H.264/AVC到HEVC标准转码技术研究

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随着多媒体技术的快速发展以及高清视频的广泛应用,更高的压缩率和视频重建质量成为了视频编解码技术所追求的主要目标。在该背景下,由运动图像专家组(MPEG)和视频编码专家组(VCEG)两个组织联合成立的视频编码联合协作小组(JCT-VC)经过多年的努力,开发了新一代视频压缩编码标准HEVC。与上一代视频编码标准H.264/AVC相比,HEVC可以在保持相同重建视频质量的条件下降低50%的码率。这使得HEVC标准的推广和发展成为了一种必然。由于诸多视频编解码设备以及当前的视频传播方式还采用H.264/AVC标准,HEVC暂时难以完全取而代之,两代标准将长时间共存,因而H.264/AVC到HEVC视频转码也就成为了一个具有实际意义的研究课题。在编码效率方面,HEVC标准由于引入了更加细致的块划分方式和更加复杂的编码方法,其编码复杂度要比H.264/AVC高出数倍。基于此,本文研究利用H.264/AVC标准下的编码信息,对HEVC编码过程进行提前判决,从而达到降低HEVC编码复杂度的目的,提高转码效率。本文先对H264/AVC标准和HEVC标准的编码信息进行了相关性分析,主要包括预测模式、DCT量化系数和运动矢量。采用统计分析的方法,对这三种信息进行了大量的统计实验。基于实验结果,本文提出了一种基于SKIP宏块和运动矢量相结合的H.264/AVC到HEVC转码技术。该方法利用H.264/AVC编码过程中产生的SKIP宏块信息和运动矢量信息,判断被编码视频每一帧图像每一个区域的平滑程度,进而决定在HEVC编码过程中每一个LCU的分解程度和预测模式,从而降低编码复杂度。在前一种转码方法的基础和引申下,本文又提出了一种基于DCT量化系数和运动矢量相结合复杂度可控的H.264/AVC到HEVC转码技术。该方法利用H.264/AVC编码过程中产生的DCT量化系数和运动矢量信息,来判定HEVC编码过程中每一个LCU的分解程度和分割模式。通过对运动矢量方差的阈值进行调节,以满足不同率失真性能和复杂度要求,大大提高了转码方法的灵活性。
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