视频编码中自适应插值滤波器的算法研究

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H264/Avc标准采用了分数精度运动估计算法来提高估计精度和压缩率。为了进一步提高插值运算的精度,新一代视频压缩标准(HEvc)采用了自适应的插值滤波器(Adaptive Interpolation Filter)来完成分数像素点的插值计算,该滤波器的抽头系数在何一帧中自行更新。该方法可大幅提高压缩比,不过复杂度较高。本论文的目标是在保持图像压缩率不损失的条件下减低自适应插值滤波器的算法复杂度。木文提山的第一个改进方案利用编码中产生的统计信息对是否应用自适应滤波器进行早期判断,这样可以阻止第—轮滤波的进行来减低编码时间。本文通过分析编码中分块信息的概率分布,得到了小分块发生概率和自适应滤波器性能之间的关系,对于采用自适应滤波器无法提高编码效率的视频,通过设定合适的阈值屏蔽后续滤波过程。本文提出的第二个方法主要针对自适应滤波器中的系数计算部分。通过忽略“跳过模块”(Skip:Mode)中的系数计算过程,可以减低一部分复杂度。综合方法一和方法二,对于cIF精度的视频,可以平均减低56%的编码时间,对于1080P高清视频,平均减低16%的编码时间。本文提出的第三个改进针对自适应滤波器的第一遍编码部分。和方法一不同,本方法可以应用于所有类型的视频,并可以稳定地减低可观的编码时间。通过探究首遍编码与整个自适应算法的关系,本方法简化了第一遍编码中的算法步骤。实验验证,对于1080P分辨率的视频,本方法可以稳定地减低20%的编码时间,PsNR也有微小的提升,从而实现了减低复杂度同时保持编码质量的目标。
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