HEVC编码器关键技术研究与优化设计

"该资源是一篇关于HEVC（High Efficiency Video Coding）编码器相关模块的研究与设计的硕士学位论文。论文详细介绍了HEVC编码技术及其重要性，包括标准的发展过程、国内外研究动态，并针对HEVC的关键编码技术进行了深入探讨。论文的主要研究内容包括HEVC帧内预测算法的优化和HEVC整数离散余弦变换（DCT）以及熵编码硬件实现的优化。" 在HEVC编码技术中，标准的不断发展和更新旨在应对高清视频带来的存储和传输挑战。HEVC（也称为H.265）是新一代视频编码标准，相比其前一代H.264，能提供更高的压缩效率，允许在相同质量下减小视频文件大小，或者在相同带宽下传输更高清晰度的视频。 第2章详细阐述了HEVC的基本概念，如编码单元（CU）、预测单元（PU）和变换单元（TU），以及HEVC的编码架构，包括编码流程的各个阶段，如熵编码、运动估计和补偿、帧内预测、变换和量化等。HEVC的关键编码技术涉及多种算法的优化，如多模式预测、更高效的变换和上下文自适应二进制算术编码（CABAC）。 第3章专注于HEVC帧内预测算法的优化，提出了基于图像复杂度的CU快速划分算法，以减少编码时的计算复杂度，提高编码效率。实验结果和分析表明，这种优化方法能有效缩短编码时间，同时保持良好的编码质量。 第4章主要探讨了HEVC整数DCT的硬件实现优化，对比了传统浮点DCT和HEVC整数DCT，提出了一种基于随机计算的优化架构，包括随机计算算法的设计和实现，以及针对精度的改进结构。这些优化旨在提高硬件实现的性能，降低功耗。 第5章聚焦于HEVC熵编码的硬件实现优化，分析了熵编码流程中的数据依赖、存储和并行实现等问题，并提出了一种基于流水线的CABAC实现架构，设计了多个模块，如二值化、上下文模型选择和更新、Range预处理等，以提升编码速度和效率。 第6章总结了整个研究工作，并对未来可能的研究方向进行了展望，如继续探索HEVC编码器的其他模块优化，或是研究新的视频编码标准，以应对未来的视频质量需求。 这篇论文对HEVC编码器的多个核心模块进行了深入研究和优化设计，对于理解和改进视频编码技术具有重要价值。