H.264和HEVC中B畫面直接模式決策之研究

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姓名

洪昌義(Chang-Yi Hong) 查詢紙本館藏

畢業系所

通訊工程學系

論文名稱

H.264和HEVC中B畫面直接模式決策之研究
(Direct Mode Decision for B Slice in H.264 and HEVC)

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摘要(中)

在先前的研究中[3]，利用後一張預測畫面中相同位置與鄰近巨區塊來取得移動向量資訊，藉此改善原始H.264/AVC中時間域直接模式無法描述所有物件的移動情形。但此做法會因為遮蔽效應(occlusion)、物件移動動量大小(motion activity)以及視訊移動特性的關係而導致增進的效能有限。因此在本篇論文中，我們以邊界匹配演算法[5]來改善因遮蔽效應而選擇到不正確方向的巨區塊之問題。接著提出巨區塊位移演算法，以改善物件移動動量大小。之後我們結合空間域直接模式來克服視訊移動特性之影響。上述演算法皆屬於後置處理(sum of absolute prediction difference, SAPD)，因預測畫面沒有與原始畫面做比較，所以預測畫面較不準確，為了得到更好的編碼性能，我們將前置處理移動向量估測演算法(Sum of Absolute Difference, SAD)與上述的演算法以RDO的方式做結合。由實驗結果得知，我們提出的演算法應用在H.264/AVC可以達到不錯的編碼性能(平均4.034%的位元率增益)，因此我們將此概念應用於HEVC的直接模式，同樣可以由實驗結果發現，應用於HEVC可以達到平均1.187%的位元率增益。

摘要(英)

In previous work [3], we employed the co-located block and its neighboring blocks to improve the temporal DIRECT mode in H.264/AVC. However, occlusion effect, variation of motion activity and video characteristic will limit the improvement. In this work, to overcome the occlusion effect and variation of motion activity, we apply the boundary matching criterion and propose shifted macroblock algorithm; for the variation of video characteristic, we apply spatial DIRECT mode into our proposed algorithm and make use of rate distortion optimization (RDO) to achieve the better performance. The experimental results show that our proposed algorithm can save 4.034% BD bit-rate on average. In additional, we apply this concept into MERGE mode of high efficiency video coding (HEVC). Likewise, the experimental results reveal that the proposed algorithm also achieve good coding performance (1.178% BD bit-rate saving).

關鍵字(中)

★ H.264
★ HEVC
★ 直接模式決策
★ 前置處理
★ 後置處理
★ 絕對預測誤差和
★ 邊界匹配

關鍵字(英)

★ boundary matching
★ H.264
★ HEVC
★ Sum of Absolute Difference
★ Sum of Absolute Prediction Difference

論文目次

章節目錄
第一章緒論
1.1 視訊壓縮標準簡介 1
1.2 動機與目的 2
1.3 論文架構 3
第二章 H.264中B畫面直接模式決策(Direct Mode decision)介紹及相關文獻回顧
2.1 B畫面模式決策之介紹 4
2.2 直接模式決策之介紹 9
2.2.1 空間域直接模式介紹 9
2.2.2 時間域直接模式介紹 10
2.3 基於時間域直接模式之移動向量估測文獻回顧 11
2.3.1 前置處理之移動向量估測演算法(Sum of Absolute Differences, SAD) 11
2.3.2後置處理之移動向量估測演算法(Sum of Absolute Prediction Differences, SAPD) 17
2.3.3 結論 21
第三章 H.264中直接模式決策之探討
3.1 後置處理移動向量估測演算法之統計分析 22
3.2 邊界匹配(Boundary Matching,BM)演算法之探討 25
3.2.1 邊界匹配演算法之介紹 25
3.2.2 邊界匹配演算法之做法 27
3.2.3 統計與效能分析 30
3.3 巨區塊位移演算法之探討 32
3.3.1 巨區塊位移演算法之介紹 32
3.3.2 基於邊界匹配下之巨區塊位移演算法做法 35
3.3.3 效能分析與討論 39
3.4 結合型直接模式演算法之探討 41
3.4.1 結合型直接模式決策之架構 42
3.4.2 結合型直接模式決策之做法 44
A. 改良型空間域直接模式決策 44
B. 結合邊界匹配與巨區塊位移之時間域直接模式與空間域直接模式決策 46
3.4.3 效能分析與討論 46
3.5 結合型移動向量估測演算法之探討 49
3.5.1 移動向量估測演算法之架構 49
3.5.2 結合型移動向量估測演算法之做法 51
A. 前置處理之移動向量估測演算法回顧 51
B. 結合前置與後置處理之移動向量估測演算法 53
3.5.3 效能分析與討論 54
3.6 結論 57
第四章 HEVC中直接模式(Merge2Nx2N/Skip)決策之探討
4.1 HEVC簡介 58
4.2 HEVC之直接模式決策介紹 65
4.3 基於HEVC下之移動向量估測演算法探討 73
4.3.1 後置處理之移動向量估測演算法 73
4.3.2 結合前置與後置處理之移動向量估測演算法 78
4.3.3 擴充型Merge Candidates演算法 83
4.3.4 效能分析與討論 88
4.4 結論 90
第五章結論 94
參考文獻 96

參考文獻

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[18] JCT-VC, “Working Draft 4 of high-efficiency video coding,” JCTVC-F803, JCT-VC Meeting, Torino, Jul. 2011.
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[20] HEVC software HM4.0rc1
https://hevc.hhi.fraunhofer.de/svn/svn_HEVCSoftware/tags/

指導教授

林銀議(Yinyi Lin)

審核日期

2012-7-26

推文