基于上下文的算術(shù)編碼器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著近年來通訊技術(shù)的發(fā)展，高清晰度視頻的應(yīng)用越來越廣泛，因此高效的視頻壓縮技術(shù)成為當(dāng)今的研究熱點(diǎn)之一?；谏舷挛牡淖赃m應(yīng)二進(jìn)制算術(shù)編碼(CABAC)以其高效的編碼優(yōu)勢，被H.264、AVS等視頻標(biāo)準(zhǔn)紛紛采用，成為主要的熵編碼方案。
　　H.264/AVC與AVS標(biāo)準(zhǔn)都是新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，包含了非常先進(jìn)的編碼技術(shù)。因此，本文首先對(duì)其進(jìn)行研究，重點(diǎn)分析了標(biāo)準(zhǔn)中的算術(shù)編碼技術(shù)。通過分析研究得到，對(duì)語法元素進(jìn)行二值化是CABAC算法中不

2、可缺少的一個(gè)關(guān)鍵步驟，二進(jìn)制化算法的合理與否直接影響著CABAC算法的編碼效率的優(yōu)劣。在AVS標(biāo)準(zhǔn)中，變換系數(shù)level值的二值化方案采用了Unary碼，Unary碼對(duì)較小的整數(shù)值二值化效果較好，但對(duì)較大的值則會(huì)造成很大的冗余，從而影響了CABAC的編碼效率。針對(duì)這種情況，本文引入Exp-Golomb碼來減少較大的變換系數(shù)二值化的冗余問題，提出了一種Unary碼和Exp-Golomb碼相結(jié)合的的二進(jìn)制化算法，該算法避免了設(shè)立標(biāo)志位所帶來

3、的附加損耗，分別針對(duì)于變換系數(shù)中的luma系數(shù)和chroma系數(shù)的概率分布特點(diǎn)，采取了不同的自適應(yīng)切換設(shè)置，并且相應(yīng)地增加了概率模型。經(jīng)過SD、HD、CIF三組序列測試，其碼率分別降低了1.24134％，0.10016%和0.16029%，證明了該算法確實(shí)有效地提高了CABAC的編碼效率。
　　之后本文針對(duì)變換系數(shù)中abslevel=1出現(xiàn)概率極高的現(xiàn)象，提出一種新的算術(shù)編碼方案。由于abslevel=1的高概率出現(xiàn)，使得第二位平

4、面具有很大的相關(guān)性，因此文中算術(shù)編碼的上下文模型的設(shè)計(jì)方案主要基于level值和bitplane?？紤]到luma系數(shù)與chroma系數(shù)之間的差異，本文分開設(shè)計(jì)這兩類系數(shù)的上下文模型，其中沿用了AVS標(biāo)準(zhǔn)中的分層建模方式，并以bitplane為主要的模型分類方式，對(duì)數(shù)據(jù)量較大、相關(guān)性較強(qiáng)的第一位平面和第二位平面加細(xì)劃分上下文模型，最后根據(jù)不同的概率變化趨勢做出不同的概率更新方案。該算術(shù)編碼方案在SD、HD、CIF三組序列上測試，其碼率分別