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屏幕内容通常是指由电子设备的屏幕产生的视频或图像。随着计算机、平板电脑和智能手机等设备的迅速发展,屏幕内容在远程桌面、屏幕传输和云计算等应用中发挥着越来越重要的作用。考虑到屏幕内容的重要性,新一代视频编码标准(High Efficiency Video Coding,HEVC)引入了新的编码方法改进其压缩性能,由此产生了针对屏幕内容的HEVC扩展版本(HEVCSCC,HEVC Extensions onScreen Content)编码标准。HEVCSCC显著提高了屏幕内容编码性能,但是编码复杂度急剧增加,使其难以适应当前实时、低延迟的应用需求。因此,在不降低编码效率的前提下降低屏幕内容的编码复杂度已成为迫在眉睫的任务。 本文对HEVC SCC帧内编码的快速算法进行深入研究,提出两种算法加速模式选择过程和编码单元分割过程。 第一,根据IntraBC模式成为最佳预测模式概率较高的特点,以及方向预测过程复杂度高的特点,本文提出了基于编码代价和编码单元相关性的屏幕内容快速模式选择算法。通过分析帧内预测中每种模式成为最佳预测模式的比例,调整模式选择过程的顺序,提前进行IntraBC模式预测,加速预测过程。此外,通过分析帧内预测中不同模式的预测复杂度,根据编码效率决定是否进行方向预测过程和率失真优化过程。另外,由于相邻编码单元间具有很强的相关性,因此可以通过检测相邻编码单元最佳预测模式间的关系,提出一种快速模式选择算法,从而有效地减少进入率失真优化过程的模式数量,降低编码复杂度。 第二,为了充分利用屏幕内容具有较多平滑区域的纹理特性,本文提出一种基于颜色量化和纹理方向的编码单元快速分割算法。通过颜色量化和纹理复杂度计算两种方法判断当前区域是否平滑,平滑的编码块可以跳过不必要的迭代分割编码过程。对于具有一定方向性的区域,根据粗粒度模式选择得到的模式列表中代价最小的两种模式方向是否相近,提出一种纹理方向检测的快速算法,能够跳过不必要的CU分割过程和模式选择过程。这两种算法对不同大小编码单元采取不同方案,能够显著降低编码复杂度,同时保证视频编码效率。 综上所述,本文在两个方面提出了快速算法加速屏幕视频的编码过程。实验证明,本文的算法在码率降低仅0.37%的条件下,平均节省了36%的编码时间,对于纹理平滑或存在较多重复文本或图形的视频序列更加有效,最高能够节省59%的编码时间。