【摘 要】
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大数据时代,视频数据量在不断增加,视频编码技术也在不断发展。实际应用中H.264和高效视频编码（High efficiency video coding,HEVC）标准共同存在,通用视频编码（Versatile Video Coding,VVC）标准也逐渐登上历史舞台。由于不同编码标准的编码器在以后很长一段时间都会共存,这使得视频转码技术的研究十分具有意义。现存的视频转码算法常存在编码复杂度高和压
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大数据时代,视频数据量在不断增加,视频编码技术也在不断发展。实际应用中H.264和高效视频编码（High efficiency video coding,HEVC）标准共同存在,通用视频编码（Versatile Video Coding,VVC）标准也逐渐登上历史舞台。由于不同编码标准的编码器在以后很长一段时间都会共存,这使得视频转码技术的研究十分具有意义。现存的视频转码算法常存在编码复杂度高和压缩性能低的问题,故本文考虑将时域率失真优化算法引入到视频转码领域以提升其压缩性能。在视频转码领域,商业界和学术界的主要关注点是H.264到HEVC视频转码和HEVC到VVC视频转码,故本文主要工作如下:本文提出基于率失真优化和运动矢量重用的H.264到HEVC视频转码算法。所提算法先对8×8和16×16大小编码单元（Coding Unit,CU）的预测模式判别过程进行简化,以进一步降低基于运动矢量重用的H.264到HEVC视频转码算法的复杂度。本文将时域率失真优化算法引入H.264到HEVC视频转码算法,并提出一种新的时域失真传播链路构建方法,即使用从H.264解码出的运动矢量来加速失真传播链路的构建。从第二帧起,转码器为每个树形编码单元（Coding Tree Unit,CTU）计算传播因子,并根据传播因子自适应地调整CTU的拉格朗日乘子。实验结果表明在lowdelay＿p配置下,所提转码算法与HEVC官方参考软件HM16.9相比以平均0.63%的BDBR增加换取平均40.5%的编码时间节省。本文提基于率失真优化和贝叶斯分类的HEVC到VVC视频转码算法。本文使用HEVC解码出的特征信息训练了一个朴素贝叶斯分类器,并使用该分类器对VVC的CTU的第一层级做划分决策。如果贝叶斯分类器将CTU划分成4个子CU,转码器编码每个子CU时会先继承HEVC所有层级的四叉树结构,然后再进行BT（Binary tree）和TT（Ternary tree）划分评估即可。如果贝叶斯分类器不对CTU进行四叉树划分,转码器对该CTU进行编码时会执行VVC原有编码方案。为进一步提升转码器的压缩能力,本文将时域率失真优化算法迁移到HEVC到VVC视频转码算法。转码器不仅可以在CTU级别对拉格朗日乘子进行自适应调整,而且对I帧的QP也做了自适应调整。实验结果表明在lowdelay＿p配置下,所提转码算法与VVC官方参考软件VTM2.1相比以平均0.92%的BDBR增加换取平均42.78%的编码时间节省,与最新转码算法相比仍具竞争力。
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