罗 瑜

(陕西中医药大学基础医学院 西安 712046)

2019 年，中国电信发布的《中国电信8k 智能机顶盒白皮书20191121》明确提出对8K 视频的要求。在市场需求逐渐明确的同时，视频编解码组织也推出了对8K 分辨率的视频编解码标准[1]，如AV1、VVC 和AVS3 等。同年，5G 技术得到了大规模发展，为大量数据的实时无线传输提供了技术保障。随着“市场+技术”的驱动，视频图像的主流分辨率从4K 发展到8K。

图像分辨率的增大直接增加了DDR 的读写需求，为了不降低图像主观性能质量的同时有效降低视频带宽，基于帧存技术[2-4]的轻量级视频压缩技术被提出，包括无损压缩[5-7]和有损压缩[8-9]。相对无损压缩技术，有损压缩增加了视频残差的量化环节，即在尽量降低图像峰值信噪(Peak signal to noise ratio, PSNR)的同时，尽可能地提升压缩效率[10-11]。在该研究中，内容感知自适应量化的帧存压缩技术[12](parallel content aware adaptive equantization oriented lossy frame memory recompression for HEVC, CAQO)被提出，其对有损压缩的研究最为优秀。CAQO 首先在7 个纹理方向中自适应的找到最优预测方向，并计算得到最优预测残差(prediction residual, PR)，然后根据率失真模型计算量化参数(quantize parameter, QP)，接着利用QP对PR 进行编码前的量化操作，计算得到量化残差(quantize residual, QR)，最后根据一元指数哥伦布编码算法完成QR 的熵编码。

1 CAQO 算法分析

CAQO 算法[13-14]包含方向性预测、离散平稳高斯率失真模型和哥伦布一元编码3 个子算法模块，编码单元(coding unit, CU)为block 16×16，子模块算法细节分析如下。

1.1 方向性预测

如图1 所示，根据以下步骤，通过当前预测像素附近已重建像素计算得到PR，其中Px,y为当前像素。

图1 方向性预测坐标示意图

首先，计算区域A 内的水平垂直梯度值DIRAH和DIRAV，区域B 内的水平垂直梯度值DIRBH和DIRBV，计算如式(1)所示。……