融合像素串匹配的AVS2全色度屏幕与混合内容视频编码算法

摘要

新一代主流云计算与信息处理模式及平台中的一个主要问题是客户端与云服务器端(或客户端)之间的数据传输瓶颈问题,屏幕与混合内容编码技术以带宽最省、安全性高等优势,成为解决该问题的核心技术之一.该文在我国第二代数字音视频编解码技术标准(AVS2)的屏幕与混合内容编码(SMCC)扩展版中,提出了一种融合像素串匹配的全色度屏幕与混合内容编码技术,该技术已经被AVS2-SMCC扩展版工作草案稿采纳.针对目前AVS2不支持全色度4∶4∶4格式的特点,作者设计与实现了一种融合4∶4∶4格式的像素串匹配编码算法和4∶2∶0格式的帧内、帧间预测编码算法的全色度屏幕混合内容编解码框架与算法.在此框架下,首先提出了一种4∶2∶0格式的帧内、帧间编码算法与4∶4∶4格式的串匹配编码算法的率失真代价值计算方式;然后给出了一种改进的像素串匹配算法及其关键技术,包括最佳参考串确定算法、基于N元组的快速哈希表搜索算法、基于分段截断二进制码的长度参数编码方案和基于N元组的位移参数编码方案.实验结果表明,对于AVS2-SMCC通用测试序列中的移动的文字和图形类别,提出的算法与AVS2-P2基准算法集成了色度上、下采样后支持YUV4∶4∶4格式的编解码器相比,在编码复杂度增加较少的情况下,对于有损全帧内(AI)配置Y分量、U分量、V分量平均BD-rate降低率分别可达56.1%,97.2%,99.2%;对于有损低延迟P(LDP)配置Y分量、U分量、V分量平均BD-rate降低率分别可达41.8%,70.9%,72.9%,能大幅提高屏幕与混合内容的编码效率.