基于HEVC/H.265的屏幕內(nèi)容編碼研究
發(fā)布時間：2021-12-17 03:42
屏幕內(nèi)容是指由電子設(shè)備生成的圖像/視頻,例如漫畫,3-D游戲,捕獲的計算機屏幕,有文字覆蓋的視頻等。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和云計算的興起,屏幕內(nèi)容編碼受到廣泛關(guān)注。現(xiàn)有的基于預(yù)測加變換的視頻編碼技術(shù)如HEVC對屏幕內(nèi)容的壓縮效果并不好。本文對屏幕內(nèi)容的顯示原理、特性以及HEVC壓縮影響進行了分析,并根據(jù)屏幕內(nèi)容的特性在HEVC編碼框架基礎(chǔ)上提出了一種圖案匹配模式用于提高屏幕內(nèi)容編碼效率。論文具體的研究工作如下:（1）分析了原始屏幕內(nèi)容和視頻應(yīng)用中的屏幕內(nèi)容的顯示原理。對屏幕內(nèi)容的特性進行分析,將其與自然視頻比較,并分析了HEVC編碼框架對壓縮屏幕內(nèi)容的影響。最后用HEVC分別壓縮自然視頻和屏幕內(nèi)容進行實驗,驗證了基于預(yù)測加變換的HEVC編碼框架對屏幕內(nèi)容編碼效果不理想。（2）提出了一種圖案匹配模式,作為一種額外的編碼工具融合進HEVC編碼框架中,用于提升屏幕內(nèi)容編碼效率,該模式首先對屏幕內(nèi)容進行色彩預(yù)處理,將YUV像素值轉(zhuǎn)換為基本色和索引映射,即對應(yīng)的色彩分量和結(jié)構(gòu)分量。由于屏幕內(nèi)容的色彩分量和結(jié)構(gòu)分量有不同的特性,對其采用不同的編碼。對基本色進行預(yù)測編碼,預(yù)測情況采用兩層分級編碼,未預(yù)測成功...
【文章來源】：南京郵電大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】：75 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
典型HEVC視頻編碼器（灰色部分為解碼模塊）
依賴條分割（Depedent slice segments）的結(jié)構(gòu)允許把特定波前入口點或片的數(shù)據(jù)放入單獨的 NAL 單元，相比把所有的數(shù)據(jù)都編碼進一個條內(nèi)，可能以更低的時延把數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒纸M化系統(tǒng) 波前入口點的依賴條只能在另一個條分割的解碼過程開始后才能進行解碼 依賴條分割在低時延編碼中很有效，而其它并行工具可能不利于壓縮性能 2.3 幀內(nèi)預(yù)測幀內(nèi)預(yù)測按 TB 的大小，根據(jù)幀內(nèi)預(yù)測的模式以及已解碼 PU 的邊界樣點值來形成幀內(nèi)預(yù)測信號 相比 H.264/MPEG-4AVC 中的 8 個預(yù)測方向，HEVC 定義了 33 個不同方向的角度預(yù)測，對應(yīng)于 4x4 到 32x32 的 TB 大小 可能的預(yù)測方向如圖 2.5 所示 另外，也可以使用平面（Planner）預(yù)測以及直流（DC）預(yù)測 對于色度塊，HEVC 允許編碼器使用垂直，水平，平面和直流預(yù)測模式以及幀內(nèi)導(dǎo)出等五種模式 幀內(nèi)導(dǎo)出模式即指定色度的預(yù)測模式和亮度預(yù)測模式一樣
圖 3.1 屏幕內(nèi)容示例.2 屏幕內(nèi)容顯示原理原始的 Word PPT TXT 以及 PDF 等文檔中的文字即使在放大或者縮小后依然能夠清晰，這主要是由于這些文檔中的文字信息并非是以位圖圖像存儲的，而是根據(jù)字符編碼表，保存時將字符轉(zhuǎn)化為碼表中對應(yīng)的二進制編碼碼流，將這些二進制編碼碼流寫入應(yīng)的文件中進行持久化存儲，這一過程稱之為字符編碼 常見的字符編碼的碼表有 AS表，Unicode 碼表，UTF-8 碼表以及中國的 GBK 碼表 表 3.1 列出了最經(jīng)典的 ASCII 碼的部分字符的編碼碼流，從表中可以看出按照 ASCII 碼表，在對字符 A 進行存儲時，實儲的是字符A對應(yīng)的二進制碼流01000001而非字符A對應(yīng)的各像素點的RGB或YUV值表 3.1 ASCII 碼表部分字符編碼二進制碼流 十進制碼流 十六進制碼流 字符00111100 60 3C <
【參考文獻】：
期刊論文
[1]二維幀內(nèi)串匹配屏幕圖像編碼算法[J]. 陳先義,趙利平,陳治中,林濤. 計算機應(yīng)用. 2015(09)
