HEVC視頻編碼快速算法研究.pdf

1、高效視頻編碼（High Efficiency Video Coding，HEVC）采用了與前一代視頻編碼標準H.264相同的混合視頻編碼框架，并在多個編碼模塊上進行了改進和優(yōu)化，編碼效率得到了顯著提高，與此同時也大幅度增加了編碼的計算復(fù)雜度。HEVC編碼器的巨大計算復(fù)雜度，阻礙了HEVC標準的應(yīng)用與推廣。本文針對HEVC視頻編碼快速算法，在幀間快速模式選擇、多參考幀快速選擇和幀內(nèi)快速模式選擇等幾個方面開展了深入的研究工作。
　　在

2、HEVC視頻編碼標準中，每個編碼樹單元(CTU)進行四叉樹遞歸劃分，可以分割成各種尺寸的編碼單元(CU)、預(yù)測單元(PU)和變換單元(TU)。在進行模式選擇過程中，每一深度層需要遍歷Merge、Inter_2N×2N、Inter_2N×N、Inter N×2N、Inter N×N、Inter_2N×nU、Inter_2N×nD、Inter_nL×2N、Inter_nR×2N、Intra_2N×2N和Intra N×N這11種模式，通過比

3、較各個模式的率失真代價，從中選擇率失真代價最小的模式作為最佳的編碼模式。模式遍歷帶來了較高的編碼復(fù)雜度，讓HEVC視頻編碼技術(shù)不能很好的滿足實時性要求。本文提出了一種基于運動特性的快速模式選擇算法，該算法根據(jù)不同深度層Merge和Inter_2N×2N模式的量化參數(shù)以及Inter_2N×2N模式的運動矢量來提前判斷當前最大編碼單元(LCU)的最佳編碼深度，同時在每一層模式遍歷過程中，根據(jù)Merge和Inter_2N×2N模式的量化參數(shù)以

4、及Inter_2N×2N模式的運動矢量來提前判斷當前編碼深度的最佳編碼模式。實驗結(jié)果表明，所提出的算法在保證視頻質(zhì)量的前提下可以有效地節(jié)省編碼時間。
　　在運動估計過程中，多參考幀的選擇占用了較多時間。如何快速決定當前編碼塊的最優(yōu)參考幀，也是幀間快速算法的一個重要研究方向。本文對多參考幀選擇過程進行了分析，提出了一種基于內(nèi)容相似性的多參考幀快速選擇算法。該算法考慮到Inter2N×2N模式和其他模式在參考方向和參考幀索引方面的相關(guān)

5、性，對除Merge和Inter_2N×2N模式以外的其他模式繼承Inter2N×2N模式的最佳參考幀方向和索引。實驗結(jié)果表明，所提出的算法在保證視頻質(zhì)量的同時降低了編碼復(fù)雜度。
　　在幀內(nèi)編碼過程中，需要編碼Intra2N×2N模式和Intra_N×N模式，而這兩種模式的選擇過程又包括了粗略模式選擇(RMD)、最有可能模式(MPM)選擇、率失真優(yōu)化量化(RDOQ)和殘差四叉樹編碼(RQT)等。本文提出一種基于時空相關(guān)性的幀內(nèi)快速算