1070720多硬件編碼器協(xié)同的高效紅外視頻

1070720多硬件編碼器協(xié)同的高效紅外視頻VFS60E-BDCJ01024

VFS60E-BDCJ01024重組方案、碼率更新方法和量化參數(shù)的計(jì)算。實(shí)驗(yàn)表明,新的算法不僅能提高場景切換處的視頻編碼質(zhì)量,而且視頻評價(jià)視頻質(zhì)量也有所提高,碼率波動也更小。(2)針對傳統(tǒng)的碼率控制技術(shù)不能夠很好地應(yīng)對包含場景切換的視頻序列這一問題,提出一種自適應(yīng)GOP長度碼率控制技術(shù),該技術(shù)適用于處理包含頻繁場景切換的視頻序列,首先用峰值信噪比檢測場景切換,然后立即停止編碼當(dāng)前GOP,并且將當(dāng)前GOP未編碼幀平均分配給后續(xù)兩個(gè)GOP,并重新分配碼率和調(diào)整I幀的量化參數(shù),整個(gè)算法并未增加I幀的數(shù)量。仿真結(jié)果表明,本文方法能夠處理包含頻繁場景切換的視頻序列,整體提高了視頻編碼質(zhì)量,碼率波動也更小。,對高品質(zhì)多媒體終端的需求也在不斷增長。UHD、4KTV等高分辨率、高幀率的視頻終端不斷涌現(xiàn),8KTV品質(zhì)的視頻終端不久也將進(jìn)入家庭。人們對媒體視聽效果的無止境需求,給視頻編碼技術(shù)發(fā)展帶來了極大挑戰(zhàn)。HEVC是一種新的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn),可以滿足4KTV、8KTV等編碼需求,相比于H.264標(biāo)準(zhǔn),其壓縮效率提高了50%–70%,復(fù)雜度增加了2–4倍。由于HEVC編碼算法計(jì)算量大、訪存帶寬高,所以HEVC編碼算法的設(shè)計(jì)和優(yōu)化以及相應(yīng)硬件實(shí)時(shí)編碼系統(tǒng)的研發(fā)成為該技術(shù)迅速進(jìn)入市場應(yīng)用的關(guān)鍵,且已成為其面向市場應(yīng)用的研究熱點(diǎn)?？紤]HEVC編碼算法的高復(fù)雜度,利用通用處理器平臺無法完成4K以上HEVC實(shí)時(shí)編碼任務(wù),開發(fā)的HEVC視頻編碼IC是目前比較有效的方法。目前市場上H.264編解碼的*80%以上,考慮到編碼產(chǎn)品市場的兼容性需求,要求新的編碼終端能夠兼容HEVC和H.264編碼算法。依據(jù)以上情況,論文針對新一代視頻編碼算法優(yōu)化及其相應(yīng)的硬件系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行深入研究。論文對HEVC視頻編碼的關(guān)鍵算法和硬件實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行研究。針對硬件實(shí)現(xiàn),改進(jìn)和優(yōu)化了幀內(nèi)預(yù)測與幀間預(yù)測等視頻編碼算法,提出了相應(yīng)的硬件實(shí)現(xiàn)體系架構(gòu),完成了RTL級硬件建模。新的體系架構(gòu)兼容H.264標(biāo)準(zhǔn),能夠在單幀間參考幀、搜索區(qū)域?yàn)閇-16,16]情況下完成7680×4320@35.07fps視頻實(shí)時(shí)編碼。本文的主要研究工作包括:論文研究了HEVC編碼軟件中編碼塊的幀內(nèi)編碼紋理模式與編碼塊像素方向梯度和的相關(guān)性,提出了基于編碼塊紋理特征的幀內(nèi)編碼模式選擇算法。為降低紋理參數(shù)提取的計(jì)算量,本文利用圖像幀中空間相鄰像素具有強(qiáng)相關(guān)性這一特點(diǎn),隔行提取了待編碼圖像塊四個(gè)方向相鄰像素梯度和作為紋理參數(shù),依據(jù)此參數(shù)依次判斷當(dāng)前CU是否進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測計(jì)算以及下一深度劃分和預(yù)估當(dāng)前編碼塊紋理。

1070720多硬件編碼器協(xié)同的高效紅外視頻VFS60E-BDCJ01024

VFS60E-BDCJ01024針對H.264編碼,僅需要提取水平與垂直兩個(gè)方向的相關(guān)度參數(shù),來評估當(dāng)前宏塊紋理平坦度,據(jù)此對I16MB、I4MB幀內(nèi)模式進(jìn)行選擇。通過實(shí)驗(yàn)證明該算法在有效地降低幀內(nèi)預(yù)測計(jì)算量的同時(shí),視頻壓縮質(zhì)量與壓縮率變化較小。論文研究了幀內(nèi)預(yù)測代價(jià)與待編碼塊像素相關(guān)度之間的相關(guān)性,提出了幀內(nèi)/幀間判決優(yōu)化算法。具體在P/B幀的幀間預(yù)測過程中,對需要幀內(nèi)預(yù)測的編碼塊進(jìn)行像素相關(guān)度計(jì)算,以估計(jì)其幀內(nèi)預(yù)測代價(jià)。再將該值與編碼塊的幀間匹配代價(jià)進(jìn)行比較,從而判斷該編碼塊是否需要進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測計(jì)算,減少了幀內(nèi)預(yù)測的冗余計(jì)算。后通過實(shí)驗(yàn)表明該算法能夠在保證視頻編碼質(zhì)量情況下,降低幀內(nèi)/幀間判決算法復(fù)雜度。同時(shí)完成CU幀內(nèi)優(yōu)化以及幀內(nèi)/幀間判決優(yōu)化算法的RTL級映射電路,通過仿真實(shí)驗(yàn)評估上述優(yōu)化算法的硬件電路性能。

 
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