基于長邊稀疏采樣的ＡＶ１ 參考像素選擇算法

摘 要：開放媒體聯盟開發的第一代視頻編碼標準（Ａｌｌｉａｎｃｅ ｆｏｒ Ｏｐｅｎ Ｍｅｄｉａ Ｖｉｄｅｏ １，ＡＶ１） 作為新一代的開放式視頻編碼技術，以其高壓縮效率和高質量視頻輸出等優勢成為在線視頻領域的主流編解碼標準之一。旨在優化幀內預測編碼技術以降低編碼運行的計算復雜度，從而節約視頻編碼時間。為此，提出了長邊采樣（Ｌｏｎｇ-ｓｉｄｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ，ＬＳ） 和長邊稀疏采樣（Ｌｏｎｇ-ｓｉｄｅ Ｓｐａｒｓｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ，ＬＳＳ） 的參考像素選擇方法，根據塊的劃分方式規律地提取關鍵參考像素，以改進直流（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ，ＤＣ） 預測和亮度預測色度（Ｃｈｒｏｍａ ｆｒｏｍ Ｌｕｍａ，ＣｆＬ） 預測技術的性能。實驗結果表明，ＬＳＳ 可以規避運算中的除法操作且減少大量加法計算量，在全Ｉ 幀（Ａｌｌ Ｉｎｔｒａ，ＡＩ） 和隨機接入（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ，ＲＡ） 配置下，相較原始算法平均編碼時間減少１１％ 和１３％ ，同時節省０． ０３％ 和０． ０４％ 的Ｂｊ-ｎｔｅｇａａｒｄ Ｄｅｌｔａ Ｂｉｔ Ｒａｔｅ （ＢＤＢＲ）。

關鍵詞：視頻編碼；開放媒體聯盟開發的第一代視頻編碼標準；幀內預測；直流預測；亮度預測色度

中圖分類號：ＴＮ９１１ 文獻標志碼：Ａ

文章編號：１００３－３１０６（２０２４）１０－２３３３－０６

０ 引言

當前，先進視頻編碼（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ，ＡＶＣ）和高效視頻編碼（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ＶｉｄｅｏＣｏｄｉｎｇ，ＨＥＶＣ）等主流視頻編碼標準，為高清和超高清視頻提供了有效的壓縮，但是大量的４Ｋ、８Ｋ 和實時視頻對其壓縮效率構成了挑戰。通用視頻編碼（Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ，ＶＶＣ）和開放媒體聯盟開發的第一代視頻編碼標準（Ａｌｌｉａｎｃｅ ｆｏｒ Ｏｐｅｎ Ｍｅｄｉａ"Ｖｉｄｅｏ １，ＡＶ１）［１］以其突出的視頻壓縮能力脫穎而出。ＡＶ１ 與ＨＥＶＣ 相比，壓縮效率提升約２１％ ，但編碼時間復雜度高達ＨＥＶＣ 的６ 倍以上［２］。ＶＶＣ相較于ＡＶ１，壓縮效率約提升４％ ，但編碼時間卻慢了２． ２ 倍［３］，由此可見，ＶＶＣ 以高計算復雜度為代價帶來的性能增益并不明顯。因此，本文將聚焦于ＡＶ１ 算法的研究，以探索其更高效的壓縮性能。