[2]基于HEVC屏幕圖像編碼的哈希表的優(yōu)化算法[J]. 金小娟,張培君,林濤. 計算機工程與應(yīng)用. 2014(17)
[3]結(jié)合全色度HEVC和有損字典算法的屏幕圖像編碼[J]. 張培君,金小娟,王淑慧,周開倫,林濤. 計算機科學(xué). 2014(03)
[4]新一代視頻編碼標(biāo)準——HEVC[J]. 朱秀昌,李欣,陳杰. 南京郵電大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2013(03)
[5]融合全色度LZMA與色度子采樣HEVC的屏幕圖像編碼[J]. 張培君,王淑慧,周開倫,林濤. 電子與信息學(xué)報. 2013(01)
本文編號：3539345
【文章來源】：南京郵電大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】：75 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
典型HEVC視頻編碼器（灰色部分為解碼模塊）
依賴條分割（Depedent slice segments）的結(jié)構(gòu)允許把特定波前入口點或片的數(shù)據(jù)放入單獨的 NAL 單元，相比把所有的數(shù)據(jù)都編碼進一個條內(nèi)，可能以更低的時延把數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒纸M化系統(tǒng) 波前入口點的依賴條只能在另一個條分割的解碼過程開始后才能進行解碼 依賴條分割在低時延編碼中很有效，而其它并行工具可能不利于壓縮性能 2.3 幀內(nèi)預(yù)測幀內(nèi)預(yù)測按 TB 的大小，根據(jù)幀內(nèi)預(yù)測的模式以及已解碼 PU 的邊界樣點值來形成幀內(nèi)預(yù)測信號 相比 H.264/MPEG-4AVC 中的 8 個預(yù)測方向，HEVC 定義了 33 個不同方向的角度預(yù)測，對應(yīng)于 4x4 到 32x32 的 TB 大小 可能的預(yù)測方向如圖 2.5 所示 另外，也可以使用平面（Planner）預(yù)測以及直流（DC）預(yù)測 對于色度塊，HEVC 允許編碼器使用垂直，水平，平面和直流預(yù)測模式以及幀內(nèi)導(dǎo)出等五種模式 幀內(nèi)導(dǎo)出模式即指定色度的預(yù)測模式和亮度預(yù)測模式一樣
圖 3.1 屏幕內(nèi)容示例.2 屏幕內(nèi)容顯示原理原始的 Word PPT TXT 以及 PDF 等文檔中的文字即使在放大或者縮小后依然能夠清晰，這主要是由于這些文檔中的文字信息并非是以位圖圖像存儲的，而是根據(jù)字符編碼表，保存時將字符轉(zhuǎn)化為碼表中對應(yīng)的二進制編碼碼流，將這些二進制編碼碼流寫入應(yīng)的文件中進行持久化存儲，這一過程稱之為字符編碼 常見的字符編碼的碼表有 AS表，Unicode 碼表，UTF-8 碼表以及中國的 GBK 碼表 表 3.1 列出了最經(jīng)典的 ASCII 碼的部分字符的編碼碼流，從表中可以看出按照 ASCII 碼表，在對字符 A 進行存儲時，實儲的是字符A對應(yīng)的二進制碼流01000001而非字符A對應(yīng)的各像素點的RGB或YUV值表 3.1 ASCII 碼表部分字符編碼二進制碼流 十進制碼流 十六進制碼流 字符00111100 60 3C <
【參考文獻】：
期刊論文
[1]二維幀內(nèi)串匹配屏幕圖像編碼算法[J]. 陳先義,趙利平,陳治中,林濤. 計算機應(yīng)用. 2015(09)
[2]基于HEVC屏幕圖像編碼的哈希表的優(yōu)化算法[J]. 金小娟,張培君,林濤. 計算機工程與應(yīng)用. 2014(17)
[3]結(jié)合全色度HEVC和有損字典算法的屏幕圖像編碼[J]. 張培君,金小娟,王淑慧,周開倫,林濤. 計算機科學(xué). 2014(03)
[4]新一代視頻編碼標(biāo)準——HEVC[J]. 朱秀昌,李欣,陳杰. 南京郵電大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2013(03)
[5]融合全色度LZMA與色度子采樣HEVC的屏幕圖像編碼[J]. 張培君,王淑慧,周開倫,林濤. 電子與信息學(xué)報. 2013(01)
本文編號：3539345
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