H.264至HEVC畫面間預測之轉換編碼研究

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曾琪騰(Chi-Teng Tseng) 查詢紙本館藏

畢業系所

通訊工程學系

論文名稱

H.264至HEVC畫面間預測之轉換編碼研究
(Inter Frame Transcoding for H.264 to HEVC)

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摘要(中)

影像壓縮標準H.264/AVC在現實應用上獲得極大的成功，不管是網路影音串流或是影音儲存媒體（藍光光碟）都將H.264/AVC用於其標準規格。然而下一代的視訊壓標準HEVC即將在2013年制定完成，在同樣主觀視覺品質之下HEVC比H.264/AVC節省約50%的位元率。由於目前主要流通的格式仍舊是H.264/AVC，提供一個H.264/AVC和HEVC的有效率轉碼方式是非常必要的。
本論文提出一個應用於畫面間預測之視訊轉換轉編碼架構，重複利用H.264/AVC解碼端所解出的運動向量、預測模塊及冗餘餘弦轉換係數等編碼預測資訊，找出其資訊與重複編碼時模式切割決策及運動向量估計的相關性。藉由參考編碼預測資訊作快速決策，以此節省編碼時間，使得這兩種不同視訊編碼標準之間的轉換更加有效率。實驗顯示應用論文中所提出的可變搜尋視窗及快速決策方式，能夠節省40%-50%之整體編碼時間，且保持一定的影像品質及壓縮表現。

摘要(英)

Video compression standard H.264/AVC on the great success in real life applications, whether it is Internet video streaming or audio and video storage media (Blu-ray Disc) use H.264/AVC for its specifications. However, the next generation of video compression standard HEVC is about to be completed in 2013, under the same subjective quality metric HEVC save about 50% bit rate to H.264/AVC. Thus, it can be expected as a successor to H.264/AVC. The widely use of the H.264/AVC standard today and the expected adoption of HEVC raises a new demand for H.264 to HEVC transcoding. An Efficient transcoding way is necessary.
In this thesis, we present several strategies for H.264 to HEVC transcoding on pixel domain transcoding architecture. And reuse the coding information ex. motion vector, prediction mode and residual DCT coefficient from the H.264 decoder side. For inter frame, we adopt the adaptive search range for motion estimation and candidate pruning for mode decision. The experimental results show that our propose transcoding strategies can maintain the coding performance and save 40%-50% encoding time.

關鍵字(中)

★ H.264/AVC
★ HEVC
★ 畫面間預測
★ 轉換編碼
★ 可變搜尋視窗

關鍵字(英)

★ Transcoding
★ Inter prediction
★ HEVC
★ H.264/AVC
★ Adaptive search range

論文目次

第一章緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機與目的 3
1.3 論文架構 4
第二章 HEVC視訊編碼標準介紹 5
2.1 HEVC視訊編碼介紹 5
2.2 HEVC視訊編碼架構 7
2.3 基本編碼單位 8
2.3.1 編碼單位（Coding Unit） 9
2.3.2 預測單位（Prediction Unit） 10
2.3.3 轉換單位（Transform Unit） 11
2.4 HEVC視訊標準之編碼工具 12
2.4.1 畫面內預測（Intra Prediction） 12
2.4.2 畫面間預測（Inter Prediction） 13
2.4.3 轉換及量化（Transform and Quantization） 15
2.4.4 迴路濾波器（Loop Filtering） 15
2.4.5 熵編碼（Entropy Coding） 19
第三章視訊轉換編碼介紹 22
3.1 視訊轉換編碼之應用及分類方式 22
3.2 視訊轉換編碼系統介紹 24
3.2.1 像素域轉換編碼器 24
3.2.2 轉換域轉換編碼器 25
3.2.3 視訊轉換編碼架構總結 27
第四章快速畫面間預測轉換編碼演算法研究 28
4.1 畫面間預測轉換編碼資訊擷取 28
4.2 用於轉換編碼之運動向量估計快速演算法 32
4.2.1 HEVC預設運動向量估測演算法介紹 32
4.2.2 基於參考運動向量可變搜尋視窗演算法 33
4.2.3 利用參考運動向量預測子可變搜尋視窗演算法效能 54
4.3 用於轉換編碼之模式決策快速演算法 62
4.3.1 HEVC模式決策流程 62
4.3.2 基於編碼資訊之快速模式決策演算法分析 63
4.3.3 利用編碼資訊組合之快速模式決策演算法流程 90
4.3.4 利用編碼資訊組合之快速模式決策演算法效能 92
第五章實驗及討論 96
5.1 實驗參數環境設定 96
5.1.1 測試視訊序列 96
5.1.2 軟、硬體環境相關係數設定 97
5.2 適用於H.264至HEVC畫面間預測轉換編碼之結果分析 98
5.2.1 轉換編碼應用於改變量化參數之效能分析 99
5.2.2 轉換編碼應用於相同量化參數之效能分析 101
第六章結論與未來展望 105
參考文獻 106

參考文獻

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指導教授

張寶基(Pao-Chi Chang)

審核日期

2012-7-17

推文