HEVC帧间编码单元划分快速算法研究.pdf

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1、硕士学位论文HEVC帧间编码单元划分快速算法研究FASTINTERCODINGUNITSPLITTINGALGORITHMFORHEVC宣茜玮哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TN919.81学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文HEVC帧间编码单元划分快速算法研究硕士研究生：宣茜玮导师：来逢昌副教授申请学位：工程硕士学科：集成电路工程所在单位：航天学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN919.81U.D.C:621.3Dissertat

2、ionfortheMasterDegreeinEngineeringFASTINTERCODINGUNITSPLITTINGALGORITHMFORHEVCCandidate：XiweiXuanSupervisor：AssociateProf.FengchangLaiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：IntegratedCircuitEngineeringAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：June,20

3、18Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要新推出的视频编码标准高效率视频编码（HighEfficiencyVideoCoding,HEVC）能够实现比之前的标准更卓越的压缩性能和编码质量，但其编码过程中庞大的计算量给编码器的设计带来了很大的挑战。帧间编码的复杂度在HEVC编码架构中占据了70%，因此，对HEVC帧间编码的加速技术进行研究，从帧间编码的层面降低编码系统的计算复杂度并加速编码过程，具有十分重要的现实意义。本文以现有

4、HEVC编码技术为基础，研究面向帧间编码的快速编码技术。从帧间编码单元划分的四叉树结构入手，分析了树形编码结构中的各个语法单元、帧间编码过程中的率失真优化方法和编码单元划分流程，对HEVC现有帧间编码单元划分技术的复杂度进行了探讨。通过对不同场景、不同运动特征的视频序列展开分析，建立了帧间编码单元划分方式与时空域相关性等因素的关系，在此基础上，设计了HEVC帧间编码单元划分的快速算法。利用帧间编码单元划分方式的时空域特性，分别从视频的帧（FRAME）层面和树形编码单元（CTU）层面入手，设计了编码单元（CU）深度范围预测算法，使得帧间

5、编码系统能够在CU的四叉树结构划分之初，预先为CU设定一个合理的深度范围，从而规避不必要的划分，降低编码过程的计算复杂度。接下来，对CU预测模式的选择过程进行了分析，根据选择过程明显的倾向性设计了CU预测模式快速选择算法，从而进一步加速HEVC帧间编码单元划分的过程。基于HM16.5平台，本文对所设计的HEVC帧间编码单元划分快速算法进行了性能评估，相比于HM16.5，快速算法的PSNR平均下降0.11dB，码率平均增加1.37%，编码器执行时间缩短了42.52%，整体算法对现有HEVC帧间编码技术实现了比较好的优化效果。关键词：HE

6、VC；帧间编码；四叉树结构；编码单元I哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractComparedwithpreviousvideocodingstandards,HighEfficiencyVideoCoding(HEVC)canachievebettercompressionperformanceandcodingquality.Butthehugeamountofcomputationinthecodingprocessbringsgreatchallengestothedesignoftheencoder.Moreover,

7、thecomplexityofInterCodingModuleoccupies70%intheHEVCcodingarchitecture.Therefore,inordertoreducethecomputationalcomplexityandacceleratethecodingprocess,itisofgreatpracticalsignificancetostudytheaccelerationtechnologyofHEVCintercoding.Inthispaper,westudythefastintercodin

8、gmethodbasedontheexistingHEVCcodingtechnology.Startingwiththetreestructureofintercodingunitsplittingmethod,wea