HEVC幀內(nèi)預(yù)測(cè)快速算法研究.pdf

1、近幾年內(nèi)，伴隨了超高清、4G通訊、移動(dòng)設(shè)備等技術(shù)的發(fā)展，視頻應(yīng)用得到了快速發(fā)展，平臺(tái)+內(nèi)容+終端的方式逐漸成為未來視頻行業(yè)的主流。直播內(nèi)容視頻不斷增長，也對(duì)視頻的實(shí)時(shí)通訊提出了更高的要求，移動(dòng)端的入口作用越來越明顯，對(duì)移動(dòng)端的視頻處理能力提出了更高的要求。為了降低視頻業(yè)務(wù)的應(yīng)用瓶頸，ITU-T和MPEG成立了視頻編碼聯(lián)合小組旨在研究視頻的高效壓縮編碼。該組織于2013年4月正式發(fā)布了高效視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)HEVC。與H.264/AVC相比，在

2、保證相同視頻圖像質(zhì)量的前提下，視頻流的碼率減少約50％。對(duì)于用戶青睞的高分辨率視頻使用HEVC壓縮可降低對(duì)傳輸帶寬的要求?；诖?，HEVC迅速成為繼 H.264/AVC之后的主流視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)。
　　HEVC仍采用分塊編碼方式的混合編碼框架，其重新定義了一套語法單元，包括編碼單元、預(yù)測(cè)單元和變換單元。編碼單元可以分割成4個(gè)相同大小的子CU，最大尺寸的CU最多可分割4次，每次分割對(duì)應(yīng)不同的編碼深度。給定一個(gè)CU，幀內(nèi)預(yù)測(cè)支持35種精細(xì)

3、化的預(yù)測(cè)模式。通過對(duì)35種預(yù)測(cè)模式的詳細(xì)搜索，依據(jù)率失真代價(jià)準(zhǔn)則找到最佳預(yù)測(cè)模式。HEVC的幀內(nèi)預(yù)測(cè)算法可提高編碼效率，但是計(jì)算復(fù)雜度也變得很高，編碼速度在某些視頻應(yīng)用上達(dá)不到要求。
　　論文在詳細(xì)介紹幀內(nèi)預(yù)測(cè)算法的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)并改進(jìn)了一種快速的深度選擇算法。該算法主要是根據(jù)幀的紋理特征等估計(jì)CU的分割方法，節(jié)省一些不必要的編碼深度下的計(jì)算量，具體改進(jìn)為：（1）基于紋理特征，設(shè)定兩個(gè)閾值來判斷紋理的平坦、復(fù)雜和超復(fù)雜，對(duì)平坦紋理的

4、情況提前確定編碼深度，對(duì)超復(fù)雜紋理的情況則直接跳過當(dāng)前編碼深度進(jìn)入下一編碼深度；（2）對(duì)復(fù)雜紋理的情況，結(jié)合相鄰CU的編碼信息等來估計(jì)當(dāng)前CU的編碼信息，使得能夠快速且準(zhǔn)確地找到CU的最可能的編碼深度。為了綜合評(píng)價(jià)快速幀內(nèi)預(yù)測(cè)的性能，本文測(cè)試采取不同的QP和有代表性的視頻序列，并將快速算法與HEVC公共測(cè)試平臺(tái)HM進(jìn)行比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本論文實(shí)現(xiàn)的快速深度選擇算法在相同的恢復(fù)質(zhì)量下可平均節(jié)省編碼時(shí)間為39.8％，碼率僅增加1.37％。