基于3D-HEVC的低復(fù)雜度編碼方法研究.pdf

1、傳統(tǒng)的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)H.264已經(jīng)難以滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)視頻清晰度的要求。2010年初，ITU-T和ISO/IEC聯(lián)合成立的視頻編碼聯(lián)合協(xié)作組(Joint Collaborative Team on Video Coding，JCT-VC)制定了新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)H.265，制定的目標(biāo)是相比于H.264,視頻壓縮效率提高一倍。由于高效視頻編碼(High Efficiency Video Coding，HEVC)采用更大尺寸塊等一系列新的編碼技術(shù)，

2、導(dǎo)致復(fù)雜度成倍的增加。此后，3D視頻聯(lián)合協(xié)作組在HEVC的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了3D擴(kuò)展，除了運(yùn)用單視點(diǎn)HEVC的編碼技術(shù)外，還增加了視點(diǎn)間的估計(jì)。因此，去除HEVC和3D-HEVC的時(shí)空域冗余、視點(diǎn)間冗余以及感知冗余成為研究的熱點(diǎn)。
　　(1)針對(duì)HEVC幀內(nèi)編碼復(fù)雜度高的特點(diǎn)，本文提出了一種基于絕對(duì)變換誤差和(Sum of Absolute Transformed Difference,SATD)和最有可能模式(Most Probab

3、le Mode，MPM)的HEVC快速幀內(nèi)模式選擇算法來(lái)去除空間冗余。本文在HM9.0算法模式粗選決策(Rough Mode Decision,RMD)過(guò)程后采用自適應(yīng)閾值進(jìn)行篩選，同時(shí)根據(jù)MPM的SATD和MPM中是否含有DC、Planar模式來(lái)決定率失真優(yōu)化(Rate Distortion Optimization，RDO)過(guò)程的候選預(yù)測(cè)模式列表，通過(guò)減少RDO的預(yù)測(cè)模式個(gè)數(shù)來(lái)提高編碼速度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文算法較HM9.0算法，幀

4、內(nèi)編碼時(shí)間節(jié)省34.73％，同等碼率下的峰值信噪比(Bj-ntegaard Delta Peak Signal-to-Noise Rate，BDPSNR)僅降低0.045dB,同等客觀(guān)質(zhì)量下的碼率(Bj-ntegaard Delta Bit Rate，BDBR)僅僅增加0.90%。
　　(2)針對(duì)HEVC幀間預(yù)測(cè)高復(fù)雜度的特點(diǎn)，本文首先通過(guò)建立時(shí)空域人眼恰可察覺(jué)失真(Just Noticeable Difference，JND)和

5、最佳預(yù)測(cè)模式的統(tǒng)計(jì)關(guān)系來(lái)指導(dǎo)幀間預(yù)測(cè)模式的快速選擇。然后，利用時(shí)空域的相關(guān)性來(lái)預(yù)測(cè)當(dāng)前最大編碼單元(Largest CU，LCU)的遍歷深度范圍(Depth Range，DR)；最后，融合這兩種算法以進(jìn)一步降低視頻編碼的計(jì)算復(fù)雜度。研究結(jié)果表明，所提出方法在低延時(shí)和隨機(jī)訪(fǎng)問(wèn)兩種編碼結(jié)構(gòu)下，降低了40%以上的計(jì)算復(fù)雜度，BDPSNR僅分別降低0.058dB和0.037dB，BDBR僅分別增加1.71%和1.06%；
　　(3)為降低

6、多視點(diǎn)視頻編碼的計(jì)算復(fù)雜度，去除視頻的感知冗余。本文提出一種基于人眼雙目恰可察覺(jué)失真(Binocular Just Noticeable Difference,BJND)模型和3D-Sobel的多視點(diǎn)視頻快速編碼方法。首先，利用3D-Sobel算子將右視點(diǎn)圖像分成顯著區(qū)域和非顯著區(qū)域；然后，根據(jù)視頻編碼中的失真量化(Distortion Quantization,D～Q)模型估計(jì)顯著區(qū)域的誤差平方和，利用時(shí)空域以及視點(diǎn)間的相關(guān)性線(xiàn)性加權(quán)

7、估計(jì)非顯著區(qū)域的誤差平方和；同時(shí)，計(jì)算由BJND值求取的誤差平方和；最后，結(jié)合BJND值得到的誤差平方和以及相應(yīng)區(qū)域估計(jì)得到的誤差平方和作為當(dāng)前編碼單元的決策閾值，根據(jù)決策閾值提前終止右視點(diǎn)幀間預(yù)測(cè)模式的選擇，從而降低右視點(diǎn)的編碼復(fù)雜度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所提出方法在分層B幀(Hierarchical B Pictures,HBP)編碼結(jié)構(gòu)下，較HTM10.0算法降低了右視點(diǎn)53%的計(jì)算復(fù)雜度，在相同主觀(guān)質(zhì)量梯度幅度相似度偏差(Gradie