HEVC幀內(nèi)預(yù)測和運(yùn)動估計算法的優(yōu)化.pdf

1、為了進(jìn)一步提高視頻壓縮效率，視頻編碼聯(lián)合協(xié)作小組OCT-VC)開發(fā)了新一代視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)——HEVC(High Efficiency Video Coding)。作為最新的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，HEVC能夠在提供相同質(zhì)量的前提下，比H.264/AVC節(jié)省一半的碼率。與以前的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)相比，HEVC繼承了混合編碼的基本框架，同時還提供了更多高效的視頻壓縮工具，包括編碼單元(CU)的遞歸式四叉樹塊劃分結(jié)構(gòu)、更多的幀內(nèi)預(yù)測模式、非對稱運(yùn)動分割預(yù)測方式

2、(AMP)等。這些新的編碼工具在提高編碼效率的同時，也極大地增加了編碼器的復(fù)雜度。然而，在視頻應(yīng)用的諸多場合中，實(shí)時性的要求必不可少，如視頻會議、視頻轉(zhuǎn)播、視頻監(jiān)控等等。因此提高視頻編碼的時效性是當(dāng)前視頻編碼領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　本文對HEVC的幀內(nèi)預(yù)測算法和運(yùn)動估計算法進(jìn)行研究。首先，對于幀內(nèi)預(yù)測，本文提出了兩種快速算法:基于二次粗選擇的幀內(nèi)快速模式選擇算法和基于相似CU的幀內(nèi)快速CU劃分算法。基于二次粗選擇的幀內(nèi)快速模式選擇算

3、法首先借鑒聚類算法對粗選擇處理過程進(jìn)行改進(jìn)，然后根據(jù)不同QP和PU深度減少RDO候選模式，最后利用RDO候選與最可能模式、Planar模式的關(guān)系對最佳模式進(jìn)行快速判決。實(shí)驗結(jié)果表明，基于二次粗選擇的幀內(nèi)快速模式選擇能在BD-PSNR下降0.052dB或BD-Rate提升1.01％的前提下，平均縮短36.15％的幀內(nèi)預(yù)測時間;基于相似CU的幀內(nèi)快速CU劃分算法首先根據(jù)余弦定理判斷當(dāng)前CU與其相鄰CU是否都為相似CU，然后利用相似CU的劃分

4、信息指導(dǎo)當(dāng)前CU的快速劃分。實(shí)驗結(jié)果表明，基于相似CU的幀內(nèi)快速CU劃分算法能在BD-PSNR下降0.0464dB或BD-Rate上升1.04％的前提下，平均縮短18.90％的幀內(nèi)預(yù)測時間。其次，對于運(yùn)動估計，本文提出了基于AMVP候選矢量相關(guān)性的運(yùn)動估計搜索算法。改進(jìn)算法在判斷AMVP得到的兩個運(yùn)動矢量候選為相關(guān)矢量的情況下對運(yùn)動估計整像素運(yùn)動矢量搜索方式進(jìn)行了改進(jìn)。實(shí)驗結(jié)果表明，基于AMVP候選矢量相關(guān)性的運(yùn)動估計搜索算法能在BD-