HEVC視頻編碼的率失真優(yōu)化技術(shù)研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、高效視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)(HEVC)是針對視頻應(yīng)用的多樣化和視頻高清化趨勢而提出的新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。HEVC采用了許多新的編碼技術(shù),包括基于四叉樹結(jié)構(gòu)的塊劃分技術(shù)、更加不同的幀內(nèi)預(yù)測技術(shù)等。相對于以前的H.264/AVC編碼標(biāo)準(zhǔn),HEVC能夠在相同的視覺質(zhì)量下壓縮效率提高約50%。但是,它是以計算復(fù)雜度的顯著增加為代價的。HEVC采用率失真優(yōu)化(RDO)技術(shù),在輸出的碼率和編碼的失真度之間進(jìn)行平衡,從而確定最優(yōu)的圖像塊的劃分結(jié)構(gòu)和最優(yōu)的預(yù)測模

2、式等。因此,RDO技術(shù)是影響HEVC視頻編碼的視覺質(zhì)量和編碼效率的關(guān)鍵因素。本文將從降低計算復(fù)雜度和改善率失真性能的角度,研究HEVC視頻編碼的RDO技術(shù)。具體地,本文的主要工作與創(chuàng)新點(diǎn)如下:
  首先,針對HEVC中RDO技術(shù)存在的計算復(fù)雜度過高的問題,提出了一個基于量化后的系數(shù)碼率估計和失真估計的簡化RDO技術(shù)的框架,加速其RDO技術(shù)過程。通過對量化后的DCT系數(shù)進(jìn)行碼率估計和失真估計,使其編碼時跳過RDO技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)框架中的熵編

3、碼、反量化和反變換等模塊,顯著降低了其計算復(fù)雜度。此外,通過使用Sobel算子計算圖像邊緣的梯度矢量值,并根據(jù)預(yù)測單元(PU)梯度矢量值的總和,對候選的幀內(nèi)預(yù)測候選模式集進(jìn)行篩選,從而確定幀內(nèi)編碼預(yù)測模式,可以極大地降低由于候選預(yù)測模式過多引起的巨大計算復(fù)雜度。實驗結(jié)果表明,本文提出的方法可以極大降低HEVC的RDO技術(shù)和幀內(nèi)預(yù)測算法的復(fù)雜度。
  其次,對于RDO技術(shù)的失真度準(zhǔn)則,提出了一種結(jié)合結(jié)構(gòu)相似度(SSIM)和平方誤差和

4、(SSE)的失真度測量準(zhǔn)則?,F(xiàn)有的RDO技術(shù)失真測度通常采用SSE,并不總是能符合人眼視覺系統(tǒng)。通過結(jié)合SSIM和SSE并納入到RDO技術(shù)過程的視頻失真估計,兼顧了SSIM對于邊緣等紋理復(fù)雜區(qū)域的失真估計所表現(xiàn)出的良好性能和SSE對于平滑區(qū)域失真估計可以表現(xiàn)出的良好性能且所具有的計算簡單的優(yōu)勢,進(jìn)一步提高了編碼后的感知視頻質(zhì)量。此外,考慮到HEVC編碼時每個編碼塊的量化參數(shù)(QP)可能不同,提出了一種基于最優(yōu)QP的拉格朗日算子,更好地平

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