优化二进制算术编码的概率估计模型提升编码效率

本文主要探讨了二进制算术编码在高效率视频编码（HEVC）和第二代音频与视频编码标准（AVS2）中的应用。针对现有算术编码方法存在的优化空间，研究者提出了一种优化的概率估计模型。该模型旨在提高算术编码的效率，从而提升整个编码系统的性能。 首先，作者对HEVC和AVS2的二进制算术编码原理进行了深入分析，这两者都是现代视频和音频压缩技术的关键组成部分，依赖于高效的熵编码来减小数据量，实现高压缩率。算术编码通过将连续源符号的概率分布转换为离散的码字，实现了无损的数据压缩。 在传统算术编码中，概率估计的准确性对于编码效率至关重要。如果概率估计不精确，可能会导致编码过程中不必要的位宽浪费，从而降低编码效率。因此，作者提出的新方案着重优化了概率估计，使之更接近实际的符号出现概率，减少了编码过程中的误差。 实验结果显示，将这个优化后的概率估计模型融入到HEVC参考软件（HM16.0）和AVS2参考软件（RD10.1）中后，编码效率得到了显著提升。在AVS2编码中，R-D性能（衡量压缩质量和所需比特率的关系）提高了大约0.21%，而在HEVC中，提升幅度更是达到了0.30%。这表明该优化模型对于这两种标准的实际应用具有显著的优势，有助于减少存储需求和传输带宽，提高视频和音频数据的处理速度和质量。 总结来说，这篇文章的核心贡献在于提供了一种改进的二进制算术编码概率估计模型，它通过更精确的概率计算，为HEVC和AVS2等高级编码标准带来了实质性的性能提升。这对于现代多媒体技术的发展和应用具有重要的实际价值。