HEVC帧内编码加速研究-计算机应用技术业毕业论文.docx

摘要摘要 摘要 摘要 视频压缩技术是计算机处理视频信息的前提，对普通计算机用户来说，原 始视频数据量大，需要很大的存储空间和很强的计算能力，应用代价太大，因而 在处理、传输之前需要压缩。视频压缩技术是利用视频内容中的冗余信息，在 不降低图像视觉质量的基础上降低编码图像需要的比特数。目前必威体育精装版的视频编 码标准是JCT-VC在2013年发布的HEVC(高效率视频编码1标准，JCT-VC是由 ITU．T(国际电信联盟)和ISO／IEC(国际标准化组织及国际电工委员会)成立的视 频编码联合工作组。实验表明，相对于之前的编码标准，HEVC可以在保证相同 图像质量的基础上，节省大约50％的码率。编码效率的提高也使得编码的计算 复杂度提高了数倍，这极大地限制了HEVC的应用和普及，尤其是在监控视频、 便携移动设备、视频会议等需要实时编解码的领域。因此，对于HEVC编码的加 速研究具有很重要的意义。帧内编码在HEVC技术中占有很重要的一部分，它引 入了一种四叉树划分结构。首先，该算法将一幅图像划分为若干个CTU(Coding Tree Unit)，每个CTU以四叉树的形式递归的划分为多个CU(Coding Unit)，CU 的尺寸从64x64到8×8，帧内编码通过遍历一个CTU中所有的CU尺寸以获得 最佳划分结构。本文主要研究HEVC标准中的帧内编码加速，研究的内容和方 法如下： 1．基于灰度共生矩阵的加速研究：大量研究表明，帧内编码中CU的划分尺 寸与视频的内容有很强的联系。在图像的平滑区域多采用大尺寸的CU进行编 码，而在视频内容相对丰富、图像细节较多的区域多采用小尺寸CU进行编码。 我们通过计算CU的灰度共生矩阵表征图像的纹理，从而加速CU的划分过程。 2．基于RD(Rate—Distortion)代价的加速研究：根据实验的统计数据表明，编 码获得的RD代价与CU的划分之间也具有一定的联系。所以我们可以利用图像 的空问局部性，分析不同编码尺寸下的RID代价分布。另外对于大多数视频，相 邻帧之间仅有部分区域内容发生变化，因此可以利用已编码的部分提前确定当 前CTU的划分深度。同时我们分析了图像灰度值的直方图分布情况，根据直方 图的分布结果也可以提前确定CTU的划分深度。 本文在HEVC标准参考模型HMl3．0上对以上方法进行了验证。实验表明， 本文的加速算法在几乎不降低图像质量的基础上，均显著地节省了编码的时间， 有效地降低了HEVC帧内编码的计算复杂度。 关键词： 高效率视频编码帧内编码加速四叉树划分灰度共生矩阵RD代价 万方数据 ABSTRACTABSTRACT ABSTRACT ABSTRACT Video compressing technology is precondition for video processing，because original video contains huge mount of data information，it was challenge for storage capacity and computing capacity．Video compressing technology utilizes the redundant information in video content，and reduces the bit number of coding image without im— age quality loss．The newest video compressing standard is the HEVC(High Efficiency Video Coding)，which published by JCT-VC in 20 1 3．Experimental result shows that， compared to previous standard，HEVC about 50％bit-rate average with same image quality．The new technology improves the coding efficiency while bring— ing more complicated calculation，it limits the application and popularization of HEVC greatly．Especially in some coding which need real—time，such surveillance video，portable mobile devices and video conferencing．So it is meaningful to study fas