí)間，降低編碼復(fù)雜度。
　　3、提出了一種低復(fù)雜度的HEVC幀內(nèi)快速編碼算法，從最大編碼單元遍歷深度區(qū)間和預(yù)測模式選擇過程兩個(gè)層面入手，利用視頻編碼圖像的紋理復(fù)雜性快速進(jìn)行遍歷深度的預(yù)判，同時(shí)利用當(dāng)前 PU單元的粗選代價(jià)閾值或者模式梯度直方圖篩減幀內(nèi)預(yù)測模式數(shù)量，極大的節(jié)省了幀內(nèi)編碼時(shí)間，降低了