AVS浅压缩标准中的熵编码研究综述.pdf
《AVS浅压缩标准中的熵编码研究综述.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《AVS浅压缩标准中的熵编码研究综述.pdf(5页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、ression standardJ.Video205-208,225.IGITALVIDEO电视技重ideoEngineering数字视频文献引用格式:殷子悦,蔡江震,黄贺煜.AVS浅压缩标准中的滴编码研究综述 .电视技术,2 0 2 3,47(6):YIN Z Y,CAI JZ,HUANG H K.An overview of entropy coding in AVS lightweight compEngineering,2 0 2 3,47(6):2 0 5-2 0 8,2 2 5.中图分类号:TP311.5文献标识码:ADOI:10.16280/j.videoe.2023.06.05
2、2AVS浅压缩标准中的炳编码研究综述殷子悦,蔡江震,黄贺煜(福州大学物理与信息工程学院,福建福州350108)摘要:介绍AVS浅压缩标准整体框架,聚焦标准中的滴编码部分,对炳编码算法进行详细分析,指出其未来技术发展方向。关键词:浅压缩;炳编码;二值化An Overview of Entropy Coding in AVS Lightweight Compression StandardYIN Ziyue,CAI Jiangzhen,HUANG Hekun(College of Physics and Information Engineering,Fuzhou University,Fuzho
3、u 350108,China)Abstract:This article introduces the overall framework of the AVS lightweight compression standard,focusing on the entropy encodingpart of the standard,conducting a detailed analysis of the entropy encoding algorithm,and pointing out its future technologicaldevelopmentdirection.Keywor
4、ds:lightweight compression;entropy coding;binaryzation0引言2006年,中国经过自主研发,颁布了音频和视频编码标准(AudioVideo coding Standard,A VS)。由于对以指数增长的可视数据的压缩需求不断增长,AVS工作组在过去的二十年中一直致力于开发高效的视频编码标准。AVS标准制定的出发点是希望实现知识产权的自主可控,让标准回归为产业发展服务的本位 2 。为了在视频传输质量和传输通道速率之间找到一个平衡点,AVS浅压缩标准呼之欲出。它不仅可以使得视频质量优秀,而且对网络传输要求不高。浅压缩在保证数据质量的前提下,快速地
5、将大量数据压缩成较小的文件大小,从而节省存储空间和网络带宽。与常见的H.265或H.266等深压缩视频编码算法相比,浅压缩算法的压缩和解压速度更快,因为它们通常只需要进行少量的计算。因此,浅压缩通常适用于对实时性要求较高的应用场景。视频之所以能够压缩,是因为它有很多几余信息。常见的视频数据存在空间允余、时间余、编码余和视觉允余4种允余类型 3。熵编码是一种对概率不同所带来的编码穴余进行设计的视频编码模块,利用信源随机过程的统计特性,将视频编码过程中的语法元素映射成二进制形式写入比特流中。熵编码模块作为编码过程的最后一步,无论是在国际编码框架或者国内自主编码框架中都是非常重要的一个环节 51AV
6、S浅压缩AVS浅压缩支持YUV4:0:0,YU V 4:2:0,YUV4:2:2,YUV4:4:4和RGB4:4:4格式的图像及视频,以及8 bit、10 b it、12 b it 和16 bit的输人比特深度。其中,亮度通道单元为16 2 的像素块,色度通道单元则根据YUV/RGB的格式分为三种:8 1像素块(YUV420格式),8 2 像素块(YUV422格式)和16 2 像素块(YUV444/RGB444格式)。AVS浅压缩标准主要包括4个模块,分别为帧内预测模块、变换量化模块、码率控制模块以及编码模块,整体编码框架如图1所示。电视技术第47 卷第6 期(总第57 1期)205电视技术第
7、47 卷第6 期(总第57 1期206JIGITALVIDEO技市ideoEngineering数字视频码率控制模式信息一图像输人块划分顿内预测变换量化编码比特流一变换跳过行缓存重建反变换反量化变换跳过-图1AVS浅压缩标准的整体编码框架2AVS浅压缩的炳编码AVS浅压缩标准中的熵编码分为二值化和语法元素交织两个模块。其中,二值化模块包含3种编码方式,分别是截断编码方式、分类定长编码方式以及定长编码方式;语法元素交织模块按每种语法元素的顺序进行交织编码。2.1语法元素介绍熵编码模块在获取码率控制模块产生的语法元素复杂度后,根据顿内预测得到的最佳预测模式来判断是否编码剩余的语法元素。AVS熵编码
8、的整体编码顺序如图2 所示。如果最佳预测模式为原始值模式,则对当前宏块的像素值按比特深度为编码位数直接进行熵编码。否则,依次对分组方式、残差码长、残差和边界符号修正符进行熵编码。2.1.1复杂度复杂度是码率控制模块产生的语法元素。首先计算4个42 子块的复杂度等级,根据经验阈值判断其属于简单、一般或者复杂,以确定当前色彩通道16 2 宏块的复杂度等级(0,1,2,3,4)。其次,根据色彩通道复杂度等级确定当前宏块的复杂度等级,如果当前是YUV444/RGB444序列,当前宏块复杂度为Y,U 和V三个色彩通道复杂度的平均值。否则,取Y通道复杂度作为当前宏块复杂度。最后,对于选中的复杂度等级,使用
9、这个值作为无损编码比特数的估计,并在当前块编码完成后使用编码开销信息计算真实的无损编码比特数,用于更新保存的值,以供后续码率控制模块使用。2.1.2预测模式预测模式是顿内预测模块产生的语法元素。在内预测模块的模式决策过程中,通过计算和对比不同预测模式编码时所花费的总比特数,选择代价最小的预测模式作为当前最佳预测模式,并且传递到熵编码模块进行编码。2.1.3残差码长和边界符号修正符残差码长和边界符号修正符是熵编码模块产生的语法元素。根据当前的最佳预测模式,首先得到当前通道宏块所对应最佳预测模式的残差,其次以N=4为一组内的残差最大值所占比特数作为当前41块内的残差码长,最后判断每组的残差是否出现
10、取值位于当前残差码长所能表示的区间的边界值,并根据取值情况对边界符号修正符进行赋值。2.1.4分组方式对于亮度通道的每个系数集合,均可采用5种方式来划分系数组,如图3所示。相同颜色表示使用相同的残差码长,具体如下。(1)分组模式0:划分为1个系数组。(2)分组模式1:划分为2 个系数组,扫描顺序边界符号复杂度预测模式非原始模式分组方式残差码长残差修正符原始模式原始值图2编码语法元素编码流程图电视技术第47 卷第6 期(总第57 1期207JIGITALVIDEO电视技量ideo Engineering数字视频中的前8 个系数为第一组,后8 个系数为第二组。(3)分组模式2:划分为3个系数组,扫
11、描顺序中的前8 个系数为第一组,中间4个系数为第二组,后4个系数为第三组。(4)分组模式3:划分为3个系数组,扫描顺序中的前4个系数为第一组,中间4个系数为第二组,后8 个系数为第三组。(5)分组模式4:划分为4个系数组,扫描顺序中的每4个系数为一组。分组模式0分组模式1分组模式2分组模式3分组模式4图3162像素块的系数组划分方式色度通道单元则根据YUV/RGB的格式分为三种:8 1像素块(YUV420格式),8 2 像素块(YUV422格式)以及16 2 像素块(YUV444/RGB444格式),如图4所示。相同颜色表示使用相同的残差码长,具体如下。分组模式0分组模式1(a)8x2像素块分
12、组模式0分组模式1(b)81像素块图4像素块扫描方式和系数组划分方式对于8 2 像素块,扫描方式和系数组划分方式如图4(a)所示,相同颜色表示使用相同的残差码长,具体为:(1)分组模式0,划分为2 个系数组,扫描顺序中的前8 个系数为第一组,后8 个系数为第二组。(2)分组模式1,划分为4个系数组,扫描顺序中的每4个系数为一组。对于8 1像素块,扫描方式和系数组划分方式如图4(b)所示,具体为:(1)分组模式0,划分为1个系数组。(2)分组模式1,划分为2 个系数组,扫描顺序中的每4个系数为一组。2.2二值化二值化方案定义了语法元素到二进制符号串的唯一映射。按照规定的二值化方案进行编码,能够在
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- AVS 压缩 标准 中的 编码 研究 综述
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。