發(fā)布時(shí)間：2017-10-09 11:02

  本文關(guān)鍵詞：基于HEVC幀內(nèi)無(wú)損編碼的技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： HEVC幀內(nèi)無(wú)損編碼 HADMARD蝶形變換 殘差單元 掃描方式

【摘要】：眾所周知,在人們的日常工作以及娛樂生活,信息傳遞等方面,視頻發(fā)揮著舉足輕重的作用。視頻是由多幀圖像組合而成,如果在視頻傳輸?shù)倪^程中直接對(duì)視頻圖像進(jìn)行編碼傳輸,這樣極大地浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)的帶寬,所以,需要對(duì)視頻圖像進(jìn)行有效的壓縮存儲(chǔ),編碼表示之后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸。然而在視頻圖像之間存在時(shí)間冗余和空間冗余,因此如何有效的利用空間以及時(shí)間冗余性對(duì)視頻圖像進(jìn)行有效的編碼以及壓縮成為大家研究的熱點(diǎn)。目前國(guó)際上最新的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)HEVC(High Efficiency Video Coding)中包括有損壓縮編碼和無(wú)損壓縮編碼。有損壓縮編碼和無(wú)損壓縮編碼廣泛應(yīng)用在不同的領(lǐng)域中。在電視廣播,視頻會(huì)議中,有損壓縮能夠獲得更好的壓縮效率。無(wú)損壓縮則經(jīng)常用到醫(yī)學(xué)圖像,衛(wèi)星遙感,指紋識(shí)別等對(duì)圖像真實(shí)度要求很高的領(lǐng)域中,犧牲一定的壓縮效率,以滿足對(duì)重構(gòu)視頻圖像的質(zhì)量要求。在HEVC中,每個(gè)編碼單元由亮度編碼單元和色度編碼單元組成。本文中針對(duì)亮度編碼塊的殘差塊進(jìn)行一種基于HADMARD蝶形變換的變換方式,其中殘差塊的元素是幀內(nèi)亮度塊根據(jù)預(yù)測(cè)方式進(jìn)行預(yù)測(cè)之后得到的與參考像素之間的差值。在有損編碼過程中,殘差單元需要經(jīng)過變換、量化之后進(jìn)行熵編碼,而其中的變換通常采用的是整數(shù)DCT變換,能夠使能量集中在高頻區(qū)域,然后經(jīng)過量化,將高頻區(qū)域的能量置為0,從而有效的減少了殘差塊的編碼需要的比特?cái)?shù)。然而,無(wú)損編碼要求解碼得到的視頻圖像與輸入的原圖像完全相同,這樣就不能采用有損編碼中的變換,量化等步驟,HEVC中是對(duì)殘差塊進(jìn)行直接編碼傳輸,這樣極大地浪費(fèi)了編碼的比特?cái)?shù)。所以,在經(jīng)過本文中提出的變換之后,能夠有效的節(jié)省編碼殘差的比特?cái)?shù),從而減少了幀內(nèi)無(wú)損編碼傳輸?shù)谋忍芈?提升了性能。在采用本文提出基于HADMARD行變換的基礎(chǔ)上,綜合HEVC本身的直接傳輸殘差的方法,自適應(yīng)的在兩種方式之間選擇,從而有效的提升了編碼的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,采用該變換之后,對(duì)于HEVC測(cè)試的5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)序列,與參考軟件HM15.0相比,比特率平均減少0.92%�；贖ADMARD列變換的基礎(chǔ)上,綜合HEVC本身的直接傳輸殘差的方法,自適應(yīng)的在兩種方式之間選擇,從而有效的提升了編碼的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,比特率平均減少0.98%�；诙SHADMARD蝶形變換的變形變換,綜合HEVC本身的直接傳輸殘差的方法,自適應(yīng)的在兩種方式之間選擇,從而有效的提升了編碼的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,比特率平均減少2.38%,本文中采用的是先對(duì)殘差塊進(jìn)行基于列的HADMARD蝶形變換,再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行基于行的HADMARD蝶形變換。最后加上HEVC自身的直接傳輸殘差的方式,共四種變換方式,設(shè)置兩個(gè)標(biāo)志位,在編碼端通過比特率選擇哪種變換方式,并將標(biāo)志位傳給解碼端進(jìn)行相同方式解碼,最后對(duì)于HEVC的5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試序列,與參考軟件HM15.0對(duì)比,比特率平均減少2.69%�？紤]到殘差進(jìn)行HADMARD變換之后,會(huì)有能量集中的特性,以及預(yù)測(cè)單元中,離參考?jí)K元素越接近的像素值得到的預(yù)測(cè)值越準(zhǔn)確,反之,離參考?jí)K元素越遠(yuǎn)的像素值越不準(zhǔn)確的規(guī)律,HEVC原有的掃描方式已經(jīng)不能滿足本文提出的算法的需求。因此,根據(jù)不同的變換方式后的殘差的統(tǒng)計(jì)特性,修改熵編碼之前的相應(yīng)的掃描方式,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與HM15.0參考軟件相比,HEVC的5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試序列的比特率平均減少3.71%。
【關(guān)鍵詞】：HEVC幀內(nèi)無(wú)損編碼 HADMARD蝶形變換 殘差單元 掃描方式
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN919.81
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 研究背景10-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域開發(fā)情況及應(yīng)用現(xiàn)狀的分析12-15
• 1.2.1 數(shù)字圖像無(wú)損壓縮的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 數(shù)字視頻無(wú)損壓縮的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 1.4 論文內(nèi)容及結(jié)構(gòu)16-18
• 第2章 HEVC的關(guān)鍵技術(shù)以及無(wú)損壓縮方法18-30
• 2.1 HEVC的基本框架和編碼結(jié)構(gòu)單元18-22
• 2.1.1 HEVC的基本框架18-19
• 2.1.2 HEVC的關(guān)鍵技術(shù)介紹19-22
• 2.2 HEVC的預(yù)測(cè)編碼技術(shù)22-24
• 2.2.1 幀內(nèi)預(yù)測(cè)22-23
• 2.2.2 幀間預(yù)測(cè)23-24
• 2.3 有損壓縮編碼24-25
• 2.4 常見的無(wú)損壓縮方法25-28
• 2.4.1 香農(nóng)-范諾編碼25
• 2.4.2 哈夫曼碼25-26
• 2.4.3 算術(shù)編碼26
• 2.4.4 RLE編碼26-27
• 2.4.5 詞典編碼27
• 2.4.6 預(yù)測(cè)編碼27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-30
• 第3章 HEVC幀內(nèi)無(wú)損編碼的技術(shù)研究30-46
• 3.1 DCT變換30-31
• 3.2 HADMARD矩陣31-38
• 3.2.1 HADMARD矩陣?yán)碚摻榻B及性質(zhì)31-34
• 3.2.2 HADMARD蝶形變換34-38
• 3.3 HEVC幀內(nèi)無(wú)損編碼38-43
• 3.3.1 對(duì)殘差塊的HADMARD蝶形變換的變形變換39-42
• 3.3.2 無(wú)損編碼變換方式的選擇42-43
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果43-45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 第4章 HEVC幀內(nèi)無(wú)損編碼的掃描方式研究46-53
• 4.1 HEVC的掃描方式46-48
• 4.2 HADMARD蝶形變換后的改進(jìn)的掃描方式48-49
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果49-51
• 4.4 本章小結(jié)51-53
• 結(jié)論53-54
• 參考文獻(xiàn)54-59
• 致謝59

【相似文獻(xiàn)】

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