與自然圖像不同,屏幕內(nèi)容圖像不受攝像機(jī)的物理限制,往往含有一些重復(fù)的圖案、大量平坦的區(qū)域、有限的顏色數(shù)目等特征。為了更好對屏幕內(nèi)容視頻進(jìn)行編碼、壓縮,新的HEVC-SCC標(biāo)準(zhǔn)于2016年制定完成,大幅增加屏幕內(nèi)容視頻的編碼效率。然而,屏幕內(nèi)容序列中往往包含著大量的場景突變幀和靜止幀,這一特性使得HEVC參考軟件中的碼率控制方法并不能很好的控制屏幕內(nèi)容視頻壓縮后的碼率。此外,新引入的編碼模式也大幅增加了編碼器的計(jì)算復(fù)雜度。如何為新引入的模式設(shè)計(jì)快速,并行化的算法是當(dāng)前編碼界研究的熱門話題。本文針對低延時(shí)的應(yīng)用場景,對屏幕內(nèi)容視頻的編碼算法進(jìn)行了深入研究,主要的貢獻(xiàn)及創(chuàng)新如下:本文提出了延時(shí)限制下基于屏幕內(nèi)容的碼率控制算法。針對屏幕內(nèi)容視頻中的不連續(xù)性,本文在編碼器中引入了預(yù)分析的機(jī)制,在當(dāng)前幀編碼之前對即將進(jìn)入編碼器的若干幀進(jìn)行分析,根據(jù)預(yù)分析器中所有幀的復(fù)雜度來分配總的比特?cái)?shù)。再根據(jù)每一幀的復(fù)雜度進(jìn)行加權(quán)分配,提高了比特分配的準(zhǔn)確性和合理性,避免了緩存器上溢或下溢的現(xiàn)象。然而,預(yù)分析機(jī)制的引入會增加編碼系統(tǒng)端到端的延遲。對此,本文為新提出的碼率控制算法推導(dǎo)出了延遲限制條件,有效的對預(yù)分... 

【文章來源】：北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１?ＨＥＶＣ編碼框架??２．１．１幀內(nèi)預(yù)測模塊??

相同的幀內(nèi)預(yù)測模式進(jìn)行預(yù)測，這也是幀內(nèi)預(yù)測中ＴＵ不會越過ＰＵ邊界的原??因。ＨＥＶＣ共支持３５種預(yù)測模式，它們可以被分為３大類：ＤＣ模式，Ｐｌａｎａｒ模??式和３３種角度模式Ｉ３＇所有的預(yù)測模式都采用圖２－５所示的預(yù)測模板對當(dāng)前快??內(nèi)像素進(jìn)行預(yù)測，其中Ｐ［－ｌ］［ｄ和Ｐ［－ｌ］［ｙ］〇，ｙｅ?［－１，２＃－１］）分別為當(dāng)前??ＮｘＮ的ＴＵ橫向和縱向的參考像素。??ｐ［〇?［－１］?ｐ［Ａ／－１］［－１］…ｐ［２Ａ／－１］［－１］???＾?Ｉ??外劉二三－二?＾￣?￣ｈ??ｐ［－ｉ］［／ｖ－ｉ］?—■?Ｉ?Ｍ?Ｍ?Ｍ?＿??（??ｐｆ－１１ｆ２ＡＡ１１?—??圖２－５?ＨＥＶＣ幀內(nèi)預(yù)測模式預(yù)測模板??當(dāng)采用３３種角度模式對當(dāng)前ＴＵ進(jìn)行預(yù)測時(shí)，編碼器會按照所選的方向使??用ＴＵ周圍的重建像素對當(dāng)前像素進(jìn)行預(yù)測。如果當(dāng)前進(jìn)行預(yù)測的ＴＵ周圍的參??考像素部分不可用（在圖片邊界等情況），編碼器會自動(dòng)填充臨近可用的重建像??素，以確保每個(gè)ＴＵ都會有４Ｎ－１個(gè)參考像素。相比于Ｈ．２６４／ＡＶＣ中的８種角度??預(yù)測模式，ＨＥＶＣ將可選的方向增加到了如圖２－６所示的３３種，可以更好的適??應(yīng)視頻圖像中多變的紋理，提高預(yù)測的準(zhǔn)確度，增加編碼效率。??除了角度預(yù)測模式之外，ＨＥＶＣ中還有針對于平滑變化內(nèi)容的模式：ＤＣ及??Ｐｌａｎａｒ模式。ＤＣ模式通過對當(dāng)前ＴＵ的上邊界和左邊界參考像素去均值獲得預(yù)??測像素。Ｐｌａｎａｒ模式則是通過用水平方向和豎直方向的線性濾波器對參考像素進(jìn)??行濾波

相同的幀內(nèi)預(yù)測模式進(jìn)行預(yù)測，這也是幀內(nèi)預(yù)測中ＴＵ不會越過ＰＵ邊界的原??因。ＨＥＶＣ共支持３５種預(yù)測模式，它們可以被分為３大類：ＤＣ模式，Ｐｌａｎａｒ模??式和３３種角度模式Ｉ３＇所有的預(yù)測模式都采用圖２－５所示的預(yù)測模板對當(dāng)前快??內(nèi)像素進(jìn)行預(yù)測，其中Ｐ［－ｌ］［ｄ和Ｐ［－ｌ］［ｙ］〇，ｙｅ?［－１，２＃－１］）分別為當(dāng)前??ＮｘＮ的ＴＵ橫向和縱向的參考像素。??ｐ［〇?［－１］?ｐ［Ａ／－１］［－１］…ｐ［２Ａ／－１］［－１］???＾?Ｉ??外劉二三－二?＾￣?￣ｈ??ｐ［－ｉ］［／ｖ－ｉ］?—■?Ｉ?Ｍ?Ｍ?Ｍ?＿??（??ｐｆ－１１ｆ２ＡＡ１１?—??圖２－５?ＨＥＶＣ幀內(nèi)預(yù)測模式預(yù)測模板??當(dāng)采用３３種角度模式對當(dāng)前ＴＵ進(jìn)行預(yù)測時(shí)，編碼器會按照所選的方向使??用ＴＵ周圍的重建像素對當(dāng)前像素進(jìn)行預(yù)測。如果當(dāng)前進(jìn)行預(yù)測的ＴＵ周圍的參??考像素部分不可用（在圖片邊界等情況），編碼器會自動(dòng)填充臨近可用的重建像??素，以確保每個(gè)ＴＵ都會有４Ｎ－１個(gè)參考像素。相比于Ｈ．２６４／ＡＶＣ中的８種角度??預(yù)測模式，ＨＥＶＣ將可選的方向增加到了如圖２－６所示的３３種，可以更好的適??應(yīng)視頻圖像中多變的紋理，提高預(yù)測的準(zhǔn)確度，增加編碼效率。??除了角度預(yù)測模式之外，ＨＥＶＣ中還有針對于平滑變化內(nèi)容的模式：ＤＣ及??Ｐｌａｎａｒ模式。ＤＣ模式通過對當(dāng)前ＴＵ的上邊界和左邊界參考像素去均值獲得預(yù)??測像素。Ｐｌａｎａｒ模式則是通過用水平方向和豎直方向的線性濾波器對參考像素進(jìn)??行濾波

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]面向高性能視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的率失真優(yōu)化技術(shù)研究[D]. 李斌.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013

碩士論文
[1]HEVC SCC的編解碼技術(shù)優(yōu)化研究[D]. 葉淑睿.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017



本文編號：3236637