基于时空相关性的HEVC帧间模式决策快速算法.doc

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1、基于时空相关性的HEVC帧间模式决策快速算法摘要：新一代的高效率视频编码标准HEVC采用编码树单元（CTU）四叉树划分技术和多达十种的帧间预测单元（PU）模式，有效地提高了编码压缩效率，但也极大地增加编码计算复杂度。为了减少编码单元（CU）的划分次数和候选帧间PU模式个数，提出了一种基于时空相关性的帧间模式决策快速算法。首先，利用当前CTU与参考帧中相同位置CTU、当前帧中相邻CTU的深度信息时空相关性，有效预测当前CTU的深度范围。然后，通过分析当前CU与其父CU之间的最佳PU模式空间相关性，以及利用当前CU已估计PU模式的率失真代价，跳过当前CU的冗余帧间PU模式。实验结果表明，

2、提出的算法与HEVC测试模型（HM）相比，在不同编码配置下降低了52%左右的编码时间，同时保持了良好的编码率失真性能；与打开快速算法选项的HM相比，提出的算法进一步降低了30%左右的编码时间。关键词：高效率视频编码；编码树单元；预测单元；时空相关性中图分类号：TN919.8Spatio-temporalcorrelationbasedfastintermodedecisionforHEVCAbstract:ThenewgenerationHighEfficiencyVideoCoding(HEVC)standardadoptsCodingTreeUnit(CTU)quadtreepa

3、rtitiontechnologyandteninterPredictionUnit(PU)modestoimprovecompressionefficiencysignificantly,butitbringsinanenormousencodingcomputationalcomplexity.Aspatio-temporalcorrelationbasedfastintermodedecisionalgorithmisproposedtoreducepartitiontimesandinterPUmodecandidatesofCodingUnit(CU).First,thes

4、patio-temporalcorrelationofdepthinformationamongthecurrentCTU,thesamelocatedCTUinthereferenceframeandthespatialneighborCTUsinthecurrentframeareutilizedtopredictdepthrangeofthecurrentCTU.Then,thespatialcorrelationofoptimalPUmodesbetweenthecurrentCUanditsparent-CUisanalyzed.Andtherate-distortion(

5、RD)costsoftheestimatedPUmodesofthecurrentCUarealsoused.Basedonthese,theredundantinterPUmodesofthecurrentCUareskipped.TheexperimentresultsdemonstratethatascomparedtotheHEVCtestModel(HM),theproposedalgorithmsavesabout52%encodingtimeunderdifferentencodingconfigurations,anditmaintainsagoodRDperform

6、ance.WhencomparedtoHMwithfastmodedecisionalgorithmsenabled,theproposedalgorithmfurthersavesabout30%encodingtime.Keywords:HighEfficiencyVideoCoding;CodingTreeUnit;PredictionUnit;spatio-temporalcorrelation1引言随着视频会议、视频监控和数字电视等视频多媒体应用的快速发展，高清视频（720P和1080P）逐渐普及，超高清视频（4K和8K）相继出现，人们对更高分辨率和更高帧率的视频需求不断提

7、升。目前广泛应用的视频编码标准H.264已经难以满足高清和超高清视频存储及传输的发展需求，为进一步获得更高效的视频编码效率，国际组织ITU-T的视频编码专家组和ISO/IEC的运动图像专家组于2013年联合制定了新一代高效率视频编码标准HEVC。与前一代的视频编码标准H.264相比，HEVC在相同视频质量的条件下可以节约50%左右的视频码流[1]，但其编码计算复杂度也成倍增加，这严重阻碍了它在工业领域和民用领域的快速应用。HEVC采用许多改进编码技术，包括