H.265HEVC码加速算法研究.docx

中自绅孽艘求犬誊博士学位论文 中自绅孽艘求犬誊 博士学位论文 ¨ 1弋 ” 、D邴 砜矿∥ H·265／HEVC编码加速算 法研究 作者姓名： 王建富 学科专业： 计算机应用技术 导师姓名： 许胤龙教授 董兰芳副教授 完成时间： 二。一五年五月 万方数据 U U n iversity of Science and Tech nology of Ch i na A d issertation for doctor’S deg ree Study on the Acceleration Algorithms of H·2 65／HEVC Author： Wang Jianfu Specialty： Computer Applied Technology Supervisor： Prof．Xu Yinlong Associate Prof．Dong Lanfang Finished Time： May，2015 万方数据 中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成 中国科学技术大学学位论文原创性声明 本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成 果。除已特另clDl：i以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰 写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了 明确的说明。 作者签名： 鞋 签字日期： 塑堕：尘：三2 中国科学技术大学学位论文授权使用声明 作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学 拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构 送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中 国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内 容相一致。 必威体育官网网址的学位论文在解密后也遵守此规定。 臼公开 口必威体育官网网址——年 。7 作者签名：驻 导师签名：j丝幽 签字日期： 刎立牛 万方数据 摘要摘要 摘要 摘要 视频压缩是各种视频服务得以实现的前提，原始的视频数据一般通过编码 器压缩以降低传输成本与存储代价；在视频处理过程中，压缩后的数据通过相 应的解码器转换成原始视频。目前必威体育精装版的视频编解码标准一高效视频编码标准 (HEVC，也称为H．265)，是由国际电信联盟(ITU．T)和国际标准化组织及国际 电工委员会(ISO／IEC)成立的视频编码联合工作组(JCT-VC)于2010开始制 定并于2013年初公布的。虽然沿用了与以往H．264／AVC相似的混合视频编码框 架，但H．265／HEVC在各关键环节采用了许多新技术和编码工具，不仅提升了图 像的视觉质量，同时也提高了视频的压缩率。根据实验统计，相比于目前应用最 广泛的H．264／AVC，H．265／HEVC在保证相同的画面质量下，能够降低大约50％ 的比特率。随着数字视频不断向高分辨率、高帧率和高压缩率发展，巨大的编 码优势将使H．265／HEVC在不远的将来成为数字视频产业的首选编解码标准。 H．265／HEVC标准是在H．264／|AVC标准的基础上发展起来的，但是在压缩 效率、并行处理能力以及网络适应性等方面有了极大的提高。可是压缩率的提 高也导致了计算复杂度的大幅度增加，据测试，H．265／HEVC的计算复杂度是 H．264／AVC的2至4倍。高昂的计算代价将限制新标准在监控系统、便携移动设 备等领域的推广和应用。因此，如何提高H．265／HEVC的编码速度，降低计算复 杂度成为目前众多企业和科研单位研究的重点。本文针对该问题，分别从帧内编 码、帧问编码和并行编码三个方面对H．265／ⅧⅣC进行了必要的改进。具体地： 1．帧内预测编码的改进：帧内预测编码是H．265／HEVC不可或缺的关键技术， 其利用图像本身的信息消除空间冗余，但是复杂的编码单元(CU)划分 和帧内预测模式选择给帧内编码带来了巨大的计算量。因此，为了达到降 低计算复杂度的目的，我们设计并实现了多种帧内CU划分的快速决策算 法：1)方法一根据对图像空间相关性的统计分析，将CU分为三类；然后 通过参考相邻CU的尺寸，并结合亮度方差的比较，快速确定CU的划分 方式。2)第二种方案将图像的亮度分布和局部的率失真fRO)代价相结合， 首先通过直方图分析像素的亮度分布，确定图像的编码尺寸范围，然后在 帧内编码过程中，通过统计相邻空间区域不同编码尺寸下的RD代价，得 到CU划分的阈值，并根据当前CU的RD代价和相应阈值的比较确定是 否提前终止CU划分。3)方法三将图像特征点的分布同局部RD代价相结 合，通过支持向量机(SVM)分类确定不同图像区域