本文選題：高效視頻編碼　切入點(diǎn)：HEVC　出處：《華南理工大學(xué)》2014年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：2013年3月，ITU-T的視頻編碼專(zhuān)家組(VCEG)和ISO/IEC的運(yùn)動(dòng)圖像編碼專(zhuān)家組(MPEG)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的下一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)HEVC（High Efficiency Video Coding）正式發(fā)布。作為H.264/MPEG-4Part10AVC的后繼者，HEVC同樣基于傳統(tǒng)的混合視頻編碼框架。HEVC采用了許多先進(jìn)的技術(shù)，包括基于四叉樹(shù)的塊劃分、高達(dá)32x32大小的變換單元、更加精細(xì)的幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式、全新的運(yùn)動(dòng)融合技術(shù)、高處理效率的上下文自適應(yīng)二進(jìn)制算術(shù)編碼等等。這些技術(shù)的使用使得HEVC的壓縮性能提高了將近一倍，并特別適用于高分辨率（如4K、1080p）視頻的壓縮。 HEVC壓縮性能提高的同時(shí)，其計(jì)算復(fù)雜度也成倍增長(zhǎng)，這很大程度上影響了標(biāo)準(zhǔn)的推廣。為了減少編碼時(shí)間，本文主要的研究工作主要從以下兩個(gè)方面展開(kāi)。一是多參考幀的設(shè)置問(wèn)題，通過(guò)對(duì)HM中低延時(shí)配置下參考幀的分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)對(duì)于高QP值2幅圖像而言，97%以上區(qū)域的參考指向集中在前2個(gè)和前3個(gè)參考幀內(nèi)。為此，本文提出了分別舍棄高QP值圖像2個(gè)和1個(gè)參考幀的簡(jiǎn)化方案。測(cè)試結(jié)果表明，在使用HM中已有快速算法的基礎(chǔ)上，新方案能夠繼續(xù)減少9.5%的編碼時(shí)間，而相對(duì)碼率只增加了0.57%。 二是編碼單元?jiǎng)澐謫?wèn)題。因?yàn)椴捎昧舜笮§`活的編碼單元技術(shù)，編碼時(shí)間成倍增加。本文深入研究了HM中已有的塊劃分算法，針對(duì)HM中的低延時(shí)配置提出了改進(jìn)的“EarlyTermination”算法。該算法通過(guò)分析低QP值圖像中不同大小塊的率失真代價(jià)來(lái)獲取相應(yīng)的終止閾值，并提出了簡(jiǎn)單的閾值更新策略。結(jié)果表明，在使用HM中已有快速算法的基礎(chǔ)上，該算法能夠繼續(xù)減少12.7%的編碼時(shí)間，而碼率增加了2.4%。 本論文內(nèi)容組織如下：第一章介紹了視頻編碼的基本原理、歷史標(biāo)準(zhǔn)，以及當(dāng)前HEVC的研究熱點(diǎn)等；第二章對(duì)HEVC的主要關(guān)鍵技術(shù)模塊進(jìn)行了詳細(xì)闡述，為后文的研究打下基礎(chǔ)；第三章在對(duì)HEVC中的多參考幀技術(shù)進(jìn)行分析研究的基礎(chǔ)上，，針對(duì)低延時(shí)配置提出了簡(jiǎn)化的參考幀設(shè)置方案，并對(duì)優(yōu)化方案進(jìn)行了測(cè)試；第四章通過(guò)對(duì)HM中編碼單元?jiǎng)澐趾湍Ｊ竭x擇的研究，提出了改進(jìn)的“EarlyTermination”算法，并對(duì)算法進(jìn)行了測(cè)試。
[Abstract]:In March 2013, the next generation video coding standard, HEVC(High Efficiency Video coding, which was jointly developed by ITU-T video coding expert group and ISO/IEC moving image coding expert group, was officially released. As a successor to H.264/MPEG-4Part10AVC, HEVC(High Efficiency Video coding is also based on traditional hybrid video coding. The code frame. HEVC uses many advanced technologies, Including block partitioning based on quadtree, transform units up to the size of 32x32, more refined intra prediction mode, new motion fusion technology, Context-adaptive binary arithmetic coding with high processing efficiency and so on. The use of these techniques makes the compression performance of HEVC nearly double, and is especially suitable for high resolution video compression (such as 4KT 1080p). With the improvement of HEVC compression performance, the computational complexity increases exponentially, which greatly affects the popularization of the standard. The main research work in this paper is as follows: the first is the setting of multi-reference frames, which is based on the statistics of the distribution of reference frames in HM low-delay configuration. It is found that for two images with high QP value, the reference points of more than 97% regions are concentrated in the first 2 and the first 3 reference frames. In this paper, a simplified scheme of abandoning 2 and 1 reference frames of high QP value images is proposed respectively. The test results show that, On the basis of using the fast algorithm in HM, the new scheme can reduce the coding time by 9.5%, but the relative code rate can only increase by 0.57%. The second problem is the partition of coding units. Because the coding time is multiplied by using the technique of flexible coding units, the block partitioning algorithms in HM are deeply studied in this paper. This paper proposes an improved "EarlyTermination" algorithm for low delay configuration in HM. The algorithm obtains the corresponding termination threshold by analyzing the rate-distortion cost of different size blocks in the low QP-valued image, and proposes a simple threshold updating strategy. On the basis of using the fast algorithm in HM, the algorithm can reduce the coding time by 12.7% and increase the bit rate by 2.4%. The main contents of this thesis are as follows: the first chapter introduces the basic principle of video coding, the historical standard, and the current research hotspot of HEVC, the second chapter describes the main key technology modules of HEVC in detail, which lays the foundation for the later research. In chapter 3, based on the analysis and research of multi-reference frame technology in HEVC, a simplified reference frame setting scheme is proposed for low-delay configuration, and the optimization scheme is tested. In chapter 4, an improved "EarlyTermination" algorithm is proposed by studying the partition of coding units and mode selection in HM, and the algorithm is tested.
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TN919.81

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