HEVC框架下的屏幕内容高效编码策略

"基于HEVC框架的屏幕内容编码是一种针对屏幕内容视频的高效编码技术，旨在提高编码效率和视觉质量。研究中，作者分析了屏幕内容的特性，如定向相关性、基本颜色表示、高效率视频编码以及屏幕内容编码等，并提出了一种新的编码方案。该方案将屏幕内容分为颜色分量和结构分量两部分，利用非变换表示方法，设计了两种编码模式，以利用视频序列中的方向相关性和非翻译变化。实施到HEVC范围扩展参考软件HM9.0后，实验结果显示，与HM9.0相比，新方案可以节省高达52.6%的比特率，平均而言，在内部、随机访问和低延迟配置下分别节省35.1%、29.2%和23.6%的比特率。此外，解码后的视频序列在视觉质量上也有显著提升，减少了尖锐边缘的振铃伪影，同时保持了文本的清晰度，避免模糊现象。" 屏幕内容编码是视频编码领域的一个重要研究方向，因为屏幕内容（如动画、计算机屏幕捕获、带有文本覆盖的视频等）具有独特的特点，传统视频编码技术可能无法有效处理。HEVC（高效视频编码，High Efficiency Video Coding）作为一种先进的视频编码标准，已经在视频压缩领域取得了显著成果，但针对屏幕内容，其编码效率还有待提升。 本研究提出的编码方案，首先识别出屏幕内容的特性，如定向相关性（屏幕内容中常见线条和结构的特定方向性）和非翻译变化（文本、图形等元素相对稳定的局部移动）。通过将屏幕内容分离为颜色分量和结构分量，新方案能够更精确地捕捉这些特性。颜色分量主要关注图像的颜色信息，而结构分量则关注形状和轮廓。接着，针对这两种分量，设计了两种编码模式，充分利用了屏幕内容的定向相关性和非翻译变化，以实现更高的编码效率。 为了验证新方案的有效性，研究人员将其整合到HEVC的范围扩展参考软件HM9.0中，进行了实际的编码和解码测试。实验结果表明，新方案在比特率节省方面表现优异，尤其是在内部、随机访问和低延迟场景下，比特率节省幅度较大，这意味着在同等质量下，视频文件的大小可以显著减小，这对于网络传输和存储资源的节省非常有利。 此外，解码后的视频质量改善也是该方案的一大亮点。通过对尖锐边缘的处理，减少了振铃伪影的出现，同时保持了文本的清晰度，确保了观看者的视觉体验。这些改进对于那些包含大量文本和图形的屏幕内容视频尤其重要，例如在线教育、远程会议和新闻报道等应用。 这项工作为HEVC框架下的屏幕内容编码提供了新的思路和方法，对于进一步优化视频编码效率和提高解码后视频质量具有重要的理论和实践意义。未来的研究可能会在此基础上继续探索更高效的编码策略，以适应不断发展的屏幕内容视频需求。