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HEVC/H.265编码标准目前的研究方向

2014-12-30 10:52:11  

 

   尽管HEVC/H.265编码标准仍然基于传统的混合视频编码框架,但在传统基础上每个模块都有技术创新,这些新技术使得HEVC编码效率比H.264/AVC标准提高了一倍。

 
  但是这些编码选项的灵活组合却使得HEVC的编码复杂度急剧增加,阻碍了HEVC标准的快速推广和应用。因此研究快速、高效的编码率失真优化算法、码率控制算法、主观质量优化算法应该是未来一段时期的研究热点。
 
  1)快速、高效的编码率失真优化算法
 
  HEVC Reference software HM 8.0(该文件可从网上下载)中,基于对HEVC参考模型HM的测试分析可知,灵活的块划分模型,包括编码单元CU、变换单元TU以及预测单元PU,对视频编码的率失真性能提高最为明显,但其带来的计算复杂度也最大,因此HEVC编码器如何根据相邻块上下文属性以及当前编码块的纹理特征进行快速的CU、PU和TU划分,这具有非常重要的研究价值。
 
  为此,学术界已在开始进行相关研究,比如《图像与视频处理EURASIP期刊》在2013年10月就刊登过一篇相关的学术论文,之中提出基于贝叶斯分类和支持向量基分类的CU、PU和TU的快速选择算法,在保证率失真性能的前提下大大提高了编码速度。当然还可以通过相邻单元之间的相关性、不同块层次之间的相关性来进一步降低计算复杂度。
 
  2)快速、高效的码率控制算法
 
  另外,《2012年IEEE声学、语音、信号处理国际会议论文集》中刊登的《HEVC中的并行视频编解码》一文提及,为了适应多核处理器的发展趋势,HEVC中引入了片层、条带以及WPP(波形并行处理)的思想,然而目前已有的并行视频编码方法粒度较粗,并行度不高,负载不均衡,无法充分挖掘多核处理器的计算能力,影响编码效率。因此研究适用于多核处理器的高并行度视频编码方法,为视频编码发展提供持续的计算能力保证,具有重要意义。目前这方面的研究刚刚起步,研究点主要包括并行运动估计算法、并行帧内预测算法和并行熵编码算法等。
 
  3)快速、高效的视频主观质量优化算法
 
  在视频编码算法方面,尽管HEVC/H.265编码标准已经于2013年1月已经正式发布,但是随着应用需求的不断变化,HEVC还在不断进行扩展式的发展,这些主要研究包括:
 
  (1)《2012年IEEE国际图像处理会议论文集》中刊登的《基于高级预测、深度建模及编码控制方法的3D视频编码》一文提及,3D视频、立体视频和多视角视频的编码技术,不仅对视频数据进行压缩,还要对其他深度信息进行编码;
 
  (2)2012年的一份编号为ISO/IEC JTC-1/SC29/WG11 w12957官方文件《对HEVC可分级视频编码方式扩展的联合CEP(请求评论)》指出,分层式HEVC编码技术,用于提高HEVC对网络的自适应能力,目前主要包括空域和质量域可分层视频编码;
 
  (3)《图像与视频处理EURASIP期刊》在2013年10月刊登过一篇学术论文称,HEVC要把人类对视频图像的认知模型融入到视频编码算法中,对视频图像中感兴趣的区域分配较多的码率以提高视频图像的主观质量,具体包括感兴趣区域的检测技术和动态码率分配技术等;
 
  (4)《图像与视频处理EURASIP期刊》在2013年10月刊登过一篇学术论文称,HEVC要优化视频图像的主客观质量评价方法,即视频编码中率失真优化目标,目前主要以峰值信噪比以及结构相似性指标作为评价标准,难以精确模拟人类视觉系统的功能,还有待于进一步提高和改进。
 
 
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