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随着人们对视频更高质量不断追求,高清或超高清视频处理已成为现代视频技术的发展趋势。然而,高清视频的大量应用给视频传输与存储带来了巨大的挑战。为获得更高的压缩效率,最新一代视频编码标准HEVC延续了H.264标准中混合编码框架与核心思想,同时增加了很多新的视频压缩技术,例如环内滤波算法相比于H.264有了很大改进。环内滤波算法旨在消除编码过程中预测、变换和量化等环节产生的失真,为运动补偿预测提供更高质量的参考帧,它主要包括去方块滤波算法和样值自适应偏置算法。本文通过分析HEVC环内滤波算法的基本原理,并在HM12.0软件环境中对参考视频序列进行测试对比,发现针对4:4:4格式和位深度大于10比特的两种视频序列,HEVC通常均无法获得理想的效果,而且存在编码效率下降的问题。基于这一问题,本文分别设计4:4:4格式色度去方块滤波优化算法和高位深度SAO偏移值自适应伸缩算法,可以有效地提升视频主观质量和编码效率。1.在4:4:4格式色度去方块滤波优化算法中,为提升4:4:4格式色度去方块滤波的性能,本文分别设计了两种算法来进行色度分量去方块滤波优化。第一种是基于滤波强度去方块滤波算法,该算法是将亮度去方块滤波运用于色度分量;第二种是基于滤波范围色度去方块滤波算法,该算法则是根据合适的滤波范围,启动色度滤波算法。上述两种算法都是充分利用色度分量所包含的信息进行滤波,并为色度分量增加独立的去方块滤波控制参数。进一步,利用JCT-VC通用的测试条件对4:4:4格式色度去方块滤波优化算法进行验证,实验结果表明在RA和LB Main-tier下编码效率得到了提升:第一种算法提升了0.2/2.3/2.2和0.4/2.1/1.9(Y/U/V BD-rate(%)),第二种算法提升了0.1/0.5/0.6和0.0/0.4/0.5。2.在SAO偏移值自适应伸缩算法中,继续采用SAO技术思想,即在LCU内部将重建像素划分为带状偏移(Band Offset)和边缘偏移(Edge Offset)类型,并为它们加上相应的偏移值来减少各个区域像素失真,不同的是,本算法通过使用合适的伸缩因子对SAO偏移值进行自适应伸缩变换,其核心思想是分段线性变换。该方法处理灵活,并且易于硬件实现,当位深度大于10比特时,SAO偏移值在较低幅值时有更精确的伸缩,同时兼顾较大幅值,从而提高了编码滤波效率。实验结果表明,当在All-Intra-HE-Main-Tier,IBDI=2和IBDI=4时,编码效率分别提升了0.3/0.2/0.2(Y/U/V BD-rate(%)),0.3/0.4/0.4(Y/U/V BD-rate(%))。采用该自适应伸缩算法能够更加灵活地适应不同特征输入序列。