【摘 要】
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通用视频编码(Versatile Video Coding,VVC)已于2020年7月正式发布,在显著提高编码效率的同时,大大增加了计算复杂度。文献研究表明,与四叉树划分结构相比,VVC引入的多类型树(Multi-type Tree,MTT)划分结构大约增加了9倍左右的编码时间。为了降低VVC编码块划分的计算复杂度,论文基于编码单元(Coding Unit,CU)特性,从多类型树划分、帧内子划分(
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通用视频编码(Versatile Video Coding,VVC)已于2020年7月正式发布,在显著提高编码效率的同时,大大增加了计算复杂度。文献研究表明,与四叉树划分结构相比,VVC引入的多类型树(Multi-type Tree,MTT)划分结构大约增加了9倍左右的编码时间。为了降低VVC编码块划分的计算复杂度,论文基于编码单元(Coding Unit,CU)特性,从多类型树划分、帧内子划分(Intra Sub-partition,ISP)编码模式两个方面展开研究,设计快速决策算法,减少编码时间。主要研究内容和创新点如下:(1)针对CU多类型树划分计算复杂度大的问题,论文研究了编码块划分方式与像素分布间的关系,发现二叉树和三叉树的方向选择与CU的子块像素差异密切相关。论文提出了一种基于子块像素差异的多类型树快速决策算法,定义了SBPD(Pixel Difference of Sub-block)指标来衡量不同划分方式下CU的子块像素差异,通过比较水平和垂直子块的SBPD值,提前决策二叉树和三叉树的模式选择,跳过部分冗余划分模式,节省编码时间;此外,论文还利用统计方法对判决门限进行了优化。实验结果表明,与参考模型VTM-4.0相比,全帧内(All Intra,AI)配置下该算法平均节省27%的编码时间,BD-rate仅提高0.55%。(2)ISP编码模式是VVC标准中新增的帧内编码关键技术。论文通过分析ISP编码模式下不同纹理特点CU的率失真代价,发现ISP编码模式对于纹理简单CU的性能提升不明显。论文提出了一种基于CU纹理复杂度的ISP编码模式快速决策算法,通过比较编码块的纹理复杂度,提前决策当前CU是否采用ISP编码模式,在不明显降低性能的同时减少ISP编码模式的使用频率,节约编码时间。算法设计了基于间隔采样的CU纹理复杂度计算方法,并利用率失真代价优化判决门限。实验结果表明,与参考模型VTM-8.0相比,全帧内配置下该算法平均节省7%的编码时间,BD-rate仅提高0.09%。
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