摘要
随着远程教育、视频会议、屏幕共享等应用的逐渐兴起，屏幕内容编码成为当前的研究热点。考虑到屏幕内容包含重复的局部图案，锐利的图形边缘，整体颜色数量少的特点，新一代视频编码标准H.266/VVC(VersatileVideoCoding)引入了屏幕内容编码工具，以提高屏幕内容的编码质量。但这些编码工具的应用导致H.266/VVC屏幕内容编码复杂度过高。本文从基于H.266/VVC的屏幕内容编码结构与编码工具入手，提出了两种基于H.266/VVC的屏幕内容编码快速算法，大幅度降低了编码时间。 为了有效降低帧内预测时屏幕内容的编码复杂度，本文提出了一种结合快速CU(CodingUnit)划分、改进的IBC(IntraBlockCopy)模式和改进的Intra模式的屏幕内容帧内预测快速算法。首先，通过CU的梯度和亮度信息将CU分为自然内容与屏幕内容两类；再依据编码单元的纹理特征，跳过不必要的CU划分模式；接着，适度扩大IBC模式的哈希搜索范围，提高哈希搜索中搜索到匹配块的概率；最后，根据CU的梯度信息缩小Intra模式的预测范围。实验结果表明，在全帧内编码配置下，本文所提算法的编码时间仅占H.266/VVC原始算法对应的编码时间的47.86%，还能降低2.66%的编码比特率，同时保证编码后的视频质量不受影响。 本文为了节省屏幕内容在帧间预测时的编码时间，提出了一种屏幕内容帧间预测快速算法。首先利用帧间的时域相关性，提出了一种基于运动矢量的CU划分模式快速决策方法，并采用基于纹理特征的CU快速划分方法作为补充；然后，根据CU的残差系数分布与预测模式性能的关系，提出了一种基于正态分布检验的CU预测模式快速选择方法；同时，在遍历各个预测模式的过程中，仍适度扩大IBC模式的哈希搜索范围，降低局部搜索的使用概率。实验结果表明，在低延时和随机接入两种配置下，本文所提算法与原算法相比分别节省了19.96%和19.78%的编码时间，同时保持视频质量基本无损，编码比特率略有降低。
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