Exploration of encoding time reduction solutions for intra-frame prediction of VVC encoders

Abstract

O padrão de Codificação de Vídeo Versátil, do inglês Versatile Video Coding (VVC), foi desenvolvido para atender a demanda atual relacionada às aplicações de vídeo, fornecendo maior eficiência de compressão quando comparado a padrões anteriores de codificação e alta versatilidade para se adaptar a diferentes tipos de aplicações e vídeos. O VVC insere várias inovações e melhoramentos nos módulos de codificação, incluindo blocos de tamanhos maiores, particionamento de bloco mais flexível, mais modos angulares para a predição intra-quadro, compensação de movimento afim, e seleção múltipla de transformadas. Embora o VVC seja capaz de fornecer alta eficiência de compressão, essas novas ferramentas aumentaram o esforço de codificação significativamente. Esta Tese propõe soluções eficientes para reduzir o esforço de codificação da predição intra-quadro do VVC. Uma análise de performance da predição intra-quadro do VVC é apresentada inicialmente para identificar os módulos que consomem mais tempo e que devem ser priorizadas para alcançar o objetivo do trabalho. Posteriormente, soluções para redução do tempo de codificação baseadas em heurísticas e em aprendizado de máquina são apresentadas, considerando diferentes etapas da predição intra-quadro do codificador VVC, incluindo o particionamento de bloco das amostras de luminância e de crominância, a seleção de modo de amostras de luminância e a seleção de transformada de amostras de luminância. Foi possível alcançar entre 8,5% e 61,3% de redução no tempo de codificação com o Bjontegaard Delta Bit Rate (BDBR) variando de 0,4% a 2,4%. Essas soluções apresentaram resultados competitivos quando comparados aos trabalhos relacionados.