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近年来,随着采集和显示技术的迅猛发展,视频质量在不断提高,视频的数据量也随之呈现着爆炸式的增长,进而导致视频的存储和在线传输问题变得愈加严峻,这对视频数据的压缩提出了更高的要求。目前,为了应对未来8K及以上的超高分辨率视频压缩问题,下一代视频编码标准H.266的制定工作已提上了日程。H.266的探索工作已于2015年开始,至今,已经取得了阶段性的成果。H.266依旧沿用传统的混合视频编码框架,与最新的视频编码标准HEVC相比,H.266在图像块的划分、帧内预测、帧间预测、变换编码等关键环节均引入了新的高效编码技术,以提高编码性能,这些编码技术仍然存在可优化改进的余地。本文围绕H.266在变换编码和帧间预测方面引入的编码技术展开研究,并对其中的不足进行了相关优化工作,力争为H.266的制定贡献一份力量。首先,为了降低多核变换技术的编码复杂度和比特开销,本文对多核变换(Explicit Multiple Core Transform,EMT)技术进行了深入的研究,通过分析不同变换核的特性以及不同预测模式所产生残差信号的分布特点,提出了一种帧间模式依赖的变换方法,以进一步优化EMT技术。实验结果表明,相比于HEVC的变换方案,提出的方法在低延时配置下分别平均取得了1.03%和1.02%的BD-Rate节省。与多核变换技术相比,该方法分别平均取得了0.12%和0.16%的BD-Rate节省,并且编码器的整体复杂度分别降低了4%和6%,取得了编码性能和编码效率的双增益。在损失少量的编码性能下,编码复杂度最高可降低10%。在此基础上,进一步分析DST7和DCT2对模板匹配技术产生的残差信号的能量集中效果,结合这两种变换核的优势,构建一种新的DST7-DCT2混合变换,替代原先的DST7变换。实验表明,构建的变换在随机接入配置下取得了0.031%的BD-Rate节省。其次,文章对H.266引入的帧率上转换(Frame Rate Up Conversation,FRUC)模式中的模板匹配技术进行详细的分析,发现该技术在确定运动信息后,没有进一步结合编码块的像素信息对预测方向进行决策,导致该技术存在预测方向不准确的问题,进而严重影响编码性能。对此,本文综合考虑预测方向准确性、比特开销、编码复杂度三个因素,提出了三种预测方向决策的方案来弥补这一缺陷。实验表明,三种方案在随机接入配置下取得了显著的BD-Rate节省,即0.23%、0.47%和0.51%,在仅打开FRUC技术的情况下,BD-Rate节省高达0.48%、0.68%和0.77%。