SHVC增强层预测单元分割模式快速选择算法

摘要

2013年1月，HEVC正式取代H.264/AVC成为新的国际视频编码标准。为了适应不同带宽以及分辨率等要求的显示器终端，要求视频发送端能够一次性生成不同帧率、不同质量或不同分辨率的信息码流，因此，在 HEVC的基础上扩展出SHVC。HEVC需要计算4个编码深度的多种预测单元分割模式的代价函数并做对比，SHVC是多层 HEVC编码结构，计算量更大，尽管编码效率得以改善，但编码速率却大大降低。
　　SHVC有深度可伸缩、SNR可伸缩、空域可伸缩及时域可伸缩等多种可伸缩性。输入视频序列经过下采样，通过 HEVC或 AVC编码器得到基本层比特流，基本层的重构图像经过上采样，获得与增强层分辨率相同的图像，称为层间参考图像，插入到参考图像列表0和参考图像列表1中相应的位置，在编码增强层图像时用作增强层的参考图像。增强层增加了一种新的预测单元分割模式 ILR，使编码效果更好。同时，参考图像数目和预测单元分割模式的增加导致计算量变大，编码速度再次降低。对于二倍空间比率的空域可伸缩而言，增强层图像分辨率为基本层的四倍，增强层编码所需时间约为基本层的四倍。因此，对SHVC空域可伸缩性中的增强层视频码流做快速算法能够大幅度的有效降低编码所需时间。
　　为了在 SHVC视频编码率失真性能变化不大的条件下提高编码速度，本文提出了一种用于空域可伸缩增强层的基于预测单元分割模式选择的新的快速算法。对于空域可伸缩来说，当增强层与基本层的空间比率为2时，增强层2N×2N大小的编码单元的图像内容与基本层对应 N×N尺寸块的图像内容相同，因此增强层和基本层间的相关性很大。该算法通过分析增强层编码单元与基本层对应区域的信息相关性，在不同配置条件下，按照编码深度统计序列基本层最佳预测单元分割模式与增强层模式的对应概率关系，选取概率较大的几种模式作为增强层要选做的模式，在确定了基本层对应块最佳模式之后，增强层只做选取的一种或多种预测单元分割模式，这样就大大减少了预测单元分割模式的候选数量，以此实现保证质量且提高编码速度的目的。实验结果表明，与 SHM6.1中的 Yin快速算法相比，对于2倍空间比率下的两层空域可伸缩来说，在 BD-PSNR基本不变的前提下，该快速算法使增强层编码时间平均减少43.76％~45.90%，视频全部平均编码时间减少了36.58%~37.75%，因此可以看出该基于预测单元分割模式选择的快速算法有效地减少了编码时间，可用于实时视频应用。

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第一章绪论

1.1引言

1.2研究背景

1.3研究目的和意义

1.4论文研究内容和结构安排

第二章HEVC视频编码标准

2.1 HEVC视频编码标准简介

2.2 HEVC编码框架分析

2.3 HEVC编码结构

2.4 HEVC关键技术

2.5 HEVC中的CU划分和模式选择过程

2.6本章小结

第三章SHVC视频编码原理

3.1 SHVC视频编码概述

3.2 SHVC增强层编码

3.3层间参考图像的生成过程

3.4 SHVC模式选择过程

3.5本章小结

第四章SHVC增强层预测单元分割模式快速选择算法

4.1时域预测结构

4.2 SHVC现有快速算法

4.3增强层预测单元分割模式的快速选择算法

4.4实验结果及分析

4.5本章小结

第五章 结论与展望

5.1研究结论

5.2研究展望

参考文献

致谢

作者简介

1.基本情况

2.教育背景

3.攻读硕士学位期间的研究成果