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随着音视频技术的飞速发展,许多应用领域对数字视频压缩提出了更高的要求。快速、高效的压缩算法是解决这一问题的关键,至今国际上已制定了一系列的视频编码标准,如MPEG—1/2/4,H.261/H.263/H.264等。为了推动中国视频技术的发展,我国制定的具有自主知识产权的数字音视频编解码标准——AVS(Audio Video coding Standard)标准,其压缩效率比以往的标准至少提高了一倍以上,因此具有广阔的发展前景。在视频编码系统中,帧内预测技术对降低空间冗余度、提高编码效率起着关键的作用。一方面,帧内预测的准确程度将决定视频编码的效率。另一方面,帧内预测算法对视频编码系统的复杂度有着重要影响。
本文针对AVS视频编码标准的第二部分AVS1—P2中复杂度较高的帧内预测技术进行了深入的研究,主要分为以下三部分:
第一简要介绍了国内外主流的视频编码标准和视频压缩的要求和原理,深入分析了AVS1—P2在帧内预测、帧间预测、变换/量化、环路滤波、熵编码等关键技术的实现细节,并通过实验对比了AVS1—P2和H264的编码性能。
第二通过对AVS1—P2参考软件rm52i_r1帧内预测技术的分析,提出了一种快速帧内预测算法PSSC。AVS1—P2亮度帧内预测模式具有方向性,结合相邻子块间的空域相关性,先通过低复杂度算式粗筛选一些候选模式,再借助RDO技术精确判别最佳模式,以达到节省编码时间的目的。试验证明,和标准参考软件相比,编码时间平均节省17%左右,码率平均增加0.813%,信噪比平均降低0.063。
第三Sobel算子是一种常用的边缘检测算子,它可以提供较为准确的边缘方向信息。EDH算法使用Sobel算子建立边缘方向直方图获取待预测块的方向信息,本文在EDH算法的基础上,引入了像素亚采样,并结合子块的空间相关性来实现快速帧内预测。试验证明,整幅图像的计算复杂度平均降低了20%左右。同时图像的码率平均上升0.96,峰值信噪比略有降低。