HEVC中帧内预测及整数变换的快速算法研究

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高效视频编码(HEVC)是新一代效视频编码标准,其目的是得到更高的视频压缩效率,适应不同的网络环境。与H.264/AVC的9种帧内预测模式和4×4的变换尺寸相比,HEVC的帧内预测模式增加到了35种,变换块的尺寸增加到4×4、8×8、16×16和32×32四种,其目的是提高编码的精度和性能。但是,模式数量的增加和尺寸块的增大也带来了更高的计算复杂度。针对这两个问题,本文提出了两种提高HEVC编码效率的快速算法。主要工作如下:1、为了提高帧内编码速度,提出一种结合图像纹理方向和空间相关性的HEVC帧内预测模式选择快速算法,减少粗模式选择(RMD)过程的候选模式数目,加快帧内模式选择速度。首先,使用索贝尔算子获得当前预测单元的纹理方向,利用此纹理方向选取相应的角度预测模式组成RMD候选模式列表;另外,利用图像的空间相关性,将相邻预测单元的最优预测模式添加到RMD候选模式列表中。该算法将RMD选择过程的候选模式数目从35种减少到不超过10种。实验结果显示,本文算法在比特率升高0.41%,峰值信噪比下降0.0309dB的同时,缩短了34.9%的编码时间。2、为了提高DCT变换的计算速度,本文提出了一种基于HEVC的DCT子带划分快速算法。利用残差块系数分布特征和DCT系数能量分布特性,提出DCT系数子带划分标准,在DCT变换和量化前预判出为零的DCT系数,只需计算非零的DCT系数,同时减小了相应的量化(Q)、反DCT (IDC T)变换和反量化(IQ)的计算量。实验结果显示,在增加0.24%的比特率和降低了0.0203dB的峰值信噪比的情况下,缩短了12.95%的DCT变换时间。本文对最新的HEVC视频编码标准中的帧内预测和DCT变换两个关键技术进行了研究,在保持编码质量基本不变的前提下,有效缩短了HEVC的编码时间,降低了编码端的时间复杂度。
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