【摘 要】
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随着超高清视频的广泛应用,高效视频编码标准(High Efficiency Video Coding,HEVC)已逐渐无法满足实际需求。因此,ITU-T视频编码专家和ISO/IEC移动图像专家组进行合作成立了联合视频探索小组,致力于研究超越HEVC的编码标准,最终制定了一种叫通用视频编码(Versatile Video Coding,VVC)的标准。和HEVC一样,VVC也采用了混合视频编码框架。
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随着超高清视频的广泛应用,高效视频编码标准(High Efficiency Video Coding,HEVC)已逐渐无法满足实际需求。因此,ITU-T视频编码专家和ISO/IEC移动图像专家组进行合作成立了联合视频探索小组,致力于研究超越HEVC的编码标准,最终制定了一种叫通用视频编码(Versatile Video Coding,VVC)的标准。和HEVC一样,VVC也采用了混合视频编码框架。混合视频编码框架由许多技术组成,包括码率控制、预测、变换编码、熵编码和环路滤波等。本文针对块划分和码率控制这两个关键技术进行优化。设计块划分快速算法降低编码时间复杂度;并利用关键帧差异来提升码率控制的率-失真(Rate-Distortion,R-D)性能,具体介绍如下:1、VVC采用了多种先进的编码技术,与HEVC相比,VVC具有更好的R-D性能,在获取同等质量视频的情况下,码率可减少30%以上。然而,这些技术使得VVC的计算复杂度剧增。为了使得VVC更适用于实际应用,降低VVC实施的复杂度是非常必要的。块划分是VVC中最耗时的部分之一,通过优化块划分方法可以有效降低复杂度。本文探索了图像内容和块划分之间的关系,利用子块的梯度差异和内容差异来指导VVC帧内块划分快速决策,跳过一些不必要的划分方式,从而极大地降低编码复杂度。2、为了提升码率控制的R-D性能,本文探索了关键帧质量对后续编码帧的影响,提出了一种基于关键帧差异的码率控制算法。该方法探索了关键帧差异和较优分配因子的关系,并建立了分配因子计算模型。在编码过程中,通过该模型自适应地改变关键帧的分配因子,提升R-D性能。本文对所提出的模型进行离线拟合,有效的降低了编码复杂度,同时,精确的建模也提升了码率控制的精度。
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