Повышение эффективности метода энтропийного кодирования в современных стандартах видеосжатия

Современные стандарты кодирования видеоданных имеют высокую эффективность кодирования, но скорость кодирования может быть улучшена для удовлетворения растущих потребностей мультимедийных приложений. В статье рассматриваются методы и алгоритмы энтропийного кодирования в стандартах кодирования видеоданных H.264/AVC и H.265/HEVC. Контекстно-зависимое адаптивное кодирование с переменной длиной кодового слова CAVLC (Context-based Adaptive Variable Length) для стандарта H.264/AVC изначально предназначалось для ко-дирования с потерями и как таковое не давало адекватной производительности для кодирования без потерь. Контекстно-зависимое адаптивное бинарное арифметиче-ское кодирование CABAC (Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding) — это метод энтропийного кодирования, впервые введенный в H.264/AVC и используемый в стандарте H.265/HEVC. Хотя он обеспечивает высокую эффективность кодирования, зависимости данных в H.264/AVC CABAC затрудняют распараллеливание и, таким образом, ограничивают его пропускную способность. Соответственно, во время стандартизации энтропийного кодирования для HEVC были рассмотрены как эффективность кодирования, так и пропускная способность. На основе анализа их достоинств и недостатков предложен метод энтропийного кодирования с последующим применением нумерационного иерархического кодирования. Он состоит из алгоритма САВАС и алгоритма нумерационного кодирования с применением иерархического подхода. Предложенный метод протестирован в среде разработки Visual C++ на различных тестовых видеопоследовательностях. Результаты экспериментов показали большую эффективность кодирования мультимедийных данных (уменьшает в среднем до 15% объема памяти хранения по сравнению с традиционным методом CABAC), но при этом метод требует большее время кодирования (примерно в два раза). Предложенный метод можно рекомендовать для применения в телекоммуни-кационных системах для решения задач хранения, передачи и обработки мультимедийных данных, где в первую очередь требуется большая степень сжатия